配網自動化建設對供電可靠性影響

楊學礎

1 引言

生產生活用電量的增加對于傳統配電網的運行提出了更高的要求，若傳統配電網不進行改革，意味著其不能滿足時代的發展需求，且和當前的經濟發展現狀不相適應。同時，當配電網長期處于超負荷運轉狀態時，其供電質量得不到應有的保障，也會對配電網的運行造成負面影響。若配電網在運行過程中出現了故障，在短時間內很難修復，也會給人們的日常生活帶來影響，對此，需要提高配電網運行質量，找出其存在的問題，及時改善。

2 配電網自動化建設的主要系統

2.1 故障定位系統模式

所謂配電網故障定位系統，就是指通過安裝故障指示器以及故障報警器等裝置，當配電網發生故障時，可以立即發現并上報，工作人員也可以即刻發現，確認故障發生的具體位置并將其解除。故障定位系統模式通常都可以指出故障，科學技術的發展和進步也使其功能更加多樣化，當前故障定位系統模式已經實現了對故障信息的分析處理，也可以對配網進行全面監控。一般情況下，配電網故障指示系統的基本模式組成如圖1 所示。圖中，圖形圓圈表示的是柱上的開關，實心圓圈則代表的是合閘，空心圓圈表示的是分閘；矩形表示的是變電站中壓出線的開關；ID 代表的是故障指示器，其主要作用為在故障電流靈活時，其顏色會有所變化，但是其自身不具備數據的傳輸功能。若在開關J 以及K 之間有運行故障發生，那么開關B、C 和J 處的故障指示器（ID）變色，而其余開關處的故障指示器（ID）不變色，從這類變化可以對故障發生的位置進行初步的判斷。

圖1 配電網故障指示系統基本模式

2.2 就地饋線自動化系統模式

就地饋線自動化系統，就是借助自動化的開關設備，并結合光纖“網絡式”等措施，對配電網發生的故障位置進行定位，并將其與其他部分分離開來，同時會恢復故障區域的供電系統。該系統的突出優勢體現在可以自行對發生的故障進行處理分析，也可以將發生故障的相關情況上報。另外，還可以對監控網絡進行適當的拓展，使其覆蓋范圍更為廣泛。該系統監控的主要功能有：遙信、遙測、遙控以及對時。該系統有兩種比較典型的經營模式：一為在配電網自動化開關的基礎上，和“重合器”饋線自動化模式以及智能分布模式相結合，如圖2 所示，圖中，矩形框代表的是開關，實心矩形表示的是合閘，而空心的矩形表示的是分閘，每個開關都會連接一個終端設備，簡稱為FTU，圖中下方的數字表示的是開關的編號，虛線則表示通信的線路，字母“A”、“B”表示的是終端設備的上游、下游方向。

圖2 智能分布式模式工作原理示意圖

例如，如果在開關2、3 之間有故障發生，那么終端設備1、2就會檢測到故障電流，并迅速開啟速斷保護。假設故障發生在開關2 和3 之間，則終端設備1、2 檢測到故障電流而啟動速斷保護。同時，終端設備2 向與其會向上游的終端設備1 傳送分閘閉鎖報文，并向下游終端設備3 傳送分閘報文；終端設備1 會跟下游的終端設備2 傳送分閘報文。終端設備2、3 會立即開啟和指示相應的開關分閘，終端設備1 會猶豫收到了分閘閉鎖報文，將開關一直保持為合閘狀態，在等待了一段時間后，終端設備4 會發現因為這邊的壓力失衡使得延時合閘計數器開啟，此時在延時過后，開關合閘也會啟動。經過上述過程之后，故障區域被隔離，受故障影響的區域也會恢復供電。

2.3 集中饋線自動化系統模式

集中式饋線自動化是借助數據采集終端設備以及主站計算機系統，在通信技術的支持下實現對配電網運行的監控管理。在配電網發生故障時，可以對故障的發生區域進行判斷，并通過遙控對其進行處理，使得短時間內受故障影響的區域可以恢復正常供電。

集中饋線自動化模式的主要功能體現在：故障信息上報以及故障處理；配網的監控功能主要是指遙信、遙測、電量以及事件的順序記錄；功能擴展可以實現對于故障的指示、變電站饋線遙控功能、web 瀏覽功能、地理信息系統、高級應用功能。主要體現方式可以分為兩種：①全自動；②半自動，下面進行具體分析：①全自動方式。配電主站或者是子站可以對區域內的配電終端信息進行收集，從而對當前配電網的運行情況進行分析，以實現對故障的準確識別和故障區域的定位，然后通過遙控或者是人工完成故障的隔離以及非故障區域的供電恢復。②半自動方式。和上述內容基本一致，但是處理速度會更緩慢。

2.4 調/配一體化平臺的自動化系統模式

調/配一體化平臺的自動化系統主要作用就是將調度自動化以及配網自動化融為一體，使其具有生產信息管理、集約化調度等功能，也能夠借助GIS 系統、計量自動化、營配一體化系統實現信息數據的共享，這樣可以保證生產經營管理的實效性。調/配一體化平臺的自動化系統模式具有故障處理功能（故障信息上報、故障處理）；配網正常運行監控功能（遙信、遙測、遙控、對時、事件順序記錄）；變電站監控功能（遙信、遙測、遙控、遙調、電量、對時、事件順序記錄）。也可選擇實現故障指示、Web 瀏覽、地理信息系統、高級應用。調/配一體化平臺的自動化系統可以集成縣級電網調度自動化系統、無人值班變電站集控系統、城區配網自動化系統和配電地理信息系統（GIS）等功能，縮減了設備的數量，使得數據更為準確。

3 配網自動化建設對供電可靠性的影響

配網自動化建設對于電力系統的運行具有諸多益處，但是也存在一些缺點，從整體上來說是利大于弊，具有積極的促進作用，其主要體現在以下幾個方面：

配網自動化系統中的故障定位系統可以提高供電的可靠性，若未安裝故障定位系統，那么供電系統運行時就會出現故障，再加上環境因素的影響，工作人員難以開展測定工作，尤其是陰雨天氣，會導致部分地區長時間斷電，這樣就會影響客戶的滿意度。在應用了故障定位系統之后，工作人員就無需進入現場進行勘察，只需通過遠程監控即可發現故障地點，節省維修時間。

配網自動化饋線系統因為可以及時發現和反饋故障的相關情況，使得電力的經濟損失了有了大幅度的減少。通常配電網中增置了配電設備，但是在實際的運行過程中，其自動重合閘的成功率很低，據相關數據調查顯示，成功率大約為45%。變電站在應用了饋線自動化系統之后，其備用電源的自動切管率有了明顯的提高。在故障發生時，可以在短時間內對電源以及備用電源進行切換。

在配網自動化建設過程中，可以借助較為先進的計算機技術以及電子設備實施電網的監控工作，如使用電壓動態控制閥，可以對變換器、儲能裝置和變壓器等進行規劃整合，使其成為一個有機整體，在電壓不穩定時，可以自動補償，實現供電電壓的整合性。

配網自動化建設，能夠幫助企業了解客戶的不同需求，這樣就節省了客戶業務的辦理時間，也能夠業務人員的工作效率。同時，配網自動化建設可以提高電力企業的服務質量，簡化了工作流程，能夠保證客戶的需求在最短時間內得到滿足，如果客戶遇到了問題，也能夠得到回復和處理方案，企業可以安排工作人員趕赴現場了解情況，盡快地安排運維人員趕赴現場進行維修，提高供電質量。另外，配網自動化系統可以實現對電力系統的全面監控，對負荷進行合理分配，防止配網線路因為超負荷運行出現各種意外情況。最為重要的是，配網自動化系統還可以為電力企業提供必要的技術數據，為決策管理奠定基礎，尤其是線損管理。最后，配網自動化系統可以為調配建立一個信息數據平臺，采用遙控的方式對運行故障進行反饋和處理，必要時可以女孩運行模式進行適當的調整，使得配網的生產管理的得到支撐，數據的共享也可以提高配網的經濟性。

4 結語

綜上所述，配電網自動化系統的應用在一定程度上會提高電網運行的效率，使得供電質量更高，運行也更加穩定，可以減少因為運行故障造成的經濟損失，從而帶動電力行業的整體發展。

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