我國(guó)配電系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的探討

摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，在配電領(lǐng)域，不斷有大量的自動(dòng)化輸變電控制技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用并逐漸成熟，為我國(guó)配電系統(tǒng)的完善和技術(shù)水平的增加了新的砝碼。從我國(guó)配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和自動(dòng)化技術(shù)在其中的應(yīng)用情況出發(fā)，我們可以看到自動(dòng)化技術(shù)給配電系統(tǒng)帶來(lái)的日新月異的變化和廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；相應(yīng)對(duì)策

一、我國(guó)配電系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀和特征

我國(guó)配電系統(tǒng)建設(shè)以城市為配電核心區(qū)域，以城市郊區(qū)超高壓、高壓輸變電站為基站，接收電能產(chǎn)出地和電網(wǎng)的大量電能，經(jīng)設(shè)備降壓后向市區(qū)和市郊輸送電力，以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和各級(jí)區(qū)域內(nèi)的生活用電需求。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模和人口的不斷擴(kuò)大，原有的高壓輸變電線路已經(jīng)不能滿足用電負(fù)荷的急速增長(zhǎng)。為了應(yīng)對(duì)這種情況，我國(guó)在多個(gè)大中城市中已普遍建立了220千伏降壓變電站，以供給城市內(nèi)10千伏工業(yè)用電企業(yè)。此外，通過(guò)饋線變電站和配電站，10千伏工業(yè)用電還可采用鋼芯鋁絞線輸送至市內(nèi)的小規(guī)模變壓器降壓到400伏用于居民生活用電。這類小規(guī)模的變壓器通常架設(shè)在鋼筋水泥材質(zhì)的架空線桿上，并使用絕緣導(dǎo)線在市內(nèi)進(jìn)行傳輸，安全比率可達(dá)到50%-60%。

近幾年來(lái)，隨著城市高層建筑的不斷增加，很多架空線桿轉(zhuǎn)化為地下線纜，在一些特大城市，地下線纜的比率已經(jīng)超過(guò)50%，成為當(dāng)下配電線路建設(shè)的熱門技術(shù)。在我國(guó)廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)，配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要以110千伏高壓變電站為主，電力供應(yīng)主要采用經(jīng)一次降壓后的10千伏電力，再經(jīng)各基層變電站進(jìn)行二次降壓后，在供給居民生活用電。相對(duì)于城市的配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，農(nóng)村基層配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展較慢，一般無(wú)根本性的調(diào)整和改變。除農(nóng)村和城市配電系統(tǒng)不平衡發(fā)展之外，我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)還存在一定的技術(shù)屏障，由于采用的中性點(diǎn)不接地技術(shù)，我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)采用的自動(dòng)化技術(shù)不能完全借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)，存在技術(shù)升級(jí)緩慢的難題。另一方面，我國(guó)廣大電網(wǎng)中的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)較為落后，很難融合先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)。

二、我國(guó)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)

我國(guó)配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)起步較晚，技術(shù)水平普遍不高，而且正在經(jīng)歷摸索和創(chuàng)新階段。在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方面，我國(guó)配電技術(shù)人員圍繞10千伏輸變電線路饋線自動(dòng)化方面主要有以下幾種實(shí)現(xiàn)方式：

1.采用重合設(shè)備、分段設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

這種自動(dòng)化技術(shù)是采用重合設(shè)備和分段設(shè)備自身功能，且不需要同電力控制系統(tǒng)想連接就可以實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生時(shí)的臨時(shí)斷電和故障隔離，一般安裝使用及維護(hù)費(fèi)用都比較低，適宜在低級(jí)別的配電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。這種應(yīng)用比較廣泛的自動(dòng)化配電方法由于可能出現(xiàn)多次重合的問(wèn)題，所以近年來(lái)對(duì)此種技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，增設(shè)了遠(yuǎn)端饋線終端和主站系統(tǒng)，并加入了地區(qū)的智能變電基站，使得該技術(shù)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。

2.采用重合設(shè)備和環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

環(huán)網(wǎng)柜是智能變電技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它對(duì)一次變電設(shè)備進(jìn)行了集成，有效替代了傳統(tǒng)的配電基站。環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)中，采用重合器連接電網(wǎng)中的接地保護(hù)設(shè)備，針對(duì)10千伏變電線路，采用了高壓爐絲和熔斷器相互配合的智能變電技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用美式變電箱作為變電設(shè)備，有效地提高了變電效率。

3.環(huán)網(wǎng)柜配合饋線自動(dòng)化終端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

將室內(nèi)、室外環(huán)網(wǎng)柜的幾路進(jìn)出線同環(huán)網(wǎng)連接，再通過(guò)環(huán)網(wǎng)柜上的饋線自動(dòng)化終端同上級(jí)變電站系統(tǒng)進(jìn)行連接。這樣，當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)化終端設(shè)備就可以向上級(jí)變電站發(fā)送故障信息，上級(jí)變電站通過(guò)故障定位軟件對(duì)故障進(jìn)行定位，并第一時(shí)間向環(huán)網(wǎng)內(nèi)的環(huán)網(wǎng)柜傳送命令，控制符合開(kāi)關(guān)及時(shí)隔離故障。近年來(lái)，隨著供電環(huán)境的不斷變化，饋線自動(dòng)化終端的應(yīng)用也融入了新的智能變電技術(shù)。如變環(huán)網(wǎng)柜中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)為斷路器，并在每段線路上安裝故障判別元件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的差動(dòng)保護(hù)。這種情況下，一旦某段線路發(fā)生故障，可在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行定位和隔離，而其他線路均不受影響，不會(huì)發(fā)生停電現(xiàn)象。這種自動(dòng)化變電方式，要求每段線路上和斷路器相連接的饋線自動(dòng)化終端設(shè)備都通過(guò)光纖同上級(jí)變電中心進(jìn)行連接，并隨時(shí)進(jìn)行有效地的信息數(shù)據(jù)通信。

4.分支線路結(jié)合饋線自動(dòng)化終端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

針對(duì)城市沿街配置的架空線桿配電方式，可對(duì)變單一線路為多個(gè)分支線路，形成支線供電網(wǎng)路，保證電力用戶外接供電線路至少有2個(gè)。這此基礎(chǔ)上，可在環(huán)網(wǎng)柜上改裝或填加遙控負(fù)荷開(kāi)關(guān)，并在每個(gè)開(kāi)關(guān)上安裝饋線自動(dòng)化終端設(shè)備，并分別同上級(jí)供電站進(jìn)行連接。這樣做的好處是，可以在一條線路發(fā)生故障時(shí)，針對(duì)故障線路進(jìn)行合閘等操作，從而避免因一處故障而大面積停電。這種自動(dòng)化控制方式比較實(shí)用，實(shí)際應(yīng)用成本不高，在城市電網(wǎng)系統(tǒng)配置中被廣泛的應(yīng)用。

三、配電系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展對(duì)策及方向

就我國(guó)目前配電系統(tǒng)的發(fā)展程度而言，較西方發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)水平和實(shí)際管理中都有一定的差距，但我們應(yīng)該看到，這種差距不是絕對(duì)的，是由我國(guó)特殊的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展思路造成的。在國(guó)外較為普遍應(yīng)用的集成多功能自動(dòng)化變電系統(tǒng)并不完全適宜我國(guó)的電網(wǎng)環(huán)境，不能大面積的鋪開(kāi)。因此，根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域性不平衡、配電網(wǎng)絡(luò)分布不健全以及城市農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模差異大的特點(diǎn)，必須采用“局部自動(dòng)化，兼具全局自動(dòng)化”的配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路，才能分階段的實(shí)現(xiàn)全國(guó)性的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。

比較具體的講，可以從地方變電機(jī)構(gòu)和電力公司入手，讓這些地方變電機(jī)構(gòu)首先投入一定的人力和資金對(duì)現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域性的技術(shù)升級(jí)。這種技術(shù)升級(jí)并不是“一刀切”式的對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模的改造，而是在現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，因地制宜，采用低投入、高效率的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方法積改造現(xiàn)有電網(wǎng)，推進(jìn)配電網(wǎng)路的智能化和集成化建設(shè)。在進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)改造的過(guò)程中，保證區(qū)域內(nèi)的電力用戶用電不受影響，且改造后的線路可以正常、高效、安全運(yùn)行。

除對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)上的改造之外，各地電力部門還要將眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，依據(jù)當(dāng)?shù)毓I(yè)、建筑業(yè)和農(nóng)業(yè)以及城市發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃制定電網(wǎng)改造和再建、新建計(jì)劃。這要求電力部門要同其他公共服務(wù)部門積極協(xié)調(diào)配合，使得電網(wǎng)的改造能夠契合當(dāng)?shù)匕l(fā)展的需求，從而獲得更大的發(fā)展空間。

四、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的進(jìn)程是伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展而不斷發(fā)展壯大的，雖然在推廣過(guò)程中有了很多可喜的進(jìn)步，表現(xiàn)出具有中國(guó)特色配電網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，但因?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)尚處于發(fā)展期，電力供應(yīng)需求日益加大，對(duì)配電系統(tǒng)的要求將會(huì)越來(lái)越高。因此，廣大的電力管理部門應(yīng)該在取得成績(jī)的同時(shí)認(rèn)真思考當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)絡(luò)發(fā)展思路和方向，積極推廣和應(yīng)用自主研發(fā)的配電網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備和智能變電設(shè)備，同時(shí)借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的集成式配電技術(shù)，爭(zhēng)取在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)我國(guó)配電系統(tǒng)的真正自動(dòng)化。

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