配网结构优化及配网自动化研究

摘 要：配网自动化就是指通过现代通信技术、电子技术、网络技术以及计算机技术等和电力设备相结合，和电网事故的监控、保护、计量等相关的管理工作相互融合，改善供电质量。通过对配网进行结构优化以及能够自动化改造，提高配网供电可靠性，提高电网的稳定性。

关键词：配网；配网自动化；结构优化

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0111-01

近年来，随着社会工业化水平不断提高，社会对电力的需求量越来越大。电力市场发生了很大的变革，为了保证充足的电能质量，减少配网供电过程中发生的电力安全事故，提高配网供电的可靠性，电力部门开始大力建设中低压电网。城市配电网在国家电网设计指导方针下不断进行改造和建设，网架结构以及配网供电可靠性得到了显著的改善。尽管如此，我国配网建设中仍然存在着许多不足，从配网装备水平、网架结构以及供电能力等方面都存在着不足，因此，有必要对配网结构优化及自动化进行研究。

1 配电网结构形式和自动化改造方案

1.1 配电网的环网形式

①网络结构的优化。面对目前网络环网形式中存在的问题，可以进行环网结构优化，进行开环运行，利用馈线自动化进行环网供电。在变电站的开关和开闭所增设两个断路器和两个环网负荷开关。两个内侧断路器开关必须和变电站开关保护相互匹配，设置的时间极差为0.3 s。对开关进行控制能够减少电路变化对变电站馈线开关产生的影响。根据实际情况，测量变电站和开闭所的距离，如果两者之间的距离比较短，那么就不需要安装保护系统，这样能够减少保护开关的动作次数，降低系统产生的失误率。

②自动化优化措施。在配网结构中安装一个可以进行自动识别的网络终端，通过信息传导对馈线进行集中保护，并实现自动化处理。具体处理方法就是把中间电路开关置于分闸位置，将剩下的开关和一个开闭所内侧的开关闭合。当前两个电路开关中间出现故障后，另外一个开闭所的开关的保护装置就会被启动，进而对故障进行切除处理。当第一个开关配电终端出现电流故障，第二个开关没有电流故障，这时智能终端就能够对故障发生的位置迅速确认并且进行故障整理，及时断开一、二开关间的线路，实现故障隔离。

1.2 架空线配网环网方式

对该形式的配网方式进行自动化结果改造可以利用联络开关将原有的辐射型供电方式改造成环网结构，开环运行方式。在投资资金受限、负荷密度不够集中的情况下，可以采用电流式分段器或者重合器实现配网线路自动化环网供电。通过改造后能够实现隔离电路故障并转移供电。通过改造以后，电路运行十分稳定，并且操作比较方便，可以有效提高电网的供电可靠性。

2 配网自动化通信方式

对配网进行自动化改造的关键是通信的准确性和及时性。由于配电网具有作业面多，分布范围广的特点，因此配电网通信系统和传统意义的通信系统不同。本着通信可靠、经济以及安装方便的原则，当前主要采用的配电网通信方式主要有载波、光纤、无线和有线几种方式，也可以采用多种通信方式相结合的方式，其中主干道光纤通信方式的使用最为广泛。在城市配电网中，由于楼宇建筑比较多，因此通信很容易受到空间障碍物的阻碍，因此在城市配电网中无线扩频技术要慎重使用，通常采用的光纤通信方式。配电载波可以随配电网的运行方式的不断改变而随时改变通信结构，这种优点是其他通信方式很难实现的，但是由于其十分容易受干扰，因此可以用在郊区配电网自动化通信中。

3 配网自动化改造应用分析

3.1 案例概况

某县城是110 kV，10回馈线供电。配电线路总共长度是92 km。大部分线路型号是LGJI20HE LGJ95。配电变压器一共有164台，容量是38 265 kV。对该县城的配电线路进行自动化改造，更换为JKLYJ-240型导线，并且将要在该县建设三座开闭所。

3.2 自动化改造方案

通过综合考量，设定了本次改造的设计原则。将配网自动化系统分为通信系统、馈线自动化和配网主站这三部分内容，自动化设计的原则为经济、实用、可靠。

①设计原则和总体方案。结合该县城的配电网络状况和自动化改造计划，确定了系统的总体设计方案。该系统中，配变使用的是配变监测终端TTU，馈线用的是终端单元FTU和配电自动化开关，沿路铺设了自动化的通信光缆并设立了配调主站。在配网主站中介入双环自愈网，将屏蔽双绞线和配变检测终端TTU接入光纤环网。配网主站有能够对自动化通信系统进行调度的功能，并能够向别的信息系统传递配网信息。

②馈线自动化。为了实现配网自动化必须具备一个灵活的、健壮的网架，所以在进行自动化改造之前首先要先改造电网结构，保证电网供电半径合理化，加强设备和网架，使线路之间具备相互连接的条件。

首先确定馈线自动化的改造线路。由于该县城负荷具有密集性，并且供电半径短，县城各个区都很有必要进行馈线自动化改造。其次是设计的分段原则。根据线路上线路负荷的密度、性质以及线路的总长度确定分段开关的位置；按照供电站的管辖范围和前文中分段开关的安置原则确定联络开关的位置；负荷密集度高或者重要负荷的分支线路必须安装分段开关。再次是对主网网架进行设置。由于该县城中有一部分线路已经使用了隔离开关、油开关以及真空断路器来实现线路的互联和分段，然而其开关并不具备自动化功能，所以应该将主网网架中的开关替换为自动化开关，或者在原有的基础上增加自动化开关。然后计算短路电流，经过计算可以得到10 kV变电母线的短路电流分别是7.85 kV和14.7 kV。最后确定馈线自动化改造方案。配网自动化的核心就是馈线自动化，它能够在配网发生故障、以后将故障区迅速分段进行故障隔离，然后对没有发生故障的区域恢复供电。该县采用的是重合器馈线自动化方案。利用重合器能够对故障进行隔离和定位以及恢复供电，配合时序，不需要通信系统和主站系统就能够迅速实现故障隔离并对非故障区自动恢复供电，这样就会避免变电站进行多次开关动作，减少误动作。

③通信系统。考虑到设计配网通信系统的经济性和可靠性以及先进性，并对该县城的地理情况做了详细的分析，确定了采用有线通信和光纤通信相结合的通信方式，考虑到县城今后用电量的增加，沿主干通信网一共架设八芯普通光缆，组建形成具有双环自愈功能的光纤环网。利用双绞线将变台监测接入到光端机。

④配网主站系统。配网主站是整个配网自动化系统的管理和监控中心，其设计原则要遵循配网设计标准和各项国家标准，并具备开放性、实用性、可靠性、容错性和安全性，并且具备比较高的性价比。考虑到这些设计原则，该县城采用单独设立配网主站的模式。调度主站和配网主站通过串口实现通讯，配网主站系统采用的是EPID2000。

4 结 语

从上述案例中可以看到，进行配网自动化改造时要综合考虑地区的用电负荷密集度、线路集中区域等，本着经济、实用、安全、可靠、先进的自动化改造原则，首先设定整个系统的配网自动化方案，然后对馈线自动化进行方案设计，其是配网自动化的核心。然设计配网的通信系统，并选定配网主站系统。随着我国经济的快速发展，我国配电网络的结构需要不断进行改进，其自动化程度也要不断提高，因此我们要不断学习先进的技术水平，为国家电网建设贡献力量。

参考文献：

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