供电可靠性条件下的配网自动化探究

国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 金传林

面对国内各领域对用电需求两的不断增加，对供电质量提出了更高的要求。而传统配电网由于受长时间、超负荷的影响，容易出现短路、停电等故障问题，从而使得供电的稳定性及可靠性无法得到有效的保证，甚至还会对配网自动化建设造成严重的影响。因此，只有不断提高配网自动化的建设，提高供电可靠性，才能够全面降低供电故障发生概率，满足用户的正常用电需求[1]。

1 工程案例分析

1.1 配电网故障情况分析

本文以某个区域的配电网为例，该区域2019年配网自动化覆盖率达到了39.52%，到2020年该地区配网自动化覆盖率已经达到了54.52%。但是，在2020年该地区共发生了近4.5万起压停电故障问题，其中1.5万起是由于架空线路出现的故障。其他为电缆线路、环网柜故障以及柱上开关、配变故障或者其他因素导致的故障问题。具体情况见表1。

从表1中可以得知，随着配网自动化建设的覆盖率不断增加，所发生中压故障率会随之逐渐下降，说明配网自动化对配电线路的供电可靠性有着重要的影响。

1.2 配电网自动化概述

配网自动化又称配电自动化系统，主要有：主/子站、配电终端以及通信网络等方面构成。利用信息交换总线，使得配电自动化系统与其他相对应的系统实现互联，以及数据共享、功能扩展等。而配电自动化系统对配电网的供电可靠性的提升，主要可以降低故障停电的时间与降低计划停电的时间。如借助故障自动定位系统，利用遥控操作的形式，结故障问题，以此降低故障修复的时间。

1.3 配电网自动化作用

1.3.1 促进供电可靠性提升

配网自动化建设其作用是为了促进供电可靠性的提高。如可降低用电故障发生率、实现对电力设备的实时监控，从而及时有效消除并解决供电过程中存在的隐患问题。以此减少供电故障的发生，降低故障停电时间。同时，配网自动化的应用，还能够快速地对故障位置进行定位，并实现对非故障区域的供电恢复和故障区域的隔离，从而降低因故障导致的停电范围的减少。

1.3.2 促进配电网容量利用率提高

配电自动化系统，还可以实现在不同的变电站以及馈线之间进行负荷供电。并且还可实时对配单设备的载荷率进行监控，因此当供电设备出现负荷超载时，系统就会自动调整运行模式，并对其负荷进行重新分配，从而使得配电网容量利用率得到提升，使其供电能力得到增长[2]。

1.3.3 促进用户服务质量水平增长

配网自动化的建设，能够帮助用户实现快速用电申请和办理，以此减少了人工排队办理等待时间。并且，当出现故障问题时，还能够快速精准地实现故障位置定位及快速供电的恢复，从而使得用户的用电体验效率得到提高。

2 配网自动化产生的影响

2.1 故障自动定位技术

故障自动定位技术作为配网自动化中的重要组成部分，其是由故障报警器和故障指示器等两部分共同构成的故障定位系统。因此，当配电网线路发生故障时，维修人员可以根据故障报警器和指示器，实现对故障位置地点进行定位，从而及时采取相应的处理。这样既可以使得故障事件的概率降到最低，还能够有效避免因故障对配电网产生不利的影响。同时，该自动化定位技术，还能够实现对配电网监控及故障地点的具体位置信息和故障信息进行上报，以此保障该系统能够正常运行，从而降低供电企业的损失。

2.2 设备检修技术

在传统配电网中设备检修提速技术并不具备自动化功能，对电力设备的维护与检修等方面的工作，均是靠着维修人员独立完成。电网的维修管理方式并没有较高的效率和质量。同时，配电网全民检查功能和维修无法充分得到实现，故障问题发生的频率越来越高。面对配电网及大量的配电网设备的分布情况，维修工作人员无法及时地对架空电力设备及其相关电路进行维修。而配网自动化建设，则可以有效解决配电网超负荷运行工作问题，以此降低故障发生。此外，针对地下配电房相关配电设备进行信号接收时，存在信号质量差等现象，相关部门要加强对相关地下配电线路的改造和优化。通过利用先进的配电设备和技术，对配电线路进行优化和调整。这样既可以充分实现对配电网故障的自动化检测，还可以促进电力传输质量及传输效率得到提升[3]。

2.3 馈线自动化技术

现阶段，大部分地区均实现了配电网的隔离、恢复以及自动化定位。不过该些工作均需要相关工作人员进行人工调度完成，因此配网自动化建设显得尤为重要，同时配网自动化建设还能够实现对配电供电故障作出及时的定位、隔离以及恢复等工作。而在配电网中应用馈线自动化技术，可有效实现对不同类型的开关控制实现自动化，并针对不同接地方式和网络架构的继电保护等方面，促进配电网的供电稳定性得到进一步的提高。所以，馈线自动化技术的应用，不用通过配电网调度中心的指导，就能够及时地做到供电的快速恢复，这样一来，在一定程度上使得供电可靠性及其稳定性得到了提升。

2.4 站所自动化技术

在对供电可靠性的影响过程当中，配网自动化的站所自动化技术主要涉及配电部分内容和变电方面的内容。通过自动化设备，实现对通信设备的配电、变电等一体化管理和监控。并且，该技术的应用，还能够使配电网设备运行参数检测和分析得到实现，最终完成相应的控制，从而促进其供电可靠性、安全性等到提升。

3 供电可靠性条件下配网自动化技术研究

3.1 主站规划设计技术研究

在针对该技术进行研究时，想要进一步实现对配电自动化系统的设计，就需要利用不同的建设模式以及建设类型，实现对配电站主站的规划设计。如在建设模式以及应用功能设计当中，可以选择延伸模式以及对应的功能模式，来实现对不同范围的供电信息采集和处理工作。当处于前置延伸模式的应用情况下，主站能够实现对监控区域的前置延伸，从而使得到延伸的区域信息能够完全被收集和处理。当处于大、中、小的模式情况下，通过利用平台扩容的方式，借助GIS、PMS以及EMS等系统的功能，能够实现信息交互总线以及线下之间的互联工作，以此达到对配电网中所有信息的整合目的。并且，还可以使通过构建配电网络图模，从而使其兼顾监控功能以及故障处理功能。

同时，区分建设类型时，在考虑到不同的类型主站，所存在的信息接入量承载限度也有所不同。因此，针对大、中以及小型主站的规划与设计，应当结合信息接入量，实现对主站功能的规划设计。并且，在规划设计时，还应当兼顾站点的规模不同，所造成的软件配置差异及硬设备的差异。所以，设计的大型主站应当承载超出几十万点信息接入量，然后利用SCADA软件模块，实现对不同处理模块的引入。

3.2 终端与通信设计技术研究

针对终端与通信设计技术的研究，首先需要结合设计的合理性原则，重点突出不同类型的终端设计需求以及功能。简单来说，面对现阶段配电自动化系统中常见的终端应用为“二遥”与“三遥”。当针对二遥终端设计时，其功能主要集中在电流测定和故障信息的分析、上报处理等方面。借助开关革除电动操作设备的方式，以此实现开关控制便捷化。但是，如果该终端具备本地端保护功能，这时就需要在终端上配置电动操作系统，以此实现开关自动化操作。同时，为能够进一步实现终端功能得到顺利的落实，“二遥”终端设计过程当中，可以通过接入GPRS以及无线通信网络，实现对设备的联动控制。其次，针对“三遥”终端设计，其功能主要侧重于对故障信息的上报处理方面，利用遥控、遥测或遥信等多种功能接入的新时，实现对电动操作设备的开关控制。但“二遥”和“三遥”终端两者之间，后者可以通过利用光纤通道，实现终端和通信两者之间的非对称加密功能。

3.3 继电保护技术研究

继电保护技术研究，在配电自动化系统当中，实现了对不同供电可靠性的保护。如针对农村配电网之中，受配电网网络的分散性、低容性以及扩展性等特性的影响，想要促进供电稳定性得到提高。这时，就需要提高分支、供电半径以及供电容量，利用快速故障切除的模式，最大限度降低供电故障对配网自动化建设带着来的影响。并且，还需要在配电网络主干线路中安装对应的三段式过流保护设备，借助断路器，实现对供电可靠性质量的提升和配电网络的自动化控制。

在城市配电网中的继电保护技术应用，需要对其高密集性、高容量和加强额分段性等方面特点进行考虑。只有通过提高配电网络的短路容量和供电保范围，才能够实现配电自动化系统的供电稳定性需要，以此避免存现整定电流值问题的发生。也可以利用动作延时保护模式，实现供电线路的差异配合，避免在配电过程当中不同供电线路之间产生的影响。

3.4 电源与输电模式的自动化优化

对于电力企业来说，配网自动化推进和落实，必须要对现有的电源以及输电模式进行优化和完善，这样做的根本目的是保证整个电力系统可以实现稳定、可靠运行，为系统运行的优质效果提供保证。通常要想保证供电可靠性得到提升，目前比较常见的方式就是要保证线路输送容量得到有效提升，针对目前存在的输电瓶颈性问题进行及时的分析和处理。必须对现有的问题进行妥善处理，在输变电设备以及母线的操作基础上，对铁磁谐振所产生的单相接地故障进行妥善处理，将母线上带有电压互感器的情况进行彻底切断处理，或者对其他设备进行引入和利用，直接将母线的工作参数进行适当的优化和改变，在其处于谐振状态下进行适当的处理。

如果铁磁谐振影响后，导致单相接地故障问题的出现，必须立即对母线上所连接的所有电气设备进行得悉的检查和分析，对母线自身内外部的具体情况进行客观合理的调查和分析，将母线上的所有开关进行顺次短时的切断处理。在互感器切断之后，对绝缘监察情况进行仔细检查，有利于对故障位置进行确定。除此之外，对元件进行升级和改造处理，比如导致截面面积有所增加，或者是直接以分段控制的方式，促使变电站相互之间的线路可以实现有效连接，这样做的根本目的是促使各站转公负荷的水平得到有效提升，停电频率也可以得到有效控制，促使整个供电系统在构建和具体应用过程中，具有一定的可靠性和稳定性。如果在整体使用范围内，10kV的开关额数量可以得到不同程度的增减，促使其自身的最终线路供电半径有所减少，那么此时与其对应的整个线路出线回路数势必会有明显的上升趋势。如图1所示。

图1 自动化系统示意图

4 结语

配网自动化建设是现阶段电力行业发展的重要任务，因此对供电可靠性条件下的配电自动化技术研究，需要从配电网的主站规划设计技术方面、终端与通信设计技术方面，以及继电保护技术等方面为切入点，对其应用进行研究，以此提高配电网的供电可靠性及稳定性。这样不仅实现对配电网运行故障的快速检修，还能够推动电力企业的经济效益得到增长。所以，只有这样才能够推动电力行业的健康发展。