配網自動化在智能電網中的應用

李新寬 苗和平 王學峰

（巴彥淖爾電業局，內蒙古 巴彥淖爾014400）

0 引言

自動化是智能配網未來發展的主要方向，其一方面可以提高配網的運行效率，另一方面能為智能配網的運行打下堅實的基礎。本文以10kV配網為研究對象，分析其在自動化方面的創新之處，同時對相關問題給予建設性建議，例如新型環網柜、智能開關等在配網中的實際應用，以此促進智能配網自動化發展，進而保障智能電網的先進性。

1 配網自動化建設

《配電系統自動化規劃設計導則》給配電系統自動化作了明確定義，即“利用現代電子、計算機、通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的監測、保護、控制、用電和配電管理的現代化”。

在配網建設中，自動化是基礎，其在發展過程中逐漸形成穩定的系統，如10kV級配［1］。近幾年，人們逐漸意識到自動化在配網建設中的地位，從而引入了更多的高科技裝置、新型技術，使配網自動化的創新方式呈現出多樣化的特征，如：智能開關，通過遠方與就地控制及時準確地確定故障所在地段，自動實現控制，避免配網大面積故障，保障配網可靠運行；電纜敷設，通過高科技、智能儀器自動檢索電纜故障部位，提高故障查找效率等。我國在配網自動化建設方面注重創新、技術，也取得了相應成果，利用創新技術提高了配網工作效率，同時也保障了智能電網的運行能力。目前主要有4類配網自動化方式：（1）“統一收集，統一監控”；（2）“統一收集，分布式監控”；（3）“主站、終端”模式；（4）“自動化”模式。

2 配網自動化的特性

在配網自動化的參與下，實現電網的智能化發展，彰顯了配網的基本特性［2］：（1）穩定性，配網的各項設備均在自動化技術控制下，因為其在運行上受技術制約，所以配網運行能力提高，不會過多受外界因素影響，由此實現了穩定性；（2）選擇性，配網運行時會自動判別電網的基本情況，如遇到設備故障，能通過遠方與就地控制及時準確地確定故障所在地段，智能開關動作，迅速隔離故障線路段并恢復非故障線路段的供電，可見其能夠在運行時有選擇性地檢查設備，提高電網的分析能力；（3）自動性，智能配網中可以實現自動化的技術點較多，如調度自動化系統、變電站／配電所自動化、饋線自動化（FA）、設備管理／地理信息系統（FM／GIS）自動化、配電系統運行管理自動化等，都是自動性的典型代表，目的是降低配網風險，提升配網運行能力，綜合利用配網的各項功能，體現高效運行原則，提高配網安全性，引導配網可持續發展。

3 配網自動化在智能電網中的實際應用

3.1 環網柜的優化布設

環網柜主要發揮環網供電作用，優化環網柜布設，既可以穩定電網供電，又可提高供電效率［3］。例如：利用科技型環網柜的小型化特性，根據小區配電規模，將其運用到住宅小區的供電中，可以更好地滿足供電需求。但環網柜在配網運行中容易造成大規模維修，而通過自動化技術的創新研究，將負荷開關應用到環網柜中，控制環網柜運行，可促使其根據負荷的實際情況控制自身行為，營造自我保護的運行環境。優化環網柜的基本布設，保障環網柜與實際負荷環境相適應，能有效解決集中住宅小區或小型高層小區的供電問題。

3.2 智能開關的關鍵點布置

智能開關在傳感、精度方面靈敏度較高，且可實現自動化控制，所以在配網中合理布置智能開關，利用關鍵點形成強大的控制系統，可有效支持電網調控。例如：部分地區電網運行時，由于故障分閘時間不精確，容易造成線路開關故障動作不準確。所以對智能開關進行創新研究，首先要利用傳感技術提高智能開關自身的能力，確保其配網故障時精確動作，然后將開關合理布設在相關位置，形成關鍵點，發揮自動控制功能。一般采用“柱上桿下”的布設方式，在保護配網的基礎上實現電力通訊自動化、智能化。

3.3 電纜的敷設

電纜敷設是實現配網自動化的基礎，其支持著整個地區的電能傳輸，故電力企業非常重視電纜敷設質量。電纜敷設經常受到熱力、磁力等外部地理環境的影響，或是出現電纜線路與其他地下管線重疊的現象，使敷設效率降低，為避免此類安全隱患，在配網自動化中實行敷設設計，可提高電纜敷設效果［4］。例如：某供電公司在電纜敷設上沒有全盤考慮，電纜電壓級別混淆，未按正常標準執行，導致電網運行時由于電流與電纜級配不符而短路，當時由于電纜敷設的安全工作比較到位，未造成太大的財產損失。對于電纜敷設而言，首先在空間安排上，采用“自上而下”的分布方式，解決空間限制問題，以10kV級配為例，相鄰級配的電纜分配在相同空間支架，級配較小或較大可另外設置支架空間，避免干擾；其次在配置排列上，應以均分的方式，嚴格規定電纜間隔及距離，同時明確區分單根、多根電纜的敷設，以解決迭置問題，保障電纜高負荷壓力下的高度控制能力，確保電纜可靠性；最后借鑒之前電纜短路的經驗，設置安全保護措施，盡量避開地埋發熱設備管道，如果確實無法避開，可利用隔熱板將兩者隔離，避免電纜受熱力影響，在電力電纜接頭兩側及相鄰電纜2～3m長的區段涂防火涂料或包防火帶，必要時可采用高強度防爆耐火槽盒進行封閉。

3.4 用戶負荷的監控

通過對用戶負荷的遙測，可以了解該用戶的負荷曲線和特性，用于統計分析以建立負荷預測模型；通過對電壓、電流、三相不平衡度、電壓偏移率、短時或瞬時斷電以及諧波的測量，可以診斷向用戶供應的電能質量。

3.5 配電信息的集成處理

配電信息集成系統，主要是處理自動化過程中遠方設備的實時監視、協調及控制數據，為配網提供信息支持。近幾年來，城市配網覆蓋面積、運行規模不斷擴大，信息傳輸較為頻繁，增加了配網自動化的負擔，借助信息集成可提高信息傳輸效率。以配網通信系統為例，基于信息集成，配網可容納多項通信技術，實現多種通信系統共存，兼容無線、載波等多類型系統，實現多樣化信息的集成處理。而原始配網只能借助單一的通信系統，一旦大量信息同時出現，就會造成通信受阻、系統癱瘓等現象。

4 結語

配網在電能供應方面發揮重要作用，其在智能電網中扮演了不可替代的角色，必須提高配網運行效率，充分發揮其配電能力，才能推進智能電網的進步。為提高智能配網能效，需構建自動化環境，借助科學技術的支持，確保配網自動化的發展方向。實踐表明，配電自動化、智能化可以大大提高配網安全運行水平，提高供電質量，降損節能，并充分利用現有設備的能力降低人們的勞動強度。

［1］鐘曉明.配電網自動化中故障處理模式研究［J］.企業技術開發，2010（2）

［2］王宗晶，韓澍.實施配網自動化 提高配網科技水平［J］.黑龍江科技信息，2008（36）

［3］劉春虎.電力系統配網自動化常見問題的探討［J］.中國新技術新產品，2010（22）

［4］趙月，何麗娟，姜海濤.配電網饋線自動化系統分析及技術實施要點［J］.電力自動化設備，2005（9）