電氣自動化在供配電系統中應用的研究

福建永福電力設計股份有限公司 徐品貴

電力行業智能化發展，使得電氣自動化應用于供配電系統成為可能。伴隨著科技發展，供配電系統應用電氣自動化技術，安全可靠地助推電力行業發展。網絡與信息技術促使電氣自動化成熟和完善，推動電力企業的發展，也保障電力供配的安全可靠運行。

電氣自動化應用于供配電系統，可降低人為失誤，提高供配電系統穩定性、安全性，整體提升電力系統自動化能力。供配電系統承擔大部分工業用電和居民用電，包括電力高壓輸送、變壓、低壓輸送等環節，電氣自動化以電氣自動化技術和電氣工程特點，應用于供配電系統可發揮其技術優勢，全面提高供配電系統的自動化程度，保障其安全可靠性。事實上，電氣自動化應用于供配電系統仍處于初步階段，按照智能電網建設要求實現電氣自動化應用的只占一部分。隨著電力系統規模的擴大，對供配電的高效、安全、可靠、穩定要求也更為迫切，對供配電系統提出更高要求。

1 電氣自動化應用于供配電系統概述

供配電系統實現電力的供應和分配是電力系統的基本組成。隨著現代社會發展，供配電需求以幾何倍數增長，對電力系統提出新的挑戰。在供配電系統中電氣自動化主要應用是監測和保護，通過計算機系統應用自動監測系統設備，實現信息化電力配置和供應，同時使操作人員的安全得以保障。電氣自動化還可實現故障分析，對電力系統運行進行監淘監控，使異常在第一時間得到處置，保障電力系統可靠穩定運行。

1.1 電氣自動化應用的功能和特征

基本功能。我國多數供配電系統中，電氣自動化應用實現對供配電系統的監測、控制和保護。通過監測系統的運行參數，支持工作人員實時了解供配電系統運行狀態，及時發現故障。電氣自動化支持遠程計量，節省人力，實現用戶電量的實時查詢。電氣自動化還實現電能質量監測，避免外力影響。供配電系統通過電氣自動化實現保護功能，一旦發現故障保護機制切斷相應單元電源，警示并將故障狀況及時提供給工作人員，提醒快速處理，保障電網穩定運行，避免停電事故。電氣自動化可實現遠程操控，從根本上保障安全，使供配電系統各項功能的操作更為便捷。同時遠程操作模式能使工作人員大幅縮減和優化[1]。

構成特征。供配電系統為三層結構即基礎層、中間層和管理層。管理層是最高層，目標是使供配電網絡保持最佳運行狀態，整體實現管理自動化；中間層連接各節點設備，監控和管理供配電系統；基礎層是電氣自動化系統的最底層，獲取配電網信息，采集數據，監測、保護供配電系統運行。

1.2 電氣自動化應用的意義

智能化應用效益。電氣自動化技術的應用實現電能均勻分配，支持供配電穩定、可靠性，并分析地區電力使用狀態，支持電能智能化調度，有效節約資源；運維能力整體提高。通過遠程終端自動計量檢測，降低人員勞動強度，提高工作效率，從根本上保證數據實時性和準確性。電氣自動化技術實現供配電的電能質量檢測和分析，及時處置供配電網絡設備異常，合理調整電力系統運行，保持傳輸電能的高質量[2]。電氣自動化實時監測供配電設備運行狀態，準確有效發現和快速分析各類隱患故障，將分析信息和解決方案傳遞給管理人員，高效完成系統維護。

1.3 供配電系統的電氣自動化應用現狀

目前，我國大部分地區供配電系統較完善，少部分地區供配電能力不能滿足相應需求。個別地區供配電設備老化、基礎設施不全，電力供配故障多發，存在一定安全隱患，供配電效率低、穩定性差，整體服務不保障。在供配電系統運營管理方面也存在一些問題，管理人員調度較隨意，人員組織不科學。工作人員業務技能、工作方式與現行供配電要求不匹配，對供配電設備運行狀態的巡檢無保證、故障發現和處理不及時[3]。

2 電氣自動化在供配電系統中的實際應用

2.1 計算機技術的應用

計算機技術是實現電氣自動化的前提，計算機技術支撐下的智能電網涵蓋供配電系統的各環節。智能調度系統提高了能源調度效率，緊密相連國家電網與各地區電網，電網調動實現跨級電網傳輸調動和大小電網快速交替。供配電系統在計算機信息化支持下，科學分析處理數據能力大幅提高，信息更為精準、快速，保障供配電系統的技術應用。

2.2 網絡安全性

電氣自動化應用必須提高配電網絡的安全性，保證外部使用專用網絡，實現專用網絡搭建，保障供配電系統的相對獨立和安全穩定，這也是電力調度和電力系統可靠運行的基礎。調度網絡的安全關乎整個電網的安全，供配電系統的電氣自動化，實現調度智能化，進而確立網絡安全性是第一位的，要加強和完善調度網絡的整體安全性，要以管理理念和技術創新方式保障安全性。

電氣自動化應用于供配電系統，供配電系統的網絡安全檢查要成為制度，由專家定期對系統的數據安全性作診斷。有效隔離電力調控，維護整體安全性，保障網絡數據安全傳輸。電氣自動化不僅為控制系和生產系統提供保障，也能提高調度和生產的綜合安全性。網絡數據的安全性要求，首先得落實到管理人員，要加強人員網絡安全意識，健全法規和安全制度。要保證供配電網絡獨立運行，保證數據單向輸出[1]。

2.3 自動監測功能

監測是其一項重要的系統功能。監測功能包括運行參數監測、遠程計量監測、電能質量監測和故障報警監測等。運行參數監測是對電路的負荷及其電壓、電流、頻率、波形等參數作檢測，并將數據保存、分析和處理。供配電系統一般會設置原始參數，如果實時參數遠離預定值系統會警報提醒，并支持故障點排查，指導維護和檢修。遠程計量監測在很大的程度上降低了工作人員的勞動強度，遠程抄表方便快捷，支持電力用戶對用電量實時查詢，為大用電量企業用戶提供方便，能夠實時掌握用電量以控制企業成本。

電能質量監測是電氣自動化通過預置算法實現對電能質量的實時檢測，對供電設備狀況和配電線路傳輸狀態作實時分析，保證供配電系統穩定運行。當供配電線路異常時系統報警，并為工作人員故障檢修提供技術信息支持，保障供配電系統電能輸出保持高質量。供配電系統人工抄表模式效率低、人為誤差大。電氣自動化技術實現的遠程計量檢測，避免了人為誤差，從本質上節省了人力[3]。系統故障檢測功能會通過分析確定故障點并實時傳送到計算機終端并形成故障點資料，以支持維護人員維護工作。

2.4 完善系統服務

電氣自動化技術是全新技術，具有科學的系統結構、較高的控制性能，健全的設備保護機制；推動電氣自動化應用，管理層可加強現行供配電系統整體服務能力，保證斷電的規模和時間可控，實現電能智能化分配，分地區分析用電量和穩定性參數，保障各地區完整數據，實現電能分配的實時準確統計。再通過數據挖掘、數據分析和可視化技術，對各地區電力消耗與輸出實現信息收集和反饋。

電氣自動化管理是工業發展中新穎的管理模式，智能化管理為電氣化實現便利，為人們提供人性化、智能化管理模式。電氣系統與計算機技術結合，使智能化優勢充分得以體現；把電氣自動化技術應用到電氣工程中，可實現對電氣線路、電氣設備的運行狀況全面檢測和整體分析，使數據采集、保存和整理變得更為簡捷，能實時掌握電氣設備和主要線路的運行狀態，及時檢測潛藏的安全隱患，通過分析快速排除[2]。

2.5 日常運維工作

運維人員須加強對安裝在供電企業、發電企業的電能供配電設備進行監督管理，避免遭到人為損壞。對于安裝在用電戶處所的電能供配電設備，電力部門應對其做有效封印，避免受到隨意損害。應盡量延長設備使用壽命，保障用戶使用安全、穩定的電能，應及時淘汰磨損嚴重、年久失修的電能供配電設備。當電能供配電設備出現故障時，應立即通知相應技術單位進行專業處理。如貿易結算用電能供配電設備出現故障，供電企業應嚴格依據《中華人民共和國電力法》及相關法律法規及時處理。電力企業應加強運維工藝監督，當電力企業工作人員收到故障異常信號時，應立即報告給供配電所，并及時趕到故障發生處，對電能表、二次回路等做檢查，確定故障原因，采取相應措施盡快處理故障。

如電能供配電設備出現故障，相應技術單位應及時處理以免出現供配電偏差。日常工作中也應提高責任意識，嚴格進行調查，按差錯電量計算方法對差錯電量做合理計算。如果電能供配電有偏差或發現竊電問題，供電所應根據電能供配電設備故障引發的電量差錯時間、原因按有關規定計算追退電量，并將計算結果上報市營部審核，審核簽字后將信息傳遞給抄表員。用電管理人員應加強對竊電行為的監督[3]。

3 技術應用與發展前景

3.1 PLC 技術應用

PLC 技術是繼電控制技術與計算機技術相結合的結果，克服了繼電控制系統接線復雜、高能耗、低靈活性等缺點，利用計算機技術在電氣自動化應用優勢，有利于實現供配電系統的電氣自動化控制。PLC 技術支持配電網絡之間數據的傳輸機轉換，以順序控制模式對供配電系統各組成部分實行獨立控制，整個電力系統以總線連接，保證配電線路的電能穩定傳輸。

3.2 設備的協調配合與利用率

繼電控制保護與電氣自動化協調配合，保持繼電系統快速響應和區域停電少的優點，以電氣自動化能力彌補供配電網繼電控制選擇性的欠缺。實際應用中，負荷開關、隔離開關、變壓器、斷路器、線路和電流互感器的設計選型應通過后備保護的運行進行穩定校驗。中國供配電網想要趕上先進國家，首當其沖的要從設備利用率入手。通過科學有效的方法分析總結，利用現代信息化技術，全面提高設備利用率，將是一種必由之路。

3.3 應急能力與技術趨勢

目前供配電系統電氣自動化故障處理，主要針對供配電網所出現的饋線故障。隨著供配電網現代化發展，供配電網的網架結構、電源點、分段及聯絡等都將趨于合理，可通過中壓配電網進行負荷的大規模轉移，供配電網電氣自動化的實現，將大大提高批量開關的操作效率。供配電網的電氣自動化需建立起完善規范的管理體系，提高管理水平，要結合信息管理系統和供配電網電氣自動化，實現系統集成和信息一體化。要選擇科學有效的平臺，提高供配電網電氣自動化系統的安全性、可靠性。

目前，供配電系統中電氣自動化水平仍落后于整體電力系統，通過應用電力系統成熟的經驗和技術，加快實現供配電系統的電氣自動化升級，整體改進供配電系統的運行和管理水平，全面提高大家的勞動生產率，使整個系統的運行效益大幅提升。電氣自動化技術應用于供配電系統，其應用效果明顯，將有效提高供配電系統的安全、可靠運行，促進供配電系統的各項功能的不斷發展，促進我國現代化供配電網的建成；供配電系統發派須進一步穩定電力秩序，管理層應以國家法律法規為前提，完善和改進供配電系統數據網絡。應按網絡安全的制度要求，對供配電系統實施電氣自動化改造，使得整體服務質量、規模和效率等都得以提升，要適應相關安全制度，須當作電氣自動化的技術性能指標去落實[1]。

綜上，電氣自動化應用于供配電系統，保障電能傳輸的穩定性、供配電系統的安全性和可靠性，電氣自動化使電力系統穩定性、安全性得到保障，整體提高了電力系統的效率和質量。現代科技飛速發展，電氣自動化系統在整個供配電網絡中的應用，可提升供配電網絡運行管理效果。