电气自动化在供配电系统中应用的研究

福建永福电力设计股份有限公司 徐品贵

电力行业智能化发展，使得电气自动化应用于供配电系统成为可能。伴随着科技发展，供配电系统应用电气自动化技术，安全可靠地助推电力行业发展。网络与信息技术促使电气自动化成熟和完善，推动电力企业的发展，也保障电力供配的安全可靠运行。

电气自动化应用于供配电系统，可降低人为失误，提高供配电系统稳定性、安全性，整体提升电力系统自动化能力。供配电系统承担大部分工业用电和居民用电，包括电力高压输送、变压、低压输送等环节，电气自动化以电气自动化技术和电气工程特点，应用于供配电系统可发挥其技术优势，全面提高供配电系统的自动化程度，保障其安全可靠性。事实上，电气自动化应用于供配电系统仍处于初步阶段，按照智能电网建设要求实现电气自动化应用的只占一部分。随着电力系统规模的扩大，对供配电的高效、安全、可靠、稳定要求也更为迫切，对供配电系统提出更高要求。

1 电气自动化应用于供配电系统概述

供配电系统实现电力的供应和分配是电力系统的基本组成。随着现代社会发展，供配电需求以几何倍数增长，对电力系统提出新的挑战。在供配电系统中电气自动化主要应用是监测和保护，通过计算机系统应用自动监测系统设备，实现信息化电力配置和供应，同时使操作人员的安全得以保障。电气自动化还可实现故障分析，对电力系统运行进行监淘监控，使异常在第一时间得到处置，保障电力系统可靠稳定运行。

1.1 电气自动化应用的功能和特征

基本功能。我国多数供配电系统中，电气自动化应用实现对供配电系统的监测、控制和保护。通过监测系统的运行参数，支持工作人员实时了解供配电系统运行状态，及时发现故障。电气自动化支持远程计量，节省人力，实现用户电量的实时查询。电气自动化还实现电能质量监测，避免外力影响。供配电系统通过电气自动化实现保护功能，一旦发现故障保护机制切断相应单元电源，警示并将故障状况及时提供给工作人员，提醒快速处理，保障电网稳定运行，避免停电事故。电气自动化可实现远程操控，从根本上保障安全，使供配电系统各项功能的操作更为便捷。同时远程操作模式能使工作人员大幅缩减和优化[1]。

构成特征。供配电系统为三层结构即基础层、中间层和管理层。管理层是最高层，目标是使供配电网络保持最佳运行状态，整体实现管理自动化；中间层连接各节点设备，监控和管理供配电系统；基础层是电气自动化系统的最底层，获取配电网信息，采集数据，监测、保护供配电系统运行。

1.2 电气自动化应用的意义

智能化应用效益。电气自动化技术的应用实现电能均匀分配，支持供配电稳定、可靠性，并分析地区电力使用状态，支持电能智能化调度，有效节约资源；运维能力整体提高。通过远程终端自动计量检测，降低人员劳动强度，提高工作效率，从根本上保证数据实时性和准确性。电气自动化技术实现供配电的电能质量检测和分析，及时处置供配电网络设备异常，合理调整电力系统运行，保持传输电能的高质量[2]。电气自动化实时监测供配电设备运行状态，准确有效发现和快速分析各类隐患故障，将分析信息和解决方案传递给管理人员，高效完成系统维护。

1.3 供配电系统的电气自动化应用现状

目前，我国大部分地区供配电系统较完善，少部分地区供配电能力不能满足相应需求。个别地区供配电设备老化、基础设施不全，电力供配故障多发，存在一定安全隐患，供配电效率低、稳定性差，整体服务不保障。在供配电系统运营管理方面也存在一些问题，管理人员调度较随意，人员组织不科学。工作人员业务技能、工作方式与现行供配电要求不匹配，对供配电设备运行状态的巡检无保证、故障发现和处理不及时[3]。

2 电气自动化在供配电系统中的实际应用

2.1 计算机技术的应用

计算机技术是实现电气自动化的前提，计算机技术支撑下的智能电网涵盖供配电系统的各环节。智能调度系统提高了能源调度效率，紧密相连国家电网与各地区电网，电网调动实现跨级电网传输调动和大小电网快速交替。供配电系统在计算机信息化支持下，科学分析处理数据能力大幅提高，信息更为精准、快速，保障供配电系统的技术应用。

2.2 网络安全性

电气自动化应用必须提高配电网络的安全性，保证外部使用专用网络，实现专用网络搭建，保障供配电系统的相对独立和安全稳定，这也是电力调度和电力系统可靠运行的基础。调度网络的安全关乎整个电网的安全，供配电系统的电气自动化，实现调度智能化，进而确立网络安全性是第一位的，要加强和完善调度网络的整体安全性，要以管理理念和技术创新方式保障安全性。

电气自动化应用于供配电系统，供配电系统的网络安全检查要成为制度，由专家定期对系统的数据安全性作诊断。有效隔离电力调控，维护整体安全性，保障网络数据安全传输。电气自动化不仅为控制系和生产系统提供保障，也能提高调度和生产的综合安全性。网络数据的安全性要求，首先得落实到管理人员，要加强人员网络安全意识，健全法规和安全制度。要保证供配电网络独立运行，保证数据单向输出[1]。

2.3 自动监测功能

监测是其一项重要的系统功能。监测功能包括运行参数监测、远程计量监测、电能质量监测和故障报警监测等。运行参数监测是对电路的负荷及其电压、电流、频率、波形等参数作检测，并将数据保存、分析和处理。供配电系统一般会设置原始参数，如果实时参数远离预定值系统会警报提醒，并支持故障点排查，指导维护和检修。远程计量监测在很大的程度上降低了工作人员的劳动强度，远程抄表方便快捷，支持电力用户对用电量实时查询，为大用电量企业用户提供方便，能够实时掌握用电量以控制企业成本。

电能质量监测是电气自动化通过预置算法实现对电能质量的实时检测，对供电设备状况和配电线路传输状态作实时分析，保证供配电系统稳定运行。当供配电线路异常时系统报警，并为工作人员故障检修提供技术信息支持，保障供配电系统电能输出保持高质量。供配电系统人工抄表模式效率低、人为误差大。电气自动化技术实现的远程计量检测，避免了人为误差，从本质上节省了人力[3]。系统故障检测功能会通过分析确定故障点并实时传送到计算机终端并形成故障点资料，以支持维护人员维护工作。

2.4 完善系统服务

电气自动化技术是全新技术，具有科学的系统结构、较高的控制性能，健全的设备保护机制；推动电气自动化应用，管理层可加强现行供配电系统整体服务能力，保证断电的规模和时间可控，实现电能智能化分配，分地区分析用电量和稳定性参数，保障各地区完整数据，实现电能分配的实时准确统计。再通过数据挖掘、数据分析和可视化技术，对各地区电力消耗与输出实现信息收集和反馈。

电气自动化管理是工业发展中新颖的管理模式，智能化管理为电气化实现便利，为人们提供人性化、智能化管理模式。电气系统与计算机技术结合，使智能化优势充分得以体现；把电气自动化技术应用到电气工程中，可实现对电气线路、电气设备的运行状况全面检测和整体分析，使数据采集、保存和整理变得更为简捷，能实时掌握电气设备和主要线路的运行状态，及时检测潜藏的安全隐患，通过分析快速排除[2]。

2.5 日常运维工作

运维人员须加强对安装在供电企业、发电企业的电能供配电设备进行监督管理，避免遭到人为损坏。对于安装在用电户处所的电能供配电设备，电力部门应对其做有效封印，避免受到随意损害。应尽量延长设备使用寿命，保障用户使用安全、稳定的电能，应及时淘汰磨损严重、年久失修的电能供配电设备。当电能供配电设备出现故障时，应立即通知相应技术单位进行专业处理。如贸易结算用电能供配电设备出现故障，供电企业应严格依据《中华人民共和国电力法》及相关法律法规及时处理。电力企业应加强运维工艺监督，当电力企业工作人员收到故障异常信号时，应立即报告给供配电所，并及时赶到故障发生处，对电能表、二次回路等做检查，确定故障原因，采取相应措施尽快处理故障。

如电能供配电设备出现故障，相应技术单位应及时处理以免出现供配电偏差。日常工作中也应提高责任意识，严格进行调查，按差错电量计算方法对差错电量做合理计算。如果电能供配电有偏差或发现窃电问题，供电所应根据电能供配电设备故障引发的电量差错时间、原因按有关规定计算追退电量，并将计算结果上报市营部审核，审核签字后将信息传递给抄表员。用电管理人员应加强对窃电行为的监督[3]。

3 技术应用与发展前景

3.1 PLC 技术应用

PLC 技术是继电控制技术与计算机技术相结合的结果，克服了继电控制系统接线复杂、高能耗、低灵活性等缺点，利用计算机技术在电气自动化应用优势，有利于实现供配电系统的电气自动化控制。PLC 技术支持配电网络之间数据的传输机转换，以顺序控制模式对供配电系统各组成部分实行独立控制，整个电力系统以总线连接，保证配电线路的电能稳定传输。

3.2 设备的协调配合与利用率

继电控制保护与电气自动化协调配合，保持继电系统快速响应和区域停电少的优点，以电气自动化能力弥补供配电网继电控制选择性的欠缺。实际应用中，负荷开关、隔离开关、变压器、断路器、线路和电流互感器的设计选型应通过后备保护的运行进行稳定校验。中国供配电网想要赶上先进国家，首当其冲的要从设备利用率入手。通过科学有效的方法分析总结，利用现代信息化技术，全面提高设备利用率，将是一种必由之路。

3.3 应急能力与技术趋势

目前供配电系统电气自动化故障处理，主要针对供配电网所出现的馈线故障。随着供配电网现代化发展，供配电网的网架结构、电源点、分段及联络等都将趋于合理，可通过中压配电网进行负荷的大规模转移，供配电网电气自动化的实现，将大大提高批量开关的操作效率。供配电网的电气自动化需建立起完善规范的管理体系，提高管理水平，要结合信息管理系统和供配电网电气自动化，实现系统集成和信息一体化。要选择科学有效的平台，提高供配电网电气自动化系统的安全性、可靠性。

目前，供配电系统中电气自动化水平仍落后于整体电力系统，通过应用电力系统成熟的经验和技术，加快实现供配电系统的电气自动化升级，整体改进供配电系统的运行和管理水平，全面提高大家的劳动生产率，使整个系统的运行效益大幅提升。电气自动化技术应用于供配电系统，其应用效果明显，将有效提高供配电系统的安全、可靠运行，促进供配电系统的各项功能的不断发展，促进我国现代化供配电网的建成；供配电系统发派须进一步稳定电力秩序，管理层应以国家法律法规为前提，完善和改进供配电系统数据网络。应按网络安全的制度要求，对供配电系统实施电气自动化改造，使得整体服务质量、规模和效率等都得以提升，要适应相关安全制度，须当作电气自动化的技术性能指标去落实[1]。

综上，电气自动化应用于供配电系统，保障电能传输的稳定性、供配电系统的安全性和可靠性，电气自动化使电力系统稳定性、安全性得到保障，整体提高了电力系统的效率和质量。现代科技飞速发展，电气自动化系统在整个供配电网络中的应用，可提升供配电网络运行管理效果。