配電自動化技術發展

沙莎

摘 要：電力在我們的生活中占有舉足輕重的作用，而配電系統的自動化發展解決了電力系統的故障自動識別、定位、自動隔離等技術難題，為保證用戶用電暢通和電力輸送的穩定性起到了重要作用。

關鍵詞：配電自動化；DMS

配電系統位于電力系統的終端，是電力系統中與分散的用戶直接相連的部分，也是對社會生活聯系最為緊密的部分。配網管理系統 （DMS）一般在小于10min時間內就可以完成故障自動識別、定位；故障自動隔離；網絡重構；直到恢復供電。為提高配電供電可靠性，提高供電質量，提供了重要的技術手段。

配電系統主要適用于10KV以下的城市配電網或工廠配電網等范圍，適用對象為配電網操作的相關部門，包括：配網調度部門、配網運行部門、配網線路搶修部門、配網檢修部門等。配電系統的功能是把變電站或小型發電廠的電力輸送給每一用戶，并在必要的地方轉換成適當的電壓等級。

從圖中可以看出，配電系統主要由三大部分組成：110KV/10KV變電站；0.4KV低壓系統；以及110KV/10KV變電站輸出與0.4KV低壓系統輸入之間的電力系統。

配電系統自動化可分為：變電站自動化；配網自動化；低壓配電自動化三部分。其中，配網自動化又可分為以電纜為主的城鎮環網系統自動化以及以架空線路為主的自動化技術。由于配電系統自動化技術需要大量的投資，根據我國的國情，在一定的時期內很難在低壓側大量推廣自動化技術；同時，變電站自動化在國內已較成熟。在傳統的配電絡中，通過保護繼電器的動作識別有故障的中壓饋線，因此難以準確地進行故障定位，只能通過人工尋找故障點，使掉電用戶難以在短時間內恢復供電。配電自動化系統的應用，通過快速地清除故障和恢復供電，獲得較好的系統性能，并提高向用戶供電的可靠性。從國外DMS發展歷程來看 ，主要集中在配電自動化（DA）部分 ，大致經歷了自動就地控制 （重合器加重合器或重合器加分斷器方式 ）、智能型自動就地控制 （分散式微機型自控設備 ）以及近遠程可選控制方式加集中數據庫和專家系統 （功能逐漸增加完善 ）四個階段。

配電自動化系統比輸電網自動化系統簡單而且投資少，其實正好相反。對配電自動化系統設備的要求不但比輸電網自動化系統設備的要求高，而且規模也大得多 ，因而建設費用也高很多。配電自動化系統的難點主要體現在：

1.配電自動化系統的測控對象為進線變電站、1 0 k V開閉所、小區變電所、配電變電所、分段開關、并補電容器、用戶電能表和重要負荷等，因此站點通常要有成百上千甚至上萬點之多。這不僅對于系統組織會帶來較大的困難，而且在控制中心的計算機網絡上處理這么大量的信息，也是很不容易的，即使在圖形工作站上，要想較清晰地展現配電的運行方式，就必須下更大的功夫。對于配電自動化系統的后臺控制主機無論從硬件上還是軟件上，較輸電網自動化系統都有高得多的要求。這就要求方案設計方要有合適的實施方案，并能保證設備運行的可靠性和簡便的可維護性。

2.配電自動化系統中的站端設備具有更高的可靠性，因為配電自動化系統中有大量的站端設備不能工作在室內環境，因其工作環境惡劣對于這樣的設備要考慮防雨、散熱、防雷等因素。

3.由于配電自動化系統的站端設備數量非常多，會大大增加通信系統的建設復雜性，從目前成熟的通信手段看，沒有一種方式能夠單獨滿足要求，因此往往綜合采用多種通信方式，并且通常采取多層集結的方式來減少通道數量和充分發揮高速信道的能力，這樣就更增加了通信系統的難度。此外，在配電自動化系統內眾多的站端設備中既有容量較大的開閉所 RTU和變電站 RTU，又有容量小的現場 RTU，而且對于現場 RTU往往還有設置定值、故障錄波等更復雜的要求，這使得它們難以采用統一的通信規約，進一步使問題復雜化。

4.在配電自動化系統中，必須面對許多在輸電網自動化中不會遇到的問題，其中最重要的是控制電源和工作電源的提取問題。故障位置判斷、隔離故障區段、恢復正常區域供電，是配電自動化最重要的功能之一，為實現這項功能 ，必須確保在故障期間，能夠獲取停電區域的信息，并通過遠方控制跳開一部分開關，再合上另一些開關。可是由于該區域停電，無論計算機系統工作所需的電源和通信系統所需的電源，還是跳閘或合閘所需的操作電源，都成了問題。

5.我國目前配電的現狀仍十分落后，首先要對配網的拓撲結構進行改造，使之適合于自動化的要求，如饋線分段化、配網環網化等. 因此為了實現配電自動化，往往必須把對傳統配網的改造納入工程之中，從而進一步增加了實施的困難。和輸電網自動化不同，配電自動化系統要和在數量上多得多的遠方終端通信，因此如何降低通信系統的造價而且還要滿足配電自動化系統的要求就成為設計人員面臨的重要問題。

6.單相接地故障識別與定位。對于大電流接地（變壓器中性點直接接地）系統 ，當出現單相接地故障時，引起饋線出線開關保護跳閘，其故障識別與定位和相間故障一樣，可通過饋線自動化系統實現。但目前我國大部分 1 0 k V配電系統變壓器中性點不直接接地，而是經過大電阻或消弧線圈接地，稱為小電流接地系統。當發生單相接地故障時，按電網運行規程規定，系統允許短暫運行 2 h～ 3h，運行人員盡快找出單相接地故障線路，盡快處理和恢復系統正常運行。在小電流接地系統中，單相接地故障的電容電流很小，一般只有幾個安培。FTU饋線終端難以檢測和識別。而配電系統單相接地故障率高，尤其是架空線 90 %以上是單相接地故障，若不解決單相接地故障識別的技術難題，則會大大降低饋線自動化系統的實用性。

隨著人民生活水平的提高和高速信息技術的迅速發展，辦公自動化，設備自動化迅速進入了人們的日常生活和工作。這意味著人們對電能的需求和依賴程度日益提高，從而對配電系統可靠性和所提供的電能質量也提出了更高的要求。

參考文獻

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