城市配电网自动化与网络结构优化分析

林世佳

摘要：本文简述城市配电网自动化的含义，分别从短路终断、传输可靠性两方面阐述电网自动化现状，从技术原则、科学规划、结构优化三方面阐述城市配电网的自动化和网络结构的优化方案。

关键词：配电网;网络结构;自动化;结构优化

引言：城市电网中配电自动化主要是指利用通信技术和计算机技术等对电网设备展开实时监控，保障电网设备自动运行。通过将网络结构进行优化，保障电网运行稳定，促使城市配电网逐渐发展，提高配网管理水平。

1 城市配网自动化含义

当前，大多城市使用了配电网自动化技术，但是随着城市人口逐渐增加，电网管理工作难度逐渐增加。为保障电力稳定供应，将电量均等分配给各个用户。在配网自动化过程中，应用自动化网络技术可通过电子设备管理电网，这种控制方式不但可高效控制城市配电网中的各种设备，而且还能减少管理过程的人力投入。在自动化技术的应用下，可保障电力稳定供应。面临着城市中密度较高的建筑群，需要对配网结构进行优化，在保障电力正常供应的前提下，简化线路结构，便于电网施工的同时，保障城市配网的经济效益[1]。

2 城市配电网自动化现状

在城市电网检修过程中，常出现光缆与通信终断情况，提高了检修工作数量，影响电网的安全运行。传统业务模式下，需要维修人员到达故障地点，对电缆设备展开维修，不但效率低，同时可靠性不能得到保障，因此有必要通过自动化系统强化对配电网故障自动检测。传统的网络连接主要是电路和硬件之间搭接，即使可保障各项业务连接，同时也产生端口浪费问题，在转接电缆过程会产生故障，影响电路稳定运行。

3 城市配电网自动化和网络结构分析

3.1技术原则

在城市配电网自动化过程中，应遵循可靠性、分散性、简化性等原则。同时配网系统内的设备、通信系统以及电源等也应合理规划，以分级处理自动化的方式，保障按照城市实际需求分配电力。其中，可靠性指的是在应用配网自动化技术时，保障供电源随时处于稳定状态，同时主站、网架以及通信设备也保持稳定的状态，这样才可保障城市配电的稳定性。分散性指的是配电设备的分散以及配电环节的危險性的分散。由于电网中的配电设备需要按照城市需求，合理确定型号，不同型号的设备存在不同的功能及特征。如使用重合机械相关设备时需要注意一次性故障对机械产生的损伤。在自动化过程应单独设计主站内部的各类控制软件，保障所有设备中的各项功能可在运行过程高效配合，防止对设备造成整体性损伤。由于配网系统较为复杂，在各类配电设备运行时，基础元件如果被损坏，就会造成巨大后果。因此为保障城市用户的安全、稳定用电，应尽量使用简单的设备和线路，同时落实设备的日常检查，保障其稳定运行。

3.2科学规划

要提升配网自动化的应用水平，应合理划分网结构，按照城市中不同区域的实际需求进行规划，并使用分段管理的方式保障各区域的自动化配网系统的稳定运行。在管理过程中，一旦某一区域的配网出现故障时，相关人员可根据自动化系统的信息，及时将故障区域和其他区域之间相互断开，避免其他区域中的设备受到损伤，保障配网系统的整体安全，降低故障发生时造成的损失。在规划过程，要保证自动化系统稳定、安全运行，相关人员应使用先进的计算机设备准确控制配电设备，以便正确处理系统中的故障信息。此外，还应优化配网线路中的各种零部件的配置，保障零件可抵御恶劣的自然环境，延长其使用年限。配网站为配网自动化系统的调控中心，因此还应落实对配网站的规划，在建立配网站以后，及时检查配网系统内的数据，并对各种电网运行数据展开在线分析，利用配网站一体化特征，高效控制和管理分散的配网设备[2]。

3.3优化方案

3.3.1优化环状结构

对配网的环状结构展开优化过程，应结合当前环状网络中的实际问题，将馈线功能实现自动化，以构成开环运行的供电形式。在此网络结构当中，需要变电站开关、断路器、保护器以及负荷开关之间相互配合，才能保障线路的的安全运行。合理选择开关的开闭情况，尽量减少变电站中馈线受到冲击的次数，以此减少在配电站中产生的保护动作的次数。在线路中设置终端配电单元，并将其作为馈线自动化基础处理通信系统。在处理过程中，将电路的开关设置在分闸两侧的位置，这样当内侧的开关处于闭合状态时，剩余的开关一旦存在故障，此时另一侧的开关即可迅速启动保护装置，对故障进行处理。当配电终端产生电流故障的时候，利用自动化系统内的终端设备可立即判断出产生故障的位置，同时将两侧开关之间的线路断开，及时将故障位置和其他线路之间隔离。

3.3.2优化架空电网

在配网自动化系统中，应用了电流分段器和重合器，此装置的应用促使配网线路实现环网供电条件下的自动化配网，同时降低了线路的实际运行条件。例如：在电网建设环节受到资金限制，导致线路出现不集中负荷时，安装分段器以及重合器的系统可以便捷的操作方式，快速将故障区域进行隔离，并将供电切断，有效提升电网运行的可靠性。以某段重合器与分段器组成的环网供电线路为例，线路两端设置CB1和CB2断路器，在CB1端设置重合器S1，在CB2端设置重合器S2，两个重合其之间存在电阻R。此供电线路中，当经过时间间隔T1时，CB1 与CB2之间出现重合时，线路中CB1 和S1之间存在故障F1，此时CB1断路器即可对故障电流展开检测。当故障属于永久类型时，CB1和CB2断路器难以重合，并开断锁闭;当检测故障为瞬时故障类型时，此时CB1和CB2断路器就会重新重合，快速恢复线路的供电。经过时间间隔T2之后，当重合器能检测到R处的失压情况并且重新合闸时，就可成功将供电转移。当S1和R之间产生故障F2时，断路器就会检测到开端的故障电流，电流被S1检测到之后，在电流经过以此分闸过程，CB1和CB2能重新重合。

3.3.3优化辐射结构

在城市配电网和农村配电网的交汇位置处常使用辐射电源作为供电形式，其中将重合器以及分段器等合理设置，并通过合理配合，保障电网线路的故障隔离以及供电恢复过程实现自动化。在优化辐射结构过程，主要是将重合器设置在辐射网络结构当中，此重合器能可同时和多个分段器之间相互配合，并将其设置在变电站内的断路器之上。由于此重合器具有二次重合的功能，因此当线路运行环节产生故障时，即可迅速将电源切断，减小主变设备受到周围线路短路故障的冲击，同时还能按照分段器、重合器二者实际需求，保障线路二次重合的功能。此外，当应用此结构过程中，若线路产生故障，就会导致配网整体产生跳闸，这一问题直接对周围没有出现故障的线路的供电受到影响，同时在系统维护过程需要消耗大量的人力和财力，因此，此结构主要适用于城乡结合区域[3]。

3.3.4优化开关站保护

为保障配网自动化以及开关站之间相互匹配，应采取相应的保护配置方案。例如：将断路器设置在配网开关站的进出线位置，进线位置的断路器可不使用保护措施，但是当开关站存在断路线路时，应使用加速保护的方式以及反时限流保护等，城市内的低压配网线路存在断路故障时，开关站即可产生保护动作，将断路器跳开，上级变电出口将断路器闭合，迅速为电网恢复供电。

4 结束语

总而言之，城市的配电网自动化和网络结构在电力系统逐渐发展过程中得到了巨大改善，配电网在电力通信过程也取得了明显发展。电网自动化以及结构优化环境下存在多个接口，并能实现灵活组网，应用过程可靠性较高。电网运维人员应结合电网自动化过程的实际情况优化网络结构，保障城市电网的稳定运行。

参考文献：

[1]杨禹.配电网规划中的城市配电网自动化运用探讨[J].山东工业技术，2019（20）：178.

[2]田媛媛.基于城市配电网的智能分布式馈线自动化系统设计[J].微型电脑应用，2019，35（03）：68-69+76.

[3]李根，殷洁.城市配电网自动化系统建设发展和效益分析[J].低碳世界，2019，9（01）：142-143.