配電自動化系統在農村電網中的應用

摘 要 配電自動化是實現智能配電網的一種重要手段，它不僅可以大大提高配電網調度、生產管理水平，還可以提高供電企業的經濟效益和社會效益，智能電網帶來的高質量、人性化可以直接感受到電力客戶服務。近年來，農村電網已由主電網供電，加強農村配電自動化系統的應用已在農村電力保障中取得了突飛猛進的發展。為保證安全生產，提高農村電力客戶服務水平、提高企業的經濟效益是配電網發展的一個重要課題。本文分析了農村電網的發展現狀，對配電網自動化系統進行了研究。

關鍵詞 配電自動化系統 農村電網 供電可靠性

一、引言

農村配電網是整個電力系統中最薄弱的環節。農村電網發展質量與城市電網相比仍然有著很大的差距。農村電網多數是一種單一的輻射電源，具有分支線路多、技術水平低、抗自然災害能力差等特點。因此，要提高農村電網建設水平，增強供電的可靠性和提高運營管理水平，建設新型農村電網。本文根據山區農村供電特點，對山區農村配電自動化建設的發展思路，圍繞農村10kV電源線路、智能真空斷路器、故障指示器、無線APN網絡，配電自動化主站監控和管理中的構建與應用展開研究。

二、農村電網存在的問題

因為大多數的農村電力線路的供電半徑長、分支線路多，現有的分段開關和分支開關電流保護無選擇或拒動，造成線路故障無法定位和隔離，加上山區交通不便，很難找到故障區域，查找時間長，調度人員只能監控變電站的開關狀態和負荷情況，線路開關狀態調度人員無法掌握，支線線路的負荷情況只能靠經驗推測。配電運維人員對電網運行狀況不明確，系統的滯后直接影響電網的安全穩定運行。每批智能真空斷路器互不兼容，現有的兩類保護設備都可以直接發送短信，而另外兩種保護設備卻沒有發送短消息的功能。智能真空斷路器的報警信息只能以短信的形式發送給調試運維人員，實時操作電流、電壓不能發送。而智能真空斷路器制造商是排他性的，只能獲得工廠設備，使得人員分布在一個平臺上不能掌握所有狀態信息的線路開關。制造商采用不同的無線通信標準，使用公共網絡與主站通信，安全性低、保密性強。智能真空斷路器FTU與主控通信協議不同，不能滿足統一網絡平臺的要求。隨著新農村建設的不斷發展，農村用電設備增多，農村居民對供電可靠性、安全性要求越來越重視。

三、農網配電自動化系統建設思路

根據農村電網的現狀及存在的問題，按照三個步驟來完成智能化真空斷路器的施工建設，對基于硬件的故障指示器，建立一個移動APN網絡通信協議，為山區配電自動化系統建立一個統一的監控平臺。確定智能配電網管理平臺的主要功能。農村配電網自動化系統不能照搬現有的城市配電自動化系統建設方案，從電源點、電源線、通信和管理全過程考慮，覆蓋所有農村供電線路、系統架構以及系統的數據模型應符合相關標準，可以有效地整合資源，滿足未來需要的設備和功能擴展。合理選擇智能化真空斷路器和故障指示器的安裝位置，完成現有智能化真空斷路器和故障指示器綜合整治，實現全覆蓋；完成線路重要分支智能真空斷路器和故障指示器的安裝。大力推廣應用智能配電網管理系統，在相關部門和運營維護隊伍、接入設備、系統應用等重要問題上逐步完善。

四、方案的典型設計

（一）主站系統

配電自動化監控管理系統作為配電設備的監控與管理中心，要能滿足不同廠家智能真空斷路器和故障指示器的需要，該系統具有配電網、實時數據顯示等功能。通信協議統一使用國家電網公司實現的遠程傳輸協議規則，如有必要，可以擴展其他協議。可以使用移動APN專網來保證數據傳輸的可靠性和數據傳輸的安全性。

（二）智能真空斷路器和故障指示器

分段開關和重要支路的智能真空斷路器的安裝，是為了防止特殊用戶或分支線路的故障，導致整個配電線路長期大面積停電，并減少故障點對整個線路的影響。在支路中加入具有無線通信功能的故障指示器，方便查找故障點。實現配電自動化監控管理系統通信功能的智能真空斷路器設備和故障指示器，可以將配網線路設備運行信息上傳到監控后臺，通過APN專網，接入設備的通信協議，并根據無線通信系統與公司的dl634.5.101-2002遠程傳輸協議實現信息傳輸。智能型真空斷路器與主站通信，遠程監測應能進行10kV線路信息，包括相電壓、相電流和零序電流，遠程開關控制、遠程設置、遙信企業短信通知和其他支持。

故障指示器為低功耗、免維護、無線通信，可為拆裝模型充電。其主要用于35kV、10kV線路分支線路和故障點定位的檢測，包括相間短路和單相接地故障，能進行簡單的測量線電壓和電流（電流數據僅供參考，負荷小，數據失真）。故障指示器獨立設置，后臺作為廠站與配電自動化監控系統通信，減少了故障指示器的維護工作量，進一步提高了設備的可靠性。

五、系統的應用成效

（一）提升供電的可靠性

在安裝智能真空斷路器或故障指示器之前，對于所有類型的故障，運維檢修人員只能逐段巡視線路，根據運行經驗來檢查和測試線路絕緣，以便查找故障點的最終位置。傳統的運行維護方法浪費人力、效率低、停電時間長，惡劣天氣也會增加調查工作的難度。配電自動化監控管理系統可以快速、準確地定位故障位置，并迅速通知相關人員。故障點識別隔離后，通過匹配恢復遠程電源，大大提高了工作效率，縮短了停電時間，提高了山區供電的可靠性。

（二）提升電壓質量

通過實時的電壓數據監測可以提供數據支持的電壓質量優化，可以有效地指導現有無功功率裝置的投退，新無功功率裝置的安裝，提高了水電的利用效率，解決了低電壓的情況。

（三）提高了安全性

通過智能真空斷路器的安裝，減少了主線路故障對變壓器的影響，提高了變電設備運行的安全性。通過智能真空斷路器的保護功能，實現了電路保護。智能真空斷路器和故障指示器均安裝在用戶的分界點上，保護用戶設備，保證用戶的供電質量，并能有效防止電路越級跳閘。

（四）提升了管理水平

電網自動化監控管理系統解決了配電網設備監控盲區長期缺乏經驗的問題。B/S結構的配電自動化監控管理系統，可以擴展到分布低成本的運營團隊，配電網運行維護值班人員使用實時狀態瀏覽權限可以瀏覽線路運行和維護，故障排除。

六、結語

本文結合配電公司自動監控管理系統的建設，結合山區電網的實際情況，提出了具體的實施方案和措施。對切實提高當前農村供電質量、智能應用水平、配電管理水平，解決渠道廣、施工難度大等關鍵問題，具有一定的經濟效益和社會效益。希望對農村電網智能化建設具有一定的借鑒意義。

（作者單位為國網四川省電力公司廣安供電公司華鎣供電分公司）

[作者簡介：崔鍵祥（1983—），男，重慶萬州人，本科，工程師，主要從事生產運行、輸配電及用電工程工作。]

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