如何实施配网自动化与提高供电可靠性的探讨

林敏洪

【摘 要】文章根据配网自动化的发展现状和趋势，提出了配网自动化的合理规划，对配电网自动化模式方案进行了分析，同时也分析了实施配网自动化与提高供电可靠性的关系。

【关键词】配网自动化；供电可靠性；实施

随着经济建设和社会生产的发展，人们对供电可靠性提出了更高的要求，电网最终要达到99.99%及以上的供电可靠性。而我国配网自动化发展还处于起步阶段，用户抱怨停电时间长的情况时有发生，供电部门也感到配网故障查找费时费力，所以实施配网自动化就显得特别重要。

1.配网自动化

1.1配网自动化的发展现状和趋势

配网自动化技术是一项现代高端科技的综合应用，是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线、离线、用户、电网结构参数、地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。

实施配网自动化的目的就是改进和完善配网结构，优化网络接线，提高供电能力和供电可靠性；实施配网自动化可以提高设备可靠性，减少故障，确保供电质量；可以实现系统故障诊断，提高对故障的查询效性，节约劳动力，提高劳动效性；可以合理地优化和调整负荷，实现对电网的经济运行管理，同时配网自动化借助计算机技术等，使得管理更规范。

发展配网自动化是电力市场和经济建设的必然要求。近几年来，国家为了进一步促进经济的发展，加大了对电力工业建设的投入，这对配网自动化的发展是一个巨大的机遇，我国配网已基本形成，但仍有很多亟待解决的问题。目前人们对停电的承受心理越来越低。针对我国配网的现状，相应的解决方法就是实施配网自动化。

2.配网自动化的要求

配网自动化系统是一个设备多，分工明确，配合紧密的复杂网络。随着自动化程度的提高，运行经验的不断积累，要求配网自动化系统具备以下特点：

可靠性高。可靠性包括通信网络的可靠、配电设备的可靠和采集得到的数据可靠。只有一个可靠的系统才能保证故障得到快速的定位和隔离。

安全性高。安全性包括设备的安全性和数据的安全性。配网上采用的是总线结构的通讯，当某个点的设备故障时，备用通道必须迅速切换。

实时性高。有些数据的实时性要求高（如开关变位，故障电流等），必须要在第一时间内送到控制中心。

操作性好。操作方法简单实用，避免对安全运行带来影响，避免停电。

经济性好。配网自动化系统面广量大，单个设备价格的提高必然使整个工程的造价大幅提升。因此配网改造时需要选择性价比好的产品。对配网中出现问题的解决也正是对照上述要求来进行的。

3.配电网的合理规划

配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路经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，准确及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域，之后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而使得防止了因线路出现故障而使得整条线路持续失电，很大程度上减少了停电范围，提升了供电可靠性。所以，配电自动化对配电网规划提出了以下几点基本要求：

3.1供电线路要连接成环网，且至少具备双电源，对供电密集区特别要考虑构成多电源供电系统。

3.2线路干线须进行分段。防止线路某处出现故障使得整条线路都持续失电，即经过分段开关的倒闸，将非故障区域负荷转出。分段原则是：依照详细状况，或按负荷相等，或按线长相等，或按用户数量均等原则。应考虑投资效果与利益，一般线长在3km以内的宜分3段，线路更长时分段不超过5段。

3.3若分段开关应用负荷开关而不应用断路器，可节约相当一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10kV出口断路器分开，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。

3.4分段开关可应用断路器。现在我国开关生产厂家已经生产出分合负荷电流、过载电流及短路电流的10kV户外真空断路器。这种设备与统计机的遥控技术和数据传输终端设备连接后可以实现遥控操纵、数据信息通讯等功能。

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，通信及开关具有自动操作和遥控操作功能，通信及远动装置，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自动重合器方案

此方案是将两电源连接的环网分成有限段数，每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时，由上一级重合器开断故障，尽可能避免由变电站断路器行分合。当任一段故障时，应使故障段两端重合器分断，对故障进行隔离，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。

4.3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。

4.4馈线自动化模式

4.5就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现。

4.6计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。

4.7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.配网自动化和供电可靠性的关系

5.1影响供电可靠性的原因

供电可靠性是指：在统计期间内，对用户有效供电总时数与统计时数的比值。供电可靠性是电力系统用户供电可靠性的指标，可以直接反映电力系统的供电能力，也可以反映电力工业对国民经济电力需求的满足能力，供电可靠性既是电网经营企业的服务体现，也是供用电双方关注的焦点。

影响供电可靠性的停电主要包括计划停电和故障停电。计划停电主要包括供电部门的定期维修检查和电网改、扩建工作和电气设备消缺检修。故障停电是由于设备老化、环境等造成的线路故障导致的停电，引起故障停电的主要原因有以下几点：（1）配网设备种类多，运行年久失修，施工质量不过关等设备原因造成的停电，如电缆中间头、环网柜故障；（2）外力破坏和自然因素影响造成的停电，如施工挖坏电缆，树木触碰导线，小动物引起设备短路等；（3）用户设备维护人员技术水平低，管理不到位等造成的停电，如用户误操作。

依靠配网建设和综合停电管理手段，可以减少计划停电时间，但要减少故障停电时间，必须依靠先进的故障查找手段，即配网自动化。

5.2配网自动化和供电可靠性的关系

实施配网自动化是研究提高供电可靠性的重点技术手段。实施配网自动化可以实现故障的快速定位、故障隔离和非故障区域的恢复供电，大大减少配电网的故障停电时间。以某供电局为例，2011年供电可靠率为99.9448%，其中故障停电平均持续时间为4.24小时，如实施配网自动化，故障停电平均持续时间可以减少2.1小时，这样供电可靠性可提高到99.9558%，大大提高供电可靠性。

配网自动化结合了现代电子、通信、计算机及网络技术，对电网中的各个部分的数据进行集成，对配电系统正常和事故状况下进行监控、保护和管理。城市和乡村处在不断的发展中，市政、道路、楼房等不断新建或改建，配电网容易发生突发性事故，如果只要人工传统的技术，已不能应对这种局面了，采用配网自动化可以通过对获得的大量数据进行分析，采取高效的操作处理配网线路的故障，减少处理故障的时间，从而提高供电的可靠性；同时实施配网自动化可以实现对复杂配电网络、配电设备、供电方式、用户供电状况进行实时掌握，对配电网的生产进行有效合理的调度管理，提高配网管理水平。

6.结语

实施配网自动化是提高供电可靠性的重要和必要手段，是配电网发展的必然趋势。实时配网自动化可以使电网在安全、优质、经济、高效的状态下运行，也可以提高电力企业的经济效益。