配網自動化技術對配電網供電可靠性的影響

朱 煒

（廣東集明電力工程有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引 言

隨著自動化技術的不斷發展和廣泛應用，電力工程與系統建設也逐漸實現了自動化技術的引進和應用。自動化技術在配電網建設中的應用，實現了配網自動化系統的設計構建，從而保障了配電網供電運行效率及可靠性。配網運行故障情況下，可利用配網自動化系統第一時間實現故障定位、故障報警及故障隔離等，從而有效控制事故，為配電網穩定運行提供可靠保障。

1 配網自動化的概念

配網自動化是基于計算機網絡技術、電子信息技術、GIS系統、人工智能以及自動化技術等現代先進技術與系統實現配電網的合理布局設置和配電網運行狀態的實時監測管理，從而有效控制和避免配電網運行故障的發生，確保配電網供電運行的可靠性，促進電力系統建設與管理的提升發展。

2 配網自動化系統的結構組成與功能分析

配網自動化系統是配網自動化技術在電網自動化建設中的重要應用表現。通過配網自動化系統的構建，實現對配電網供電運行的自動調節與控制，進而提升配電網供電運行質量和運行效率，保障了供電可靠性。配網自動化系統一般包括配電系統、故障自動定位系統、調配一體化平臺以及自動化饋線系統等。

配電自動化技術還可運用于配電網的重合器和分段器等重要設備。其中，重合器是配電自動化的重要組成設備，一般設置于戶外線路，能對電路的瞬時故障進行快速恢復，實現永久性故障隔離與自動重合閘。配電自動化運行中，重合器按照設定的電路分段與重合順序，根據電路運行情況實現電路的自行開斷與重合操作作業，并可在自行開斷與重合操作后進行自動復位與閉鎖操作。分段器是配電自動化運行中具有隔離斷口功能的負荷開關功能器件，一般由切除負荷的滅弧室、隔離刀閘以及控制器等組成，自身不具備開斷短路電流能力，可根據一定條件進行額定電流開合或者短路電流關合，通常與重合器進行配合應用，如圖1所示。

圖1 配電線路結構

由圖1可知，如果電流經過FD2和FD4時，分段器保護范圍內出現過流或者是短路永久性事故，可通過控制器記錄后備保護開斷故障電流的次數，并通過分段器整定記憶次數，然后故障電流就會自動進行分閘閉鎖，以實現故障電流的有效隔離保護。同時，分段器動作會促使重合器CH1與CH2與其他沒有故障的線路進行重合，以支持配電網線路的正常運行。

3 配網自動化建設對配電網供電可靠性的影響

首先，配網自動化建設能通過配網自動化系統中的自動化故障定位和自動化集中反饋等系統功能，對配電網供電運行狀態進行實時、全面地監測。配電網故障狀態下，配網自動化系統能準確查找與定位故障位置，并在向中央控制系統進行故障信息及時反饋基礎上對故障問題進行有效報警與隔離處置。技術人員分析故障原因，采用針對性措施進行故障修復，從而保障供電可靠性。

其次，配網自動化建設能通過對配電網供電運行可靠性的維護，滿足電網用戶的供電需求。同時有效延長電力保護設備的使用壽命，以實現電力系統的安全穩定運行。配電網自動化系統中的配電系統能應用自動化技術實現電網配置與調度的自動化控制[1]。

最后，配電網自動化系統中的調配一體化平臺能通過對配電系統的自動化調度與配網設置，滿足電網用戶的電力需求。此外，配網自動化建設中，調配一體化平臺系統能實現配電網供電運行效率的改善和提升，并能通過其高寬帶優勢實現多條配電線路的同時接入，保障配電網供電可靠性。

以某配電網工程配網自動化系統的中自動化饋線系統為例，系統基于IEEE RB TS BUS6系統，是以饋線出口開關元件為重合器，其余元件為分段器。該系統運行中的元件故障率、負荷參數、故障率參數及饋線長度都以基本設定參數為標準，分別采用就地控制與集中控制兩種模式。其中，就地控制的重合器第一次重合時間為15 s，第二次為5 s，相互鄰近的分段器動作延時時間為7 s，分段器Y時限為5 s，XL時限為100 s。分別對兩種自動控制模式與無配電自動化條件下的配電網供電運行可靠性指標進行對比分析，結果顯示，兩種自動化模式與無配網自動化支持下的故障隔離、故障恢復以及正常送電的運行時間均以集中控制模式最短；而就地控制模式的故障隔離定位與開關動作時間均優于無配網自動化支持情況，分別為1 min和2 min。因此，配網自動化系統的建設可顯著保障配電網供電可靠性。

4 配網自動化建設現狀及優化措施

由于電網結構設置不合理、電網線路與設備故障、供電運行環境較惡劣或者電網工程設計與施工建設不規范等，導致配網自動化建設問題突出，影響配電網供電可靠性。其中，電網結構設置不合理表現為當前配電網線路規劃中，多數農村與城鎮地區仍采用單回路放射式結構模式，導致電網供電運行中手拉手聯絡功能的線路覆蓋范圍較低，再加上這種電網結構下配電網線路供電運行半徑較大，且易受復雜地理環境的影響，從而對供電可靠性產生不利影響。此外，當前我國電網規劃與建設中，配電網架空線路設計較多。這種線路對外部惡劣環境的抗干擾能力較低，影響供電可靠性。由于部分線路的同桿架設設置不合理，存在同桿次數過多或者是易受專用線和公用線同桿的影響等，且配電網絡線路對分段斷路器設置過少，容易造成故障情況下停電范圍縮小控制不理想，影響供電可靠性。電網線路與設備故障對配電網供電可靠性的影響表現為當前配電網線路設備維護管理采用以換代維方式，造成設備使用時間較長，存在一定老化情況，容易在惡劣天氣或者是沖擊電流較大情況下發生燒毀問題，增加配電網供電運行的故障發生率。配電網規劃建設中，一些線路位置設置不合理，缺乏相應警示提醒標識，影響電網供電可靠性。惡劣自然環境對配電網供電可靠性的影響主要表現為配電網工程建設環境較為復雜，尤其是在自然災害集中地區，容易受臺風和地震等影響，發生電網線路連接中斷、桿塔斷裂或者接地故障等情況[2]。

首先，應優化完善配電網網絡結構，以促進配網自動化建設，從而保障配電網供電可靠性。例如，配電網規劃建設中，合理設置配網線路聯絡斷路器數量，在供電負荷長期過大的線路上進行聯絡點設置，以轉移部分負荷，調節供電壓力。同時，對于供電運行環境較差且故障率較高的架空線路，采用電纜線路方式提升供電可靠性。其次，需優化配電網的維護與管理，以促進配電網自動化建設水平的提升，保障電網供電可靠性。配電網運行維護與管理中，需合理安排計劃停電，并加強對配電網狀態檢修的管理。電網線路維護責任劃分中，采用設備主人制方式促進責任落實，對配電網故障的處理流程進行優化，通過“一線一檔案”管理措施實現對配電網故障問題的有效維護與管理。最后，需引進和應用先進設備。配電網自動化系統建設中，采用智能分界斷路器與三分斷路器保護裝置平臺等，以保障供電可靠性。

5 結 論

本文研究了配網自動化技術對配電網供電可靠性的影響，有利于推動配電網自動化建設與發展，保障電網供電可靠性。