浅谈配网自动化系统的建设与应用

摘要：配电自动化是一种涉及面广泛、技术含量比较大的电力系统工程。文章介绍了配网自动化系统的基本构成，从系统的建设目标出发重点介绍了配网自动化系统的体系结构、新技术应用以及实施情况等。对配网自动化的实现技术以及未来发展方向等方面进行了探讨，指出检测和控制是实现配网自动化的关键所在。

关键词：配电网；配网自动化；新技术应用

中图分类号： U665.12 文献标识码： A 文章编号：

随着我国配电网络进入新一轮的改造，配网自动化得到前所未有的发展机遇。配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。实现配电自动化，用以提高配电网的管理水平是当前电网改造的必经之路，只有通过这种方式才能为各用户提供优质可靠的电力。

一、配网自动化系统概述和实现技术

1.配网自动化系统的基本内容

作为一种集成自动化的系统，配电网自动化系统在运行中能够结合监控、协调以及管理与整个电网，从而实现运行的优化。该系统的子系统包括：测控终端系统、通信网络、配调自动化SCADA主站等等。在实际运行中，有很多因素会制约配网自动化的发展。比如：在一些供电区域设备比较落后，电控能力有限，有的区域没有对线路进行整体的规划，使得该区域不具备转供电的能力，所以这些地方都不能很好地实现配网的自动化；同时，在进行配网自动化改造的过程中，无法避免地要对很多的线路进行整改，需要大量的资金；配电网络分布于城乡的各个角落，点多面广，因此需要的测控设备数量多，对技术要求严格。

2.配网自动化的实现技术

（1）一次设备及供电方式。我国在配电网的管理上将电网划分为城市电网和农村电网两大部分。电网供电需要线路、开关、电源点和网架几部分的设备。其中，电源点和网架可以有多样组合形式，不同的形式可以产生不一样的供电方式。操作中，如何合理地采用供电配合方案呢？需要按照实际的情况和需求来确定，比如就一个线路的开关设备就有重合器、分段器、环网柜、负荷开关、断路器等多种类型，它们的功能也各不相同。在城市中，一般是采用环网柜作为主要设备。而在农村中，则更多地用分段器、断路器、重合器等。本文针对一次设备及供电方式，特提出以下几个重点问题：

1）在架空线路故障中，80%以上都是瞬间故障。在这种情况下，比较实际的是采用重合器方案来隔离瞬间故障，保证供电的稳定性。再加上该方案可以在不依赖通信系统的前提下独立运行，具有较高的智能化程度。同时，规划和实施也比较方便。

2）在评价架空网配网自动化供电方案的优劣时，常以停电时间、次数和范围以及多久恢复供电等可靠性指标为依据。

3）在县级供电中，建议采用三开关四分段的重合器方案双电源环网供电，因为该类城市电网多为半径在5km以内的架空线网。

（2）配电网设备的介绍和选择。

1）VSR3-20WS4B多回路开闭器。VSR3-20WS4B多回路开闭器的灭弧介质是真空，绝缘介质是SF6气体，具有很好的密封性，并且全部绝缘，同时它的结构紧凑，具有非常安全可靠的性能，目前在低于10kV的城市以及多电源联络时应用相对较多。

2）FZW28-12型用户分界负荷开关和配套控制器。该开关在我国配网领域引起了广泛的关注，其应用场合一般是10kV及以下架空配电线路的T接用户入口处。它能够对单相接地故障和相间短路故障实现自动化的隔离。该设备能够很好地解决我国10kV的馈电线路上的事故问题，是配网自动化的关键设备。

3）WPZD－160系列终端。WPZD-160系列终端可以非常灵活地配置为环网柜控制器或者是开关站控制器，是新一代微机型配电自动化的远方终端单元，具有遥信、遥控、遥测、保护以及通信等多种功能。同时，在配网自动化系统通信网络中，主站与各子站之间、子站与终端之间可以利用现有的自动化网络连成高速的计算机网络，实现实时信息的高速传输。图1为配网自动化系统通信网络图。

图 1  配网自动化系统通信网络图

（3）配网线路接线方式。

配网线路的接线方式需要遵循一定的原则。在大型城市中，架空线路多采用环网布置开环运行的方式，它能够从不同的变电站接入电源，充分利用柱上自动分段器。对于农村的架空线路，相应规定很少。一般采用三分段单联络接线运用的比较多。通过分支箱或者开闭站可以实现电路双射线或单环网布置开环的运行。

二、配网自动化系统的发展

1.配网自动化系统的特点

与调度自动化系统相比，在电网的测控方面，配网自动化系统还有一些另外的要求，比如：需要对故障进行检测，并且能够自动地将故障隔离，同时能够快速地恢复供电，提高供电可靠性的目标。在配电网中，没有安装继电保护装置。配电网络的可靠性与输电网络相比要略输一筹，只要配电线路能够形成连接合理的供电网架就能基本满足用电的可靠性要求。这样，就能对配网自动化系统进行简化。由于电网的发展是一个历史过程，不可避免地会由于多种原因造成配电网的复杂性，因此对于配电网电气环网的结构优化改造是必须的，以此来简化馈线自动化的控制难度和配电管理难度。配网自动化调度管理的主要特点包括以下几项：

（1）在调度之前，要对该区域的供电网络的电气运行状况进行充分的了解。

（2）在调度中，最主要的任务是能够随时掌握配电线路的载荷情况，以防线路的越线和重载现象，同时对具体线路的损耗也要有所关注。

（3）要弄清调度命令的对象，包括特定供电设备电气关联区。

（5）对于重要的供电区域要保证电能的不断电供应。

（6）关注具体的停电区域。

2.配电自动化系统的发展规律

配网自动化SCADA系统的建设是一个漫长的发展过程。目前已经出现或是已经投入运行的系统仅仅是配电网生产控制过程信息化的开端。配网自动化系统的建立将随着配电网的发展而不断发展和完善。在这一过程中，应遵循以下规律：首先应该立足于建立整个配电网的虚拟调度指挥信息化平台，有全局观念。其次，配电SCADA系统的统计分析和高级应用的基础是电气环电气参量的完整性测量。馈线自动化从一个或几个条件已经成熟的“电气环”开始，配电测控终端布点需要按照一个电气环的完整性展开。

三、关键问题

配网自动化工程相对较为复杂，所以需根据当地配电网的发展规划做好自动化实施的计划。在此过程中，需要加强与供电企业信息部的配合，从整体考虑并逐步加以实施。此外，从长远的发展考虑，为了便于管理和维护，设计成配网调度合一，有统一的技术平台是必要的。在实施过程中，要统一全面地考虑已有的调度自动化升级改造和建设配网自动化。

户外运行中通常会遇到很多恶劣的天气情况、无法预料的运行环境，这些对配电终端设备、开关设备等提出了很严格的要求。需要考虑多种因素对设备的影响，如雷击过电压、电磁干扰等。要综合考虑设备的设计和各种性能，权衡其性价比，进行元器件的筛选。

由于采用了配网自动化系统，工作人员的工作效率得到了提高，带来了更高的经济和社会效益。但是，值得注意的是它完全改变了传统配电运行的管理方式，对于习惯原有管理模式的工作人员来说，要积极转变思想，汲取新技术，从而更好地从事配电自动化的相关工作，这就对运行人员提出了更高的要求。

四、结束语

当今社会，对电力系统运行的安全性和可靠性要求越来越高，而计算机软硬件技术的不断发展为电力高效运行提供了保证。要加大配网自动化的建设和管理力度，以期更好地服务于大众，为我国供电事业作出巨大的贡献。

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