配電自動化系統在電力建設中的應用

張俊兵

摘要：隨著電力工業迅速的發展，同時各行業用電需求日益增加，特別是經濟發展較快地區的工農業和民用負荷上升很快，配電系統及其配電設備大幅度增加，配電系統網絡結構越來越復雜，控制操作及事故處理的難度也越來越大;同時用戶對電力供應的要求也相應提高。這樣僅靠人工和簡單設備的控制滿足不了準確性和快速性等要求，也就不能保證供電的質量、可靠性和經濟性等各項指標，配電自動化系統成了配電系統運行更高的客觀要求。因此加快配電網自動化的建設與應用，是提高配電網供電可靠性的一個關鍵環節。

關鍵詞：配電自動化;電力建設

前言：

配電自動化是指利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網在正常及事故情況下的監測、保護、控制與計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進供電質量，與用戶建立更密切更負責的關系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經濟性最好，企業管理更為有效。

1配電自動化系統的發展現狀

配電自動化系統的發展現狀大致分為三個階段：

1.1自動化的開關的配電自動化階段

這一階段是自動化開關之間相互配合的階段，分段器和重合器是這一階段的主要設備。在這一階段中不用建設計算機系統和通信網絡，主要的功能是能在機器出現故障時通過自動化開關的配合隔離故障并對區域恢復供電。

1.2后臺計算機、饋線終端和通信網絡的配電自動化階段

在這一階段中不僅能在配電網正常運行時起到作用，還能在故障時及時作用。正常運行時，可以起到通過遙控改變運行方式和時刻監視機器運行狀況的作用;在出現故障時，配電網可以及時察覺出故障，然后調度員再遙控將故障區域隔離開來，并恢復全區域的用電。

1.3增加了自動控制的功能

配電自動化的系統的第三階段隨著計算機的發展而出現。自動控制功能是現在的配電自動化的目標。

2配電網的合理規劃

配電自動化的基本原理是將環網結構開環運行的配電網線路通過分段開關把供電線路分割成各個供電區域。當某區域發生故障時，及時將分割該區域的開關跳開，隔離故障區域。隨后，將因線路發生故障而失電的非故障區域迅速恢復供電，從而避免了因線路出現故障而導致整條線路連續失電，大大減小了停電范圍，提高了供電可靠性。因此，配電自動化對配電網規劃提出了以下幾點基本要求。

供電線路要連接成環網，且至少具備雙電源，對供電密集區甚至要考慮構成多電源供電系統;供電線路干線分段，避免線路某處出現故障導致整條線路都連續失電，即通過分段開關的倒閘，將非故障區域負荷轉移。分段原則是：根據具體情況，或按負荷相等，或按線長相等，或按用戶數量均等原則，且應考慮投資效益，分段開關使用負荷開關，不使用斷路器，這將節省部分一次設備的投資。線路發生故障后，分段開關的作用是隔離故障區域，而不是切除故障電流。當故障發生后，變電站內10 kV出口斷路器分斷，切除故障電流，此后，劃分故障區域的分段開關才跳開隔離故障，此時，故障電流已經切除。分段開關不使用負荷開關，使用斷路器。目前，我國開關生產廠家已經生產出作為分、合負荷電流，過載電流及短路電流用的10 kV戶外真空斷路器。這種設備能同計算機的遙控技術和數據傳輸終端設備連接，能夠實現遙控操作、采集信息等功能。

3配電網自動化的應用原則

3.1適應性原則

3.1.1適應城鄉經濟條件的原則

由于我國農村經濟相對落后，因而不能照搬發達國家的配電自動化模式，應該立足國情，結合當地實際條件以解決配電網的實際問題和符合供電可靠性及用戶的要求，將有限的資金有效地投入配電自動化中去。

3.1.2適應配電網發展的原則

隨著“網改”的不斷發展，配電網無論在線路長度和設備容量上也在不斷增長，配電自動化應該能適應發展了的配電網，反過來，發展的配電網，更需要實現自動化。

3.1.3適應定時限保護的原則

定時限保護方式采用電流階梯和時間階梯重合，可使上下級保護配合方便、協調。而反時限保護由于設備產品的實際保護特性有差異，使上下級保護的配合不協調。

3.2逐步完善的原則

配電自動化是一項綜合性系統工作，最基本的條件是應具有較為完善的多路電源的配電網點，涉及到城市建設、配電網規劃、設備選擇等一系列繁雜工程，內容豐富，技術性強。對于配網自動化的發展應實行分期、分階段進行。第一階段為初級階段，即變電站出線以自動重合閘作保護，線路上安裝多組自動配電開關，建立電壓控制系統。第二階段在第一階段的基礎上，增設通信及控制設備，各分支線自動配電開關由供電所實現控制，對負荷進行調配。第三階段增加各供電所與配電管理中心的通信，將各點信號傳送到配電管理中心，實現微機控制及信息的自動處理，達到完善的配電自動化。

3.3采用電流控制模式的原則

由于重合斷路器經常有合分操作以及瞬時性故障時自動重合，使得配電開關頻繁動作，導致設備可靠性降低，影響使用壽命。另外，自動配電開關有個合閘延時時間，故障時在并聯組數較多的線路，最末級完成合閘的時間達幾十分鐘，合閘時間明顯大于故障判斷時間，影響供電的連續性。此外，自動配電開關不具備計數功能，只靠一次合閘時間來判別。相比之下，電流控制模式采用的設備沒有這些缺陷，比電壓控制模式更為簡單。

4配電網自動化模式方案

4.1變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案

由變電站出線保護開關和饋線開關相配合，并由兩個電源形成環網供電方案。也就是說優化配網結構，推行配電網“手拉手”，變電站出線保護開關具有多次重合功能，重合命令由微機控制，線路開關具有自動操作和遙控操作功能，開關具有自動操作和遙控操作功能，遠動裝置，事故信息、監控系統由微機一次完成。設備與線路故障由主站系統判斷，確認故障范圍后，發令使故障段開關斷開。

4.2自動重合分段器方案

每段事故由自動重合分段器根據關合故障時間來判斷。此方案在時間設置上，應保證變電站內斷路器跳開后，線路斷路器再延時斷開。然后站內斷路器進行重合，保證從電源側向負荷側送電，當再次合上故障點時，站內斷路器再次跳開，同時故障點兩側線路斷路器將故障段鎖定斷開，確保再次送電成功。（1）饋線自動化模式。（2）就地控制模式，即利用重合器加分斷器的方式實現。（3）就地與遠方監控混合模式，采用斷路器（重合器），智能型負荷開關，并且各自動化開關具有遠方通信能力。這種方案可以及時、準確地切除故障，恢復非故障段供電，同時還可以接受遠方監控，配電網高度可以積極參與網絡優化調整和非正常方式下的集中控制。

5結束語

配電自動化作為電力建設的重要部分，任何一個城市都將其作為電力建設的工作重點，投入了大量人力、物力和資金，共同的目標就是為了提高供電質量和可靠性，增強供電能力，并擴大供電的范圍。然而，就目前的實際情況來看，配電自動化系統在電力建設中的應用的有些部分還僅在試用甚至是開發、研制階段。所以，要從我國的實際情況出發，依據配電自動化在電力建設中的應用原則，設計方案，促進配電自動化系統在電力建設中的應用，提高供電的質量和可靠性。

參考文獻：

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