淺談配網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用

林錦坤

摘 要：對配網(wǎng)自動化的組成方式進行了闡述，詳細(xì)介紹和分析架空饋線配網(wǎng)自動化系統(tǒng)常見的幾種運行模式及其原理，對這幾種運行模式存在的優(yōu)缺點進行了比較，肯定了采用分布智能控制模式與遠(yuǎn)方集中控制模式相結(jié)合運行的優(yōu)勢和推廣應(yīng)用配網(wǎng)自動化的重大意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；自動化

1 配網(wǎng)自動化的組成

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)包括由監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SCADA、自動繪圖 AM/設(shè)備管理FM/地理信息系統(tǒng)GIS/、投訴電話熱線TCM及饋線自動化系統(tǒng)等系統(tǒng)。

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)控制中心與各終端之間以及終端與終端之間的通訊媒介一般有：有線、無線、光纖、電力載波、GPRS＼CDMA數(shù)據(jù)通訊等方式。

有線通訊：抗干擾能力強，需架設(shè)通訊線路或租用電話線。

無線通訊：架設(shè)方便，不受地點、地形的影響，但存在頻道資源限制及無線電信號干擾問題。

光纖：干擾小、可靠、可與電纜同時鋪設(shè)，但成本較高。

電力載波：經(jīng)濟性好，但由于配電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、開關(guān)斷點多，需信號耦合、解決電容器組信號短路和變壓器信號衰減問題。

GPRS＼CDMA數(shù)據(jù)通訊則保密性好、信號覆蓋廣、抗干擾能力較強，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用。

2 “四遙”的實現(xiàn)

四遙是指“遙信、遙控、遙調(diào)、遙測”等，屬于SCADA監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心?！八倪b”又是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)控制中心進行運作的數(shù)據(jù)來源以及配網(wǎng)自動化系統(tǒng)控制中心對配電網(wǎng)進行控制的通道，“四遙”主要是通過故障指示器、通信子站、FTU、TTU、DTU等終端對配電網(wǎng)系統(tǒng)進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)，并將監(jiān)測到的信息整合到日常應(yīng)用的系統(tǒng)中，如計量自動化系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、快速復(fù)電系統(tǒng)等。并可通過調(diào)度控制中心（或配網(wǎng)調(diào)度控制中心）的配網(wǎng)自動化主站對饋線配電終端進行自動控制或人工遠(yuǎn)動控制。

3 實施條件

3.1 規(guī)劃配網(wǎng)自動化時應(yīng)考慮的技術(shù)因素

3.1.1 分段點的選擇應(yīng)根據(jù)饋線所帶的負(fù)荷大小和線路長短經(jīng)濟合理地安排；具備通信條件的還可采用配電自動化主站系統(tǒng)配合遙控負(fù)荷開關(guān)、分段器的方式為實現(xiàn)故障區(qū)段的定位、隔離及恢復(fù)供電。

3.1.2 根據(jù)饋線后段負(fù)荷及線路所經(jīng)地區(qū)的地理特性、氣候（如線行下樹木類型、雷區(qū)分布）等因素，正確設(shè)置其保護配合，如跳閘電流、重合次數(shù)、重合時間、分段器的跳閘次數(shù)預(yù)設(shè)、延時時間特性等參數(shù)；并應(yīng)充分考慮饋線出站的整定值，避免出現(xiàn)因重合器設(shè)定的整定值大于電站的整定值或前級重合器的整定值而導(dǎo)致的越級跳閘。

3.2 設(shè)備的選擇

3.2.1 重合器應(yīng)選用整定值調(diào)整范圍較廣、功能較多的智能斷路器；只有這一類重合器都才具有對瞬時性故障恢復(fù)送電及對永久性故障進行隔離的功能，從而避開大氣過電壓、小動物、樹障等引起的瞬時性故障導(dǎo)致誤動。

3.2.2 操動機構(gòu)應(yīng)首選永磁機構(gòu)，外殼及外露操作機構(gòu)應(yīng)采用抗鹽蝕較強的不銹鋼材料。

3.2.3 根據(jù)安裝地點、線路后段負(fù)荷來確定開關(guān)的額定電流，安全可靠地開斷和閉合短路電流及動、熱穩(wěn)定電流。

4 饋線自動化的運行模式

國內(nèi)常用的饋線自動化主要是靠柱上自動化設(shè)備來實現(xiàn)，柱上自動化設(shè)備一般包括重合器、分段器、FTU等，一般具有故障檢測或識別、測量、控制、計量、通訊等功能；其運行模式有重合器分段器配合控制模式及分布式智能控制模式、遠(yuǎn)方集中控制模式等三種模式，具體運作模式如下。

（1）重合器配合分段器模式。重合器分段器配合控制模式又分為重合器與電壓型分段器配合控制模式、重合器與電流型分段器配合控制模式兩種方式。

重合器與電壓型分段器配合控制模式是電壓型分段器通過失壓保護與上下級配合來實現(xiàn)的；其原理是重合器將會因故障電流而先于分段器開斷，隨后各級分段器無壓釋放；在重合器重合閘后，分段器按設(shè)定的延時時間逐一閉合，當(dāng)最接近故障點的分段器閉合后，因事故未消失，斷路器將再次掉閘，即相當(dāng)于重合失?。慌c此同時，最接近故障點的分段器因感受到故障電壓而閉鎖，從而將故障點隔離。電壓型分段器可以隨意增加多個節(jié)點，適合于長距離、多分段線路，但故障查找時間要比電流型分段器長。

重合器與電流型分段器配合控制模式是利用設(shè)定電流型分段器記錄通過的故障電流的次數(shù)來實現(xiàn)的，在設(shè)置時各級的電流型分段器設(shè)定的計數(shù)次數(shù)以逐級遞減來設(shè)置，當(dāng)通過的故障電流的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的計數(shù)次數(shù)后，在重合器跳閘時，電流型分段器分閘，隔離故障線路段。因電流型分段器是在重合器分閘期間分閘，自動隔離故障線路，無需開斷負(fù)荷電流，大大延長了壽命，且不會對系統(tǒng)造成任何沖擊。

重合器配合分段器配合的控制模式相對經(jīng)濟，組建簡單，成效快，但發(fā)生故障時停電時間較長、開關(guān)動作次數(shù)較多，而且可能出現(xiàn)誤動、拒動情況，可靠性相對較低的缺點。

（2）分布智能控制模式。分布智能控制模式的饋線自動化系統(tǒng)可分為配電終端與斷路器配合控制、配電終端與負(fù)荷開關(guān)配合控制兩種組合運作模式。

配電終端與斷路器配合使用時，在多級開關(guān)串聯(lián)的饋線中，故障時自動實現(xiàn)配電線路的上下級保護配合，可以讓離故障點最近的電源側(cè)開關(guān)速斷跳閘，不需上級和變電站出口跳閘，保證了保護的快速性和選擇性，使得故障點前的負(fù)荷不受故障影響。

配電終端與負(fù)荷開關(guān)配合使用時，在多級開關(guān)串聯(lián)的饋線中，在變電站出口開關(guān)因故障跳閘后，可讓離故障點最近的電源側(cè)負(fù)荷開關(guān)快速跳閘，隔離故障，保證變電站出口開關(guān)0.3秒內(nèi)重合成功，故障點前的負(fù)荷基本不受故障影響。

配電終端與配電終端之間還可以以有通訊通道工作模式及無通訊通道工作模式。

當(dāng)沒有通訊通道時，各配電終端獨立工作。依靠分布式智能，自動確定故障位置，隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障段的供電。

當(dāng)有通訊通道時，配電終端之間可以進行信息交換，從而更有效地對故障進行隔離和實現(xiàn)非故障段的轉(zhuǎn)移供電（不需要試合閘，沒有多余的開關(guān)動作）。

分布智能控制模式的優(yōu)點是經(jīng)濟、靈活、有效，綜合檢測電壓和電流，開關(guān)動作次數(shù)少、處理時間短、投入適中，是一種較理想的運作模式。

（3）遠(yuǎn)方集中控制模式。遠(yuǎn)方集中控制模式一般由配調(diào)中心站+FTU監(jiān)控終端+負(fù)荷開關(guān)，由配網(wǎng)自動化主站判斷故障、隔離故障、恢復(fù)供電。該模式將FTU監(jiān)控終端檢測的信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送至調(diào)度控制中心（或配網(wǎng)調(diào)度控制中心），進行全面的計算機管理；在饋線發(fā)生故障后，經(jīng)配網(wǎng)自動化主站的配電系統(tǒng)分析后確定故障區(qū)段和最佳供電恢復(fù)方案，遙控遠(yuǎn)方開關(guān)執(zhí)行合閘或者跳閘命令迅速隔離故障區(qū)段并恢復(fù)健全區(qū)段供電，對系統(tǒng)不產(chǎn)生沖擊。該模式采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)斷路器加智能控制器FTU，在出口端具有重合器功能，其它各段相當(dāng)于分段器功能。具有小電流接地檢測功能，靈活的通訊方式，適用于配電自動化的通訊規(guī)約和性能好的配電自動化平臺體系，但投資較大，一旦通訊中斷時將失去對各子站的監(jiān)測和控制。

5 結(jié)束語

綜上所述，在條件允許的情況下，采用集中控制與分布式智能相結(jié)合運行的方案，分布式智能與集中控制互為備用，可以使整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的可靠性大大提高，這種配網(wǎng)自動化運行模式的推廣和應(yīng)用，對縮小停電范圍及故障范圍、縮短搶修時間、提高搶修效率、提高供電可靠性、提高客戶滿意度、降低缺供電量有著重大的意義。

參考文獻

[1]王明俊.配電系統(tǒng)自動化及其發(fā)展[M].中國電力出版社，1998.

[2]李于達(dá).配電網(wǎng)中的饋電自動化技術(shù)發(fā)展綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（8）.

[3]唐貴華.饋線自動化模式綜述[J].山西建筑，2012，38（3）.