國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 金傳林

面對(duì)國內(nèi)各領(lǐng)域?qū)τ秒娦枨髢傻牟粩嘣黾?，?duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求。而傳統(tǒng)配電網(wǎng)由于受長時(shí)間、超負(fù)荷的影響，容易出現(xiàn)短路、停電等故障問題，從而使得供電的穩(wěn)定性及可靠性無法得到有效的保證，甚至還會(huì)對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)造成嚴(yán)重的影響。因此，只有不斷提高配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)，提高供電可靠性，才能夠全面降低供電故障發(fā)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(wǎng)故障情況分析

本文以某個(gè)區(qū)域的配電網(wǎng)為例，該區(qū)域2019年配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋率達(dá)到了39.52%，到2020年該地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋率已經(jīng)達(dá)到了54.52%。但是，在2020年該地區(qū)共發(fā)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(xiàn)的故障。其他為電纜線路、環(huán)網(wǎng)柜故障以及柱上開關(guān)、配變故障或者其他因素導(dǎo)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(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的覆蓋率不斷增加，所發(fā)生中壓故障率會(huì)隨之逐漸下降，說明配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)配電線路的供電可靠性有著重要的影響。

1.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化概述

配網(wǎng)自動(dòng)化又稱配電自動(dòng)化系統(tǒng)，主要有：主/子站、配電終端以及通信網(wǎng)絡(luò)等方面構(gòu)成。利用信息交換總線，使得配電自動(dòng)化系統(tǒng)與其他相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，以及數(shù)據(jù)共享、功能擴(kuò)展等。而配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)的供電可靠性的提升，主要可以降低故障停電的時(shí)間與降低計(jì)劃停電的時(shí)間。如借助故障自動(dòng)定位系統(tǒng)，利用遙控操作的形式，結(jié)故障問題，以此降低故障修復(fù)的時(shí)間。

1.3 配電網(wǎng)自動(dòng)化作用

1.3.1 促進(jìn)供電可靠性提升

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)其作用是為了促進(jìn)供電可靠性的提高。如可降低用電故障發(fā)生率、實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而及時(shí)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(fā)生，降低故障停電時(shí)間。同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用，還能夠快速地對(duì)故障位置進(jìn)行定位，并實(shí)現(xiàn)對(duì)非故障區(qū)域的供電恢復(fù)和故障區(qū)域的隔離，從而降低因故障導(dǎo)致的停電范圍的減少。

1.3.2 促進(jìn)配電網(wǎng)容量利用率提高

配電自動(dòng)化系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)在不同的變電站以及饋線之間進(jìn)行負(fù)荷供電。并且還可實(shí)時(shí)對(duì)配單設(shè)備的載荷率進(jìn)行監(jiān)控，因此當(dāng)供電設(shè)備出現(xiàn)負(fù)荷超載時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行模式，并對(duì)其負(fù)荷進(jìn)行重新分配，從而使得配電網(wǎng)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(jìn)用戶服務(wù)質(zhì)量水平增長

配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)，能夠幫助用戶實(shí)現(xiàn)快速用電申請(qǐng)和辦理，以此減少了人工排隊(duì)辦理等待時(shí)間。并且，當(dāng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，還能夠快速精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)故障位置定位及快速供電的恢復(fù)，從而使得用戶的用電體驗(yàn)效率得到提高。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化產(chǎn)生的影響

2.1 故障自動(dòng)定位技術(shù)

故障自動(dòng)定位技術(shù)作為配網(wǎng)自動(dòng)化中的重要組成部分，其是由故障報(bào)警器和故障指示器等兩部分共同構(gòu)成的故障定位系統(tǒng)。因此，當(dāng)配電網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí)，維修人員可以根據(jù)故障報(bào)警器和指示器，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障位置地點(diǎn)進(jìn)行定位，從而及時(shí)采取相應(yīng)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(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響。同時(shí)，該自動(dòng)化定位技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)監(jiān)控及故障地點(diǎn)的具體位置信息和故障信息進(jìn)行上報(bào)，以此保障該系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，從而降低供電企業(yè)的損失。

2.2 設(shè)備檢修技術(shù)

在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中設(shè)備檢修提速技術(shù)并不具備自動(dòng)化功能，對(duì)電力設(shè)備的維護(hù)與檢修等方面的工作，均是靠著維修人員獨(dú)立完成。電網(wǎng)的維修管理方式并沒有較高的效率和質(zhì)量。同時(shí)，配電網(wǎng)全民檢查功能和維修無法充分得到實(shí)現(xiàn)，故障問題發(fā)生的頻率越來越高。面對(duì)配電網(wǎng)及大量的配電網(wǎng)設(shè)備的分布情況，維修工作人員無法及時(shí)地對(duì)架空電力設(shè)備及其相關(guān)電路進(jìn)行維修。而配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，則可以有效解決配電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行工作問題，以此降低故障發(fā)生。此外，針對(duì)地下配電房相關(guān)配電設(shè)備進(jìn)行信號(hào)接收時(shí)，存在信號(hào)質(zhì)量差等現(xiàn)象，相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)地下配電線路的改造和優(yōu)化。通過利用先進(jìn)的配電設(shè)備和技術(shù)，對(duì)配電線路進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。這樣既可以充分實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障的自動(dòng)化檢測(cè)，還可以促進(jìn)電力傳輸質(zhì)量及傳輸效率得到提升[3]。

2.3 饋線自動(dòng)化技術(shù)

現(xiàn)階段，大部分地區(qū)均實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的隔離、恢復(fù)以及自動(dòng)化定位。不過該些工作均需要相關(guān)工作人員進(jìn)行人工調(diào)度完成，因此配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)顯得尤為重要，同時(shí)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電供電故障作出及時(shí)的定位、隔離以及恢復(fù)等工作。而在配電網(wǎng)中應(yīng)用饋線自動(dòng)化技術(shù)，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并針對(duì)不同接地方式和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的繼電保護(hù)等方面，促進(jìn)配電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提高。所以，饋線自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不用通過配電網(wǎng)調(diào)度中心的指導(dǎo)，就能夠及時(shí)地做到供電的快速恢復(fù)，這樣一來，在一定程度上使得供電可靠性及其穩(wěn)定性得到了提升。

2.4 站所自動(dòng)化技術(shù)

在對(duì)供電可靠性的影響過程當(dāng)中，配網(wǎng)自動(dòng)化的站所自動(dòng)化技術(shù)主要涉及配電部分內(nèi)容和變電方面的內(nèi)容。通過自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信設(shè)備的配電、變電等一體化管理和監(jiān)控。并且，該技術(shù)的應(yīng)用，還能夠使配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)和分析得到實(shí)現(xiàn)，最終完成相應(yīng)的控制，從而促進(jìn)其供電可靠性、安全性等到提升。

3 供電可靠性條件下配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)研究

3.1 主站規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)研究

在針對(duì)該技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，想要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就需要利用不同的建設(shè)模式以及建設(shè)類型，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電站主站的規(guī)劃設(shè)計(jì)。如在建設(shè)模式以及應(yīng)用功能設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以選擇延伸模式以及對(duì)應(yīng)的功能模式，來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同范圍的供電信息采集和處理工作。當(dāng)處于前置延伸模式的應(yīng)用情況下，主站能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域的前置延伸，從而使得到延伸的區(qū)域信息能夠完全被收集和處理。當(dāng)處于大、中、小的模式情況下，通過利用平臺(tái)擴(kuò)容的方式，借助GIS、PMS以及EMS等系統(tǒng)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)信息交互總線以及線下之間的互聯(lián)工作，以此達(dá)到對(duì)配電網(wǎng)中所有信息的整合目的。并且，還可以使通過構(gòu)建配電網(wǎng)絡(luò)圖模，從而使其兼顧監(jiān)控功能以及故障處理功能。

同時(shí)，區(qū)分建設(shè)類型時(shí)，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(duì)大、中以及小型主站的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合信息接入量，實(shí)現(xiàn)對(duì)主站功能的規(guī)劃設(shè)計(jì)。并且，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)兼顧站點(diǎn)的規(guī)模不同，所造成的軟件配置差異及硬設(shè)備的差異。所以，設(shè)計(jì)的大型主站應(yīng)當(dāng)承載超出幾十萬點(diǎn)信息接入量，然后利用SCADA軟件模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同處理模塊的引入。

3.2 終端與通信設(shè)計(jì)技術(shù)研究

針對(duì)終端與通信設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，首先需要結(jié)合設(shè)計(jì)的合理性原則，重點(diǎn)突出不同類型的終端設(shè)計(jì)需求以及功能。簡單來說，面對(duì)現(xiàn)階段配電自動(dòng)化系統(tǒng)中常見的終端應(yīng)用為“二遙”與“三遙”。當(dāng)針對(duì)二遙終端設(shè)計(jì)時(shí)，其功能主要集中在電流測(cè)定和故障信息的分析、上報(bào)處理等方面。借助開關(guān)革除電動(dòng)操作設(shè)備的方式，以此實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制便捷化。但是，如果該終端具備本地端保護(hù)功能，這時(shí)就需要在終端上配置電動(dòng)操作系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)開關(guān)自動(dòng)化操作。同時(shí)，為能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)終端功能得到順利的落實(shí)，“二遙”終端設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，可以通過接入GPRS以及無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。其次，針對(duì)“三遙”終端設(shè)計(jì)，其功能主要側(cè)重于對(duì)故障信息的上報(bào)處理方面，利用遙控、遙測(cè)或遙信等多種功能接入的新時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)操作設(shè)備的開關(guān)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(shí)現(xiàn)終端和通信兩者之間的非對(duì)稱加密功能。

3.3 繼電保護(hù)技術(shù)研究

繼電保護(hù)技術(shù)研究，在配電自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同供電可靠性的保護(hù)。如針對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)之中，受配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的分散性、低容性以及擴(kuò)展性等特性的影響，想要促進(jìn)供電穩(wěn)定性得到提高。這時(shí)，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(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)帶著來的影響。并且，還需要在配電網(wǎng)絡(luò)主干線路中安裝對(duì)應(yīng)的三段式過流保護(hù)設(shè)備，借助斷路器，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電可靠性質(zhì)量的提升和配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化控制。

在城市配電網(wǎng)中的繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用，需要對(duì)其高密集性、高容量和加強(qiáng)額分段性等方面特點(diǎn)進(jìn)行考慮。只有通過提高配電網(wǎng)絡(luò)的短路容量和供電保范圍，才能夠?qū)崿F(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性需要，以此避免存現(xiàn)整定電流值問題的發(fā)生。也可以利用動(dòng)作延時(shí)保護(hù)模式，實(shí)現(xiàn)供電線路的差異配合，避免在配電過程當(dāng)中不同供電線路之間產(chǎn)生的影響。

3.4 電源與輸電模式的自動(dòng)化優(yōu)化

對(duì)于電力企業(yè)來說，配網(wǎng)自動(dòng)化推進(jìn)和落實(shí)，必須要對(duì)現(xiàn)有的電源以及輸電模式進(jìn)行優(yōu)化和完善，這樣做的根本目的是保證整個(gè)電力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，為系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)質(zhì)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(duì)目前存在的輸電瓶頸性問題進(jìn)行及時(shí)的分析和處理。必須對(duì)現(xiàn)有的問題進(jìn)行妥善處理，在輸變電設(shè)備以及母線的操作基礎(chǔ)上，對(duì)鐵磁諧振所產(chǎn)生的單相接地故障進(jìn)行妥善處理，將母線上帶有電壓互感器的情況進(jìn)行徹底切斷處理，或者對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行引入和利用，直接將母線的工作參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和改變，在其處于諧振狀態(tài)下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

如果鐵磁諧振影響后，導(dǎo)致單相接地故障問題的出現(xiàn)，必須立即對(duì)母線上所連接的所有電氣設(shè)備進(jìn)行得悉的檢查和分析，對(duì)母線自身內(nèi)外部的具體情況進(jìn)行客觀合理的調(diào)查和分析，將母線上的所有開關(guān)進(jìn)行順次短時(shí)的切斷處理。在互感器切斷之后，對(duì)絕緣監(jiān)察情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，有利于對(duì)故障位置進(jìn)行確定。除此之外，對(duì)元件進(jìn)行升級(jí)和改造處理，比如導(dǎo)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(shí)現(xiàn)有效連接，這樣做的根本目的是促使各站轉(zhuǎn)公負(fù)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(gè)供電系統(tǒng)在構(gòu)建和具體應(yīng)用過程中，具有一定的可靠性和穩(wěn)定性。如果在整體使用范圍內(nèi)，10kV的開關(guān)額數(shù)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(shí)與其對(duì)應(yīng)的整個(gè)線路出線回路數(shù)勢(shì)必會(huì)有明顯的上升趨勢(shì)。如圖1所示。

圖1 自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖

4 結(jié)語

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)是現(xiàn)階段電力行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)，因此對(duì)供電可靠性條件下的配電自動(dòng)化技術(shù)研究，需要從配電網(wǎng)的主站規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)方面、終端與通信設(shè)計(jì)技術(shù)方面，以及繼電保護(hù)技術(shù)等方面為切入點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行研究，以此提高配電網(wǎng)的供電可靠性及穩(wěn)定性。這樣不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行故障的快速檢修，還能夠推動(dòng)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到增長。所以，只有這樣才能夠推動(dòng)電力行業(yè)的健康發(fā)展。