解读农网配电网自动化技术

摘要：本文论述了国内配电系统保护自动化技术的应用的现状，并通过配电网自动化实施的技术原则和目的概述，讨论了实施配电网自动化过程中要注意的问题。

关键词：农村电网； 配电系统；自动化；

Abstract: This paper discusses the application of automation technology to protect domestic distribution system, technical principle and objective overview and the distribution automation implementation, discusses the implementation process should pay attention to the problem of distribution network automation.

Keywords: rural power distribution system; automation;

中图分类号：TU994 文献标识码：文章编号

1 配电系统保护现状

我国农网相继引进一些进口重合器、分段器（ 主要是英、美两国的产品） 和日本东芝公司的真空自动配电开关（以空气作为外绝缘）。参照部农电司组织制定的农村小型化变电站第二模式方案， 国内已上网运行的重合器绝大多数装设在变电所，

用作变电所各10kV出口保护开关。就建没小型化变电所而言， 重合器应用达到了预期的目的。目前， 除少量柱上油开关和跌落式负荷开关外，配电系统尚无其它保护设备。因此. 配电网上任意点的水久性故障多数将反馈到变电所出口重合器， 致使重合器跳闸. 造成整条配电线路断电。可以认为， 现有重合器的应用效果相当于具有重合闸功能的开关， 仅起到了类似于变电所户外式10kV开关的作用， 设备的技术性能优势远未能发挥出来。重合器的应用不仅在于保护变电所，而且应与配电网上相应的开关设备形成保护配合. 对配电网整体构成有层次、有逻辑性的保护。因此， 在变电所已具备重合器的前提下，研究我国的配电系统保护自动化发展模式。

2 配电网自动化实施的技术原则和目的

2.1 实施配电网自动化应遵循的技术原则

（1） 可靠性 要求具有可靠的2个以上的电源点， 其电网结构、设备、控制器、RTU 、FTU、通讯、中心主站及硬件设备都应具有较高的可靠性和稳定性。

（2）分散性 由于配电网地域分散广， 应尽量实现功能分散， 在发生故障时能实现就地监控， 就地处理。

2. 2 实施配电网自动化的目的

实施目的是为了提高配电网的供电可靠率， 改善供电质量， 降低损耗， 降低运行费用， 提高企业经济效益， 给用户提供更加优质的服务。

3 实现配网自动化的技术要求

3. 1 配电网络要求

要求首先应建立本县区域内接线合理、结构牢固的10kV配电网络， 其供电电源点、供电半径、导线截面、导线架设、设备装备水平等应满足配电网自动化的技术要求； 满足正常情况下的供电可靠、损耗小、运行稳定、电能质量高的要求； 还应满足在环网供电情况下出现故障时， 能够进行故障定位和故障隔离， 并改变负荷供电路径； 能够解除分支线路过负荷， 实现平衡负荷、保证电压质量、降低损耗等方面的运行要求。

3. 2 对控制中心站的技术要求

由于县域面积普遍较小， 通常县域配电网接线比较简单， 重点用电大户较少， 中间层的FTU、TTU数量不会太多。因此可以只建立主站控制中心， 而不必建立分区站。也就是所有的RTU 、FTU 、TTU都可以直接与主站控制中心进行通讯联络。县域配电网自动化主站是整个系统的核心， 它除了完成配电网SCADA 功能外， 还应为DMS 系统在线和离线应用提供支持平台。因此它应满足以下技术要求：

（1）满足配电网大量实时数据的采集处理和电网监控功能， 有足够的响应性。

（2）满足长期在线稳定运行的要求， 具有足够的运行可靠率。

（3）有良好的开放性， 硬件、软件、接口符合国家（国际） 标准。

（4）采用分布式结构， 具有良好的网络性能， 便于系统扩展、互联。

（5）系统的配置应具有一定的先进性和较高的性能价格比。

3. 3 设备选择

3.3.1 配电网用开关设备

凡是在配电线路上使用的开关设备应具有电动、手动操作的双重功能， 且合闸与分闸速度不应受到外界人为因素的影响。配电线路上用配电断路器宜采用真空型， 应符合配电网自动化的方案， 能自行隔离线路故障， 而不引发到变电所内部， 以免事故扩大。当选择的配电网自动化方案一次设备与通信软件不能同时完成时， 应选用重合器方案， 重合器可以选用自具功能、机电一体化的SF6重合器， 其优点是自具保护控制功能、整体灵活方便。也可选用真空开关配保护控制器组合成重合器。配电网采用的真空分段器应具有远动的就地遥控、电动、手动操作功能， 并按要求在两侧加装明显断开点和保护装置。采用跌落式分段器时， 安装的

高度和位置应便于操作。户内负荷开关应具有远方和就地操作功能； 配电线路分段处装设的避雷器应选用带间隙型的氧化锌避雷器。

3.3.2 保护装置

配电网用的重合器、断路器必须配有可靠的保护装置， 保护装置必须经过严格的试验， 使用的环境温度应满足- 20～ + 75°及湿度95% 的要求， 并应具有防电磁干扰的性能、具有远动通信功能和接口，能对配电线路故障进行监测、判断和执行。保护装置应是一个独立的单元， 可与断路器一体化安装或分体安装。

3.3.3 远动装置

配电自动化所用的运动装置应是独立、单元化的结构。采用交流采样时， 其精度及各项指标应符合电力标准的要求。远动装置户外安装应符合户外运行的环境和温度要求， 并具有以下基本功能： 能随时正确无误地接收和发送遥控（ 遥分、遥合） 命令； 能即时反馈遥控的信息， 确定分合位信号及非正常操作时事故变化信号以及电气测量和事故记录等。

4 重合器与重合器的保护配合

电子控制型重合器间的保护配合可通过最小开断电流值和时间-电流曲线的变化来实现。其关键是任意电流值所对应的两组重合器时间一电流曲线间的时间差。为避免造成两组重合器同时动作，不同类型重合器所要求的曲线间最小时间差值也不同。

变电所二次侧重合器与线路上的重合器形成保护配合时， 为消除瞬时故障。变电所重合器至少应设有一次快动.与之配合的负荷侧重合器快动次数应大于或等于变电所重合器快动次数。两组重合器的延时曲线也应形成配合。负荷侧的重合器应在后备保护重合器快动以后，慢动以前， 开断闭锁， 切断永久性故障点。

5 配网自动化要注意的几个问题

5.1 建设和改造县域配电网， 建立起县域多电源供电的配电网络（ 一般要求有2个电源点），县域10kV配电网要具备环网供电的能力， 正常情况下可开环运行。

5.2 建立10kV配网自动化控制中心 配网自动化控制中心采用的是先进的计算机技术、通讯技术、控制技术， 它由计算机前置机、打印机、通讯设备、模拟接口、UPS电源等硬件设施和相应的软件组合而成。10kV配网自动化控制中心一般应该和县调度所设在一起。

5.3 县域配网的自动化建设要实现对配网线路的遥控、遥信、遥测， 并通过运行方式的转换达到清除10kV线路上的瞬时故障、隔离永久性故障， 恢复正常线路段的供电， 通过联络开关转代相关负荷， 提高供电可靠性。

5.4目前还不具备条件的地方可开展一些配网自动化的前期工作， 对农村供电线路较长、负荷较大的配电线路应加装分段器。通过10 kV线路出口重合器（ 或重合开关） 与分段器的自动配合， 实现清除线路上的瞬时故障， 隔离永久性故障的配电线路半自动化方案。这一方案每条线路一般只增加2～ 3个分段器， 不用通讯就可以实现， 这项工作投资省、见效快， 且降低故障停电时间和缩小停电范围。

6结束语

县级城市配电自动化系统模式的选择, 应根据我国县级城市配电网的特点，统一规划、分期实施、因地制宜、合理选配。配电主站系统推荐选用调、配一体化的跨平台设计的主站系统，配电子站优先考虑价格较低、免维护的通信控制器型的子站。建议采用电流/电压混合型、远方与就地控制相结合的FA控制模式，这种模式便于分期投资，以提高整个系统的性价比。