論低壓配電網自動化技術

鄭業鵬

摘 要：近年來，我國正在大規模地全面推進城鄉電力建設，紛紛開展了城市低壓配、送電網改造工程等建設，使我國電力事業逐步向電氣化、自動化建設方向邁進，促進了我國電力事業的全面快速發展。但是，我們必須清醒地看到，當前城市低壓配電網自動化體系建設，依然存在著配電網布局不盡合理、電力明顯不足、配電網改造跟不上發展的步伐、設備線路嚴重老化、改造資金缺口比較大、管理不夠到位、安全狀況令人堪憂等很多突出困難與問題。因此，對城市低壓配電網自動化體系結構及其實現技術應用進行探討研究，就具有極為重要的現實意義與作用，并已成為了當前電力事業建設迫在眉捷的大事。隨著城市低壓配電網改造的不斷深入，加上配電網自動化技術的迅猛發展，著力優化城市低壓配電網自動化體系結構，努力實現新技術的推廣運用，具有極為關鍵的意義與作用。

關鍵詞：城市低壓配電網；自動化體系技術；實現與應用

1 前言

城市低壓配電網作為城市基礎設施建設的重要部分，事關著城市經濟社會全面發展重大戰略的順利實現。本文探討和分析了城市低壓配電網自動化技術、城市低壓配電網自動化技術的實現與應用模式和城市低壓配電網自動化技術實現與應用的問題。

2 城市低壓配電網自動化技術

2.1 供電方式以及一次設備

由于受區域以及經濟社會發展因素的影響，我國城市低壓配電網在管理上主要以電纜網方式為主，有極少的城區仍采用架空線的方式。而城市低壓配電網的供電方式則由電源點、線路開關設備以及線路聯結三個部分決定的，電源點和線路聯結的不同組合方式，就形成了形式多樣的供電方式，諸如單電源輻射狀供電、雙電源互備供電、雙電源環網、多電源互備供電、多電源環網供電以及網格狀供電等。而線路開關設備（如環網柜、重合器、分段器、斷路器、負荷開關等）則提供了功能不同的供電配合方案。通常情況下，城市電纜網多采取配負荷開關、真空斷路器和SF6斷路器等作為配電網線路的主要設備。此外，以線路開關設備區分的供電方案主要有電纜環網柜方案、架空重合器方案、分段器（即自動配電開關）方案、斷路器方案和負荷開關方案等。

2.2 遠動體系以及二次設備

城市低壓配電網自動化體系的遠動主要由FTU、TTU實現對線路開關、配電變壓器等的監測監控。遠動體系以及設備的可靠性功能則主要包括保護動作、遠方控制、環網控制、就地手動等幾個方面。配電網自動化體系遠動體系的主要問題是線路電源和傳輸規約，而設計規劃適用于戶外環境的、可靠的不間斷的電源則是實現配電網自動化體系建設的又一困難。由于配電網線路設備的地理分布不盡相同，當前，變電所一般都是采用CDT或者POLLING規約，都不能很好地適用于城市低壓配電網自動化體系建設的需要。此外，新的101規約雖然得到了一定程度的發展與應用，但能否作為城市低壓配電網自動化遠動傳輸的標準要求，目前尚難評定。

2.3 通信方案以及相應設備

城市低壓配電網自動化體系的通信方案主要包括中央主站對子站、中央主站對現場單元、子站對現場單元、子站之間以及現場單元相互之間的通信等范圍。當前，已經實施完整的城市低壓配電網自動化體系試點工程建設的通信方案則僅包括中央主站對子站、中央主站對現場單元之間的通信。我們知道，通信作為城市低壓配電網自動化體系建設的一個極為關鍵的難點和重點，由于條件、區域的不同，也會導致通信方案的多種多樣，諸如光纖、電力載波、有線電纜、微波、擴頻等。但是，從總體上來看，采用混合通信方案比較符合城市實際的需要。一般情況下，城市供電半徑較短，同樣有較好的性能價格比，因而其通信干線基本采用10kV的光纖線路。如果采用別的通信方式，則必須根據距離干線的遠近以及傳輸要求的高低來決定，遠距離孤立點則需要采用無線傳輸方式。此外，需要說明的是，城市低壓配電網自動化體系光纖通信通常只需傳輸一路數據，帶寬在幾十K左右就可以了，也需要采用專用的光端機。目前，配電載波技術作為一種有著廣闊發展前景的配電網通信技術，已經受到了人們的高度重視，但尚未達到實用化的程度。

3 城市低壓配電網自動化技術的實現與應用模式

城市低壓配電網自動化技術的實現與應用，可以不斷降低技術難度，提高配電網自動化體系的效率。根據配電網自動化體系建設規模的大小，其實現與應用模式主要分為大中城市模式和縣級城市模式兩種。一般情況下，縣級城市等小規模配電網自動化體系可以集中管控，即一個配電網中央主站和一級通信網絡。而對于大中城市而言，則需要以小區化建設，類似調度自動化的方式為主，即以小區設備群為基本單元，實施“單元化終端—分布式結構—分層網絡—功能集成—多級管控”的配電調度體系與模式，著力解決信息傳輸的瓶頸問題，不斷提高配電網自動化體系管理與監控的效率。

4 城市低壓配電網自動化技術實現與應用的問題

4.1 戶外運行問題

由于城市低壓配電網自動化體系建設配電線路及設備的戶外運行環境，對遠動設備、開關設備、通信設備等提出了更多更高的要求，這主要是因為在保證溫度、濕度、抗凝凍、抗雨露、抗老化、抗風沙等要求的情況下，在開關外絕緣材料、元器件篩選、電子設備設計等方面的特殊考慮與應用。

4.2 通信可靠性問題

城市低壓配電網自動化體系主要擔負著實時監控配電網安全可靠運行的職能功能，配電網的供電可靠性首先是由供電方案所決定的。這是因為，在線路開關自動化、智能化、管理化程度比較低的配電網中，整個體系性能對配電網中央主站與通信的依賴性一般比較強。而由于配電網的地理分布比較廣泛，使得通信傳輸的可靠性成為了建設可靠的城市低壓配電網自動化體系建設的難點問題之一。但是，如果我們在供電網絡中采用了重合器的方案，就可以很好地解決了對通信過度依賴的問題。

4.3 電源問題

城市低壓配電網自動化體系配電線路上的電源，主要用于提供開關、監控單元的工作動力。在配電網線路正常供電的情況下，由電源變壓器從配電線路取電。但當配電線路失電時，就可以啟動后備電源（即UPS）供電，對于操作開關的較大電流，則可以通過較大電容儲能放電提供動力。而存在的難題就是不間斷電源戶外運行比較困難的問題，特別是在高溫或者低溫情況下，對于蓄電池工作的影響極為嚴重。

5 結束語

總之，城市中低壓配電網直接聯系著廣大用戶，它為城市建設、經濟發展、人民生活等用電提供電源。城市中低壓配電網的健全與否，直接關系到用戶安全可靠供電及負荷增長的需要，它涉及面廣，影響大，是城市的重要基礎設施，也是電力系統的重要組成部分。因此，城市低壓配電網自動化體系技術的實現與應用，具有重要現實意義。

參考文獻：

[1] 李明杰，沈鈞毅，常晉義.基于組件技術的配電網管理系統的設計與實現[J].微電子學與計算機，2006（6）.