供電可靠性條件下的配網自動化探究

國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 金傳林

面對國內各領域對用電需求兩的不斷增加，對供電質量提出了更高的要求。而傳統配電網由于受長時間、超負荷的影響，容易出現短路、停電等故障問題，從而使得供電的穩定性及可靠性無法得到有效的保證，甚至還會對配網自動化建設造成嚴重的影響。因此，只有不斷提高配網自動化的建設，提高供電可靠性，才能夠全面降低供電故障發生概率，滿足用戶的正常用電需求[1]。

1 工程案例分析

1.1 配電網故障情況分析

本文以某個區域的配電網為例，該區域2019年配網自動化覆蓋率達到了39.52%，到2020年該地區配網自動化覆蓋率已經達到了54.52%。但是，在2020年該地區共發生了近4.5萬起壓停電故障問題，其中1.5萬起是由于架空線路出現的故障。其他為電纜線路、環網柜故障以及柱上開關、配變故障或者其他因素導致的故障問題。具體情況見表1。

從表1中可以得知，隨著配網自動化建設的覆蓋率不斷增加，所發生中壓故障率會隨之逐漸下降，說明配網自動化對配電線路的供電可靠性有著重要的影響。

1.2 配電網自動化概述

配網自動化又稱配電自動化系統，主要有：主/子站、配電終端以及通信網絡等方面構成。利用信息交換總線，使得配電自動化系統與其他相對應的系統實現互聯，以及數據共享、功能擴展等。而配電自動化系統對配電網的供電可靠性的提升，主要可以降低故障停電的時間與降低計劃停電的時間。如借助故障自動定位系統，利用遙控操作的形式，結故障問題，以此降低故障修復的時間。

1.3 配電網自動化作用

1.3.1 促進供電可靠性提升

配網自動化建設其作用是為了促進供電可靠性的提高。如可降低用電故障發生率、實現對電力設備的實時監控，從而及時有效消除并解決供電過程中存在的隱患問題。以此減少供電故障的發生，降低故障停電時間。同時，配網自動化的應用，還能夠快速地對故障位置進行定位，并實現對非故障區域的供電恢復和故障區域的隔離，從而降低因故障導致的停電范圍的減少。

1.3.2 促進配電網容量利用率提高

配電自動化系統，還可以實現在不同的變電站以及饋線之間進行負荷供電。并且還可實時對配單設備的載荷率進行監控，因此當供電設備出現負荷超載時，系統就會自動調整運行模式，并對其負荷進行重新分配，從而使得配電網容量利用率得到提升，使其供電能力得到增長[2]。

1.3.3 促進用戶服務質量水平增長

配網自動化的建設，能夠幫助用戶實現快速用電申請和辦理，以此減少了人工排隊辦理等待時間。并且，當出現故障問題時，還能夠快速精準地實現故障位置定位及快速供電的恢復，從而使得用戶的用電體驗效率得到提高。

2 配網自動化產生的影響

2.1 故障自動定位技術

故障自動定位技術作為配網自動化中的重要組成部分，其是由故障報警器和故障指示器等兩部分共同構成的故障定位系統。因此，當配電網線路發生故障時，維修人員可以根據故障報警器和指示器，實現對故障位置地點進行定位，從而及時采取相應的處理。這樣既可以使得故障事件的概率降到最低，還能夠有效避免因故障對配電網產生不利的影響。同時，該自動化定位技術，還能夠實現對配電網監控及故障地點的具體位置信息和故障信息進行上報，以此保障該系統能夠正常運行，從而降低供電企業的損失。

2.2 設備檢修技術

在傳統配電網中設備檢修提速技術并不具備自動化功能，對電力設備的維護與檢修等方面的工作，均是靠著維修人員獨立完成。電網的維修管理方式并沒有較高的效率和質量。同時，配電網全民檢查功能和維修無法充分得到實現，故障問題發生的頻率越來越高。面對配電網及大量的配電網設備的分布情況，維修工作人員無法及時地對架空電力設備及其相關電路進行維修。而配網自動化建設，則可以有效解決配電網超負荷運行工作問題，以此降低故障發生。此外，針對地下配電房相關配電設備進行信號接收時，存在信號質量差等現象，相關部門要加強對相關地下配電線路的改造和優化。通過利用先進的配電設備和技術，對配電線路進行優化和調整。這樣既可以充分實現對配電網故障的自動化檢測，還可以促進電力傳輸質量及傳輸效率得到提升[3]。

2.3 饋線自動化技術

現階段，大部分地區均實現了配電網的隔離、恢復以及自動化定位。不過該些工作均需要相關工作人員進行人工調度完成，因此配網自動化建設顯得尤為重要，同時配網自動化建設還能夠實現對配電供電故障作出及時的定位、隔離以及恢復等工作。而在配電網中應用饋線自動化技術，可有效實現對不同類型的開關控制實現自動化，并針對不同接地方式和網絡架構的繼電保護等方面，促進配電網的供電穩定性得到進一步的提高。所以，饋線自動化技術的應用，不用通過配電網調度中心的指導，就能夠及時地做到供電的快速恢復，這樣一來，在一定程度上使得供電可靠性及其穩定性得到了提升。

2.4 站所自動化技術

在對供電可靠性的影響過程當中，配網自動化的站所自動化技術主要涉及配電部分內容和變電方面的內容。通過自動化設備，實現對通信設備的配電、變電等一體化管理和監控。并且，該技術的應用，還能夠使配電網設備運行參數檢測和分析得到實現，最終完成相應的控制，從而促進其供電可靠性、安全性等到提升。

3 供電可靠性條件下配網自動化技術研究

3.1 主站規劃設計技術研究

在針對該技術進行研究時，想要進一步實現對配電自動化系統的設計，就需要利用不同的建設模式以及建設類型，實現對配電站主站的規劃設計。如在建設模式以及應用功能設計當中，可以選擇延伸模式以及對應的功能模式，來實現對不同范圍的供電信息采集和處理工作。當處于前置延伸模式的應用情況下，主站能夠實現對監控區域的前置延伸，從而使得到延伸的區域信息能夠完全被收集和處理。當處于大、中、小的模式情況下，通過利用平臺擴容的方式，借助GIS、PMS以及EMS等系統的功能，能夠實現信息交互總線以及線下之間的互聯工作，以此達到對配電網中所有信息的整合目的。并且，還可以使通過構建配電網絡圖模，從而使其兼顧監控功能以及故障處理功能。

同時，區分建設類型時，在考慮到不同的類型主站，所存在的信息接入量承載限度也有所不同。因此，針對大、中以及小型主站的規劃與設計，應當結合信息接入量，實現對主站功能的規劃設計。并且，在規劃設計時，還應當兼顧站點的規模不同，所造成的軟件配置差異及硬設備的差異。所以，設計的大型主站應當承載超出幾十萬點信息接入量，然后利用SCADA軟件模塊，實現對不同處理模塊的引入。

3.2 終端與通信設計技術研究

針對終端與通信設計技術的研究，首先需要結合設計的合理性原則，重點突出不同類型的終端設計需求以及功能。簡單來說，面對現階段配電自動化系統中常見的終端應用為“二遙”與“三遙”。當針對二遙終端設計時，其功能主要集中在電流測定和故障信息的分析、上報處理等方面。借助開關革除電動操作設備的方式，以此實現開關控制便捷化。但是，如果該終端具備本地端保護功能，這時就需要在終端上配置電動操作系統，以此實現開關自動化操作。同時，為能夠進一步實現終端功能得到順利的落實，“二遙”終端設計過程當中，可以通過接入GPRS以及無線通信網絡，實現對設備的聯動控制。其次，針對“三遙”終端設計，其功能主要側重于對故障信息的上報處理方面，利用遙控、遙測或遙信等多種功能接入的新時，實現對電動操作設備的開關控制。但“二遙”和“三遙”終端兩者之間，后者可以通過利用光纖通道，實現終端和通信兩者之間的非對稱加密功能。

3.3 繼電保護技術研究

繼電保護技術研究，在配電自動化系統當中，實現了對不同供電可靠性的保護。如針對農村配電網之中，受配電網網絡的分散性、低容性以及擴展性等特性的影響，想要促進供電穩定性得到提高。這時，就需要提高分支、供電半徑以及供電容量，利用快速故障切除的模式，最大限度降低供電故障對配網自動化建設帶著來的影響。并且，還需要在配電網絡主干線路中安裝對應的三段式過流保護設備，借助斷路器，實現對供電可靠性質量的提升和配電網絡的自動化控制。

在城市配電網中的繼電保護技術應用，需要對其高密集性、高容量和加強額分段性等方面特點進行考慮。只有通過提高配電網絡的短路容量和供電保范圍，才能夠實現配電自動化系統的供電穩定性需要，以此避免存現整定電流值問題的發生。也可以利用動作延時保護模式，實現供電線路的差異配合，避免在配電過程當中不同供電線路之間產生的影響。

3.4 電源與輸電模式的自動化優化

對于電力企業來說，配網自動化推進和落實，必須要對現有的電源以及輸電模式進行優化和完善，這樣做的根本目的是保證整個電力系統可以實現穩定、可靠運行，為系統運行的優質效果提供保證。通常要想保證供電可靠性得到提升，目前比較常見的方式就是要保證線路輸送容量得到有效提升，針對目前存在的輸電瓶頸性問題進行及時的分析和處理。必須對現有的問題進行妥善處理，在輸變電設備以及母線的操作基礎上，對鐵磁諧振所產生的單相接地故障進行妥善處理，將母線上帶有電壓互感器的情況進行徹底切斷處理，或者對其他設備進行引入和利用，直接將母線的工作參數進行適當的優化和改變，在其處于諧振狀態下進行適當的處理。

如果鐵磁諧振影響后，導致單相接地故障問題的出現，必須立即對母線上所連接的所有電氣設備進行得悉的檢查和分析，對母線自身內外部的具體情況進行客觀合理的調查和分析，將母線上的所有開關進行順次短時的切斷處理。在互感器切斷之后，對絕緣監察情況進行仔細檢查，有利于對故障位置進行確定。除此之外，對元件進行升級和改造處理，比如導致截面面積有所增加，或者是直接以分段控制的方式，促使變電站相互之間的線路可以實現有效連接，這樣做的根本目的是促使各站轉公負荷的水平得到有效提升，停電頻率也可以得到有效控制，促使整個供電系統在構建和具體應用過程中，具有一定的可靠性和穩定性。如果在整體使用范圍內，10kV的開關額數量可以得到不同程度的增減，促使其自身的最終線路供電半徑有所減少，那么此時與其對應的整個線路出線回路數勢必會有明顯的上升趨勢。如圖1所示。

圖1 自動化系統示意圖

4 結語

配網自動化建設是現階段電力行業發展的重要任務，因此對供電可靠性條件下的配電自動化技術研究，需要從配電網的主站規劃設計技術方面、終端與通信設計技術方面，以及繼電保護技術等方面為切入點，對其應用進行研究，以此提高配電網的供電可靠性及穩定性。這樣不僅實現對配電網運行故障的快速檢修，還能夠推動電力企業的經濟效益得到增長。所以，只有這樣才能夠推動電力行業的健康發展。