配電自動化系統在電力建設中的應用

福建龍海市供電有限公司 藉 偉

配電自動化系統在電力建設中的應用

福建龍海市供電有限公司 藉 偉

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，與用戶建立更密切的關系 。

一、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以分段開關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。配電自動化對配電網規劃提出了以下幾點要求。

1. 供電線路要連接成環網，至少要具備雙電源，對供電密集區甚至要考慮構成多電源供電系統。

2. 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，一般線長在3 km 以內的宜分3 段，線路更長時，不超過5 段。

3. 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。

二、配電網自動化的應用現狀

配電自動化是一個龐大復雜、綜合性很高的系統性工程，包含電力企業中與配電系統有關的全部功能數據流和控制。目前實現配電自動化大體有以下幾種方式。

1. 10 kV 輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系統，依靠重合器和分段器自身的功能進行故障隔離和恢復供電。

2. 10 kV 環形電纜配電網絡中采用重合器，配合環網柜實現配電自動化。

3. 10 kV環形電纜配電網絡中采用環網柜加裝FTU ，并設置配電自動化系統，環網柜可以是戶外的，也可以是戶內的。

4. 我國城市大多數是由沿城市街道敷設的架空絕緣導線構成10 kV 配電網絡。

配電網自動化的應用原則有：一是適應城鄉經濟條件的原則,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。二是適應配電網發展的原則。隨著“網改”的不斷發展，配電網無論線路長度還是設備容量都在不斷增長，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。三是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。

三、逐步完善的原則

對于配網自動化的發展應分期、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。第二階段是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。

四、配電網自動化的要求

配電網自動化是以實時方式就地或在遠方對配電網進行數據收集、控制、調節和事故處理的技術，其目的在于保證配電網安全經濟運行。它應當滿足以下幾方面的要求。

1. 通過實時監控系統，監測每條線路上的負荷運行情況，及時發現不安全因素，消除事故隱患。

2. 通過系統監測功能及時發現用戶計量表故障，防止竊電，避免用電量損失。

3. 具備可靠、高速率的通信。

4. 具備完善的、能識別故障電流的、滿足室外惡劣環境的故障控制器，并實現斷路器遠方操作。

5. 能通過系統監測功能及時計算線路線損，使線路能在最佳的經濟狀態下運行。

6. 系統的電量控制和功率控制可促進電費回收。

7. 配電網自動化的主站系統應具有擴充性和開放性功能，主站軟件功能完善，硬件上有足夠的處理速度和裕度。

五、配電網自動化模式方案

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，事故信息、監控系統由微機一次完成。

2. 自動重合器方案。此方案是將兩電源連接的環網分成有限段數，每段線路由相鄰的兩側重合器作保護。故障時，由上一級重合器斷開故障線路，盡可能避免由變電站斷路器進行分合。當任一段故障時，應使故障段兩端重合器分斷，對故障進行隔離，線路分支線故障由重合器與分斷器動作次數相配合來切除。

3. 自動重合分段器方案。每段事故由自動重合分段器根據故障時間來判斷。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。

4. 饋線自動化模式。

（1）就地控制模式。即，利用重合器加分斷器的方式實現。

（2）計算機集中監控模式。即設立控制中心，饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信通道傳回主站。在有故障的情況下，由主站根據采集到的故障信息進行分析判斷， 切除故障段并實施恢復供電的方案。

（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。這種方案可及時、準確地切除故障，恢復非故障段供電，同時還可接受遠程監控，配電網可以積極參與網絡優化調整和非正常方式下的集中控制。

六、結論

電力系統配電網自動化是當前電網建設的熱點，無論是大型還是中小型城市都把配電網建設改造及自動化的實施列為工作重點，投入大量的資金和人力、物力，其目的都是為了擴大供電范圍，增強供電能力，提高供電可靠性。