配电自动化系统在电力建设中的应用

张俊兵

摘要：随着电力工业迅速的发展，同时各行业用电需求日益增加，特别是经济发展较快地区的工农业和民用负荷上升很快，配电系统及其配电设备大幅度增加，配电系统网络结构越来越复杂，控制操作及事故处理的难度也越来越大;同时用户对电力供应的要求也相应提高。这样仅靠人工和简单设备的控制满足不了准确性和快速性等要求，也就不能保证供电的质量、可靠性和经济性等各项指标，配电自動化系统成了配电系统运行更高的客观要求。因此加快配电网自动化的建设与应用，是提高配电网供电可靠性的一个关键环节。

关键词：配电自动化;电力建设

前言：

配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制与计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

1配电自动化系统的发展现状

配电自动化系统的发展现状大致分为三个阶段：

1.1自动化的开关的配电自动化阶段

这一阶段是自动化开关之间相互配合的阶段，分段器和重合器是这一阶段的主要设备。在这一阶段中不用建设计算机系统和通信网络，主要的功能是能在机器出现故障时通过自动化开关的配合隔离故障并对区域恢复供电。

1.2后台计算机、馈线终端和通信网络的配电自动化阶段

在这一阶段中不仅能在配电网正常运行时起到作用，还能在故障时及时作用。正常运行时，可以起到通过遥控改变运行方式和时刻监视机器运行状况的作用;在出现故障时，配电网可以及时察觉出故障，然后调度员再遥控将故障区域隔离开来，并恢复全区域的用电。

1.3增加了自动控制的功能

配电自动化的系统的第三阶段随着计算机的发展而出现。自动控制功能是现在的配电自动化的目标。

2配电网的合理规划

配电自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域。随后，将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减小了停电范围，提高了供电可靠性。因此，配电自动化对配电网规划提出了以下几点基本要求。

供电线路要连接成环网，且至少具备双电源，对供电密集区甚至要考虑构成多电源供电系统;供电线路干线分段，避免线路某处出现故障导致整条线路都连续失电，即通过分段开关的倒闸，将非故障区域负荷转移。分段原则是：根据具体情况，或按负荷相等，或按线长相等，或按用户数量均等原则，且应考虑投资效益，分段开关使用负荷开关，不使用断路器，这将节省部分一次设备的投资。线路发生故障后，分段开关的作用是隔离故障区域，而不是切除故障电流。当故障发生后，变电站内10 kV出口断路器分断，切除故障电流，此后，划分故障区域的分段开关才跳开隔离故障，此时，故障电流已经切除。分段开关不使用负荷开关，使用断路器。目前，我国开关生产厂家已经生产出作为分、合负荷电流，过载电流及短路电流用的10 kV户外真空断路器。这种设备能同计算机的遥控技术和数据传输终端设备连接，能够实现遥控操作、采集信息等功能。

3配电网自动化的应用原则

3.1适应性原则

3.1.1适应城乡经济条件的原则

由于我国农村经济相对落后，因而不能照搬发达国家的配电自动化模式，应该立足国情，结合当地实际条件以解决配电网的实际问题和符合供电可靠性及用户的要求，将有限的资金有效地投入配电自动化中去。

3.1.2适应配电网发展的原则

随着“网改”的不断发展，配电网无论在线路长度和设备容量上也在不断增长，配电自动化应该能适应发展了的配电网，反过来，发展的配电网，更需要实现自动化。

3.1.3适应定时限保护的原则

定时限保护方式采用电流阶梯和时间阶梯重合，可使上下级保护配合方便、协调。而反时限保护由于设备产品的实际保护特性有差异，使上下级保护的配合不协调。

3.2逐步完善的原则

配电自动化是一项综合性系统工作，最基本的条件是应具有较为完善的多路电源的配电网点，涉及到城市建设、配电网规划、设备选择等一系列繁杂工程，内容丰富，技术性强。对于配网自动化的发展应实行分期、分阶段进行。第一阶段为初级阶段，即变电站出线以自动重合闸作保护，线路上安装多组自动配电开关，建立电压控制系统。第二阶段在第一阶段的基础上，增设通信及控制设备，各分支线自动配电开关由供电所实现控制，对负荷进行调配。第三阶段增加各供电所与配电管理中心的通信，将各点信号传送到配电管理中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。

3.3采用电流控制模式的原则

由于重合断路器经常有合分操作以及瞬时性故障时自动重合，使得配电开关频繁动作，导致设备可靠性降低，影响使用寿命。另外，自动配电开关有个合闸延时时间，故障时在并联组数较多的线路，最末级完成合闸的时间达几十分钟，合闸时间明显大于故障判断时间，影响供电的连续性。此外，自动配电开关不具备计数功能，只靠一次合闸时间来判别。相比之下，电流控制模式采用的设备没有这些缺陷，比电压控制模式更为简单。

4配电网自动化模式方案

4.1变电站主断路器与馈线断路器配合方案

由变电站出线保护开关和馈线开关相配合，并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构，推行配电网“手拉手”，变电站出线保护开关具有多次重合功能，重合命令由微机控制，线路开关具有自动操作和遥控操作功能，开关具有自动操作和遥控操作功能，远动装置，事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断，确认故障范围后，发令使故障段开关断开。

4.2自动重合分段器方案

每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断。此方案在时间设置上，应保证变电站内断路器跳开后，线路断路器再延时断开。然后站内断路器进行重合，保证从电源侧向负荷侧送电，当再次合上故障点时，站内断路器再次跳开，同时故障点两侧线路断路器将故障段锁定断开，确保再次送电成功。（1）馈线自动化模式。（2）就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现。（3）就地与远方监控混合模式，采用断路器（重合器），智能型负荷开关，并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。

5结束语

配电自动化作为电力建设的重要部分，任何一个城市都将其作为电力建设的工作重点，投入了大量人力、物力和资金，共同的目标就是为了提高供电质量和可靠性，增强供电能力，并扩大供电的范围。然而，就目前的实际情况来看，配电自动化系统在电力建设中的应用的有些部分还仅在试用甚至是开发、研制阶段。所以，要从我国的实际情况出发，依据配电自动化在电力建设中的应用原则，设计方案，促进配电自动化系统在电力建设中的应用，提高供电的质量和可靠性。

参考文献：

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