摘 要：本文就配網(wǎng)架空自動化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。提出了自己的一些看法，可供同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)；自動化技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對電能質(zhì)量的要求也日益提高。為了適應(yīng)新的發(fā)展形勢，滿足生產(chǎn)和生活的需要，保證配電網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定、高效地運行就顯得非常重要。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)正是為此而生的，它可以對與用戶直接相關(guān)的低壓電網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和杜絕供電隱患，從而保證配網(wǎng)地安全、穩(wěn)定、有效地運行。因此，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的研究對配網(wǎng)的穩(wěn)定運行具有一定的指導(dǎo)意義。

2 配網(wǎng)自動化在電力系統(tǒng)中的位置

電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五個環(huán)節(jié)組成。其中發(fā)電、輸電、變電幾個環(huán)節(jié)的監(jiān)視、控制和管理屬能量管理系統(tǒng)EMS，包括監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集SCADA、自動發(fā)電控制AGC、管理信息系統(tǒng)MIS和其它名目繁多的EMS高級應(yīng)用軟件。配電和用電的監(jiān)視、控制和管理屬配電管理系統(tǒng)DMS，包括SCADA、負(fù)荷管理LM/負(fù)荷控制、故障管理、自動繪圖AM/設(shè)備管理FM/地理信息系統(tǒng)GIS/投訴電話熱線TC，配電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件等功能。

EMS和DMS兩者均以SCADA系統(tǒng)為起點，由于電力是發(fā)、供、用一次完成，兩者有分工，但對于較小的系統(tǒng)兩者可合而為一。配網(wǎng)自動化DA與配電管理系統(tǒng)DMS密切相關(guān)，從供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，主要包括變電站自動化和配電網(wǎng)自動化。配電網(wǎng)自動化又包括架空線路自動化和電纜網(wǎng)饋線自動化。

架空饋電線監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集、架空饋電線故障定位與架空饋電線隔離和自動恢復(fù)供電是柱上開關(guān)、分段器、重合器完成的功能。其中監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集也可用“遙信、遙控、遙調(diào)、遙測”四遙來描述。這“四遙”功能，最后要與配電管理系統(tǒng)DMS平臺相配合，涉及到通訊方式及通訊規(guī)約問題。①通訊方式目前有：有線、無線、光纖、電力載波等。有線通訊：抗干擾能力強，需架設(shè)通訊線路或租用電話線；②無線通訊：架設(shè)方便，存在頻道資源限制及無線干擾問題；③光纖：干擾小、可靠、可與電纜同時鋪設(shè)，成本較高；④電力載波：經(jīng)濟性好，但由于配電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、開關(guān)斷點多，需信號耦合、解決電容器組信號短路和變壓器信號衰減問題。

3 柱上一次開關(guān)設(shè)備

⑴架空饋線自動化一次設(shè)備也稱為柱上一次開關(guān)設(shè)備。柱上自動化設(shè)備分為重合器與分段器兩種，具有故障檢測與識別功能、測量與控制功能、計量功能、通訊功能和維護功能。

⑵柱上斷路器。①使用條件：所有故障都應(yīng)獲得作為瞬時故障處理的機會，避開涌流的影響，分閘后閉鎖應(yīng)僅發(fā)生于永久性故障的情況，因此分閘后閉鎖而切除的線路區(qū)段應(yīng)盡可能少。②根據(jù)負(fù)荷大小和線路長短經(jīng)濟合理地安排和選擇分段點及開關(guān)設(shè)備。③根據(jù)安裝地點選定額定電流，開斷和關(guān)合短路電流能力，動、熱穩(wěn)定電流。④正確設(shè)置其保護配合。

4 架空饋電線自動化一次設(shè)備運行模式

⑴日本東芝模式：在架空線相間短路故障隔離及恢復(fù)供電方面有效，適用于配電饋線的初級階段，對于饋線綜合自動化的功能方面是不完善的。①沒有接地故障檢測功能。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，若象對待短路故障一樣全線跳閘，再重合的辦法來隔離故障，則對于占總故障數(shù) 90%的接地故障來說會出現(xiàn)頻繁跳閘的現(xiàn)象，失去了中性點不接地的優(yōu)點，采用中性點接地方法比之為好。②要求出線側(cè)開關(guān)具有重合功能。負(fù)荷重的地方一般不允許變電站內(nèi)出線側(cè)開關(guān)再重合，應(yīng)加裝重合器，這樣日本東芝的自動配電開關(guān)需依賴于重合器，就整個配電配置而言屬從屬位置了。③故障隔離時間長，級數(shù)越多隔離時間越長。④對故障判別和隔離，自身解決，對于負(fù)荷控制，SCADA功能仍需依賴于通訊線路。且操作平臺不適合中國國情。

⑵分布智能控制模式：FTU監(jiān)控終端+斷路器（重合器），在一定區(qū)域內(nèi)的斷路器實現(xiàn)故障隔離和恢復(fù)供電，但需建設(shè)該區(qū)域內(nèi)斷路器之間的通道。

該模式要求柱上斷路器具有電動操作機構(gòu)，F(xiàn)TU監(jiān)控終端將檢測到的電流、電壓信號，斷路器狀態(tài)信號進(jìn)行比較處理，通過點對點通信，F(xiàn)TU把故障后斷路器狀態(tài)及記錄信息傳送到臨近斷路器的FTU，識別出故障區(qū)段并自動隔離，然后對非故障區(qū)段自動恢復(fù)供電；其特點是增加了斷路器間通訊，技術(shù)較為先進(jìn)，是配網(wǎng)自動化的過渡階段。對于有重合器配置，首先要使接地電流檢測靈敏度提高，并將接地故障改為慢速跳閘方式，站內(nèi)應(yīng)加裝接地故障微機選線裝置。

⑶遠(yuǎn)方集中控制模式：配調(diào)中心站+FTU監(jiān)控終端+負(fù)荷開關(guān)，由控制中心（分中心）判斷故障、隔離故障、恢復(fù)供電。該模式將FTU監(jiān)控終端檢測的信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送至配調(diào)控制中心（分中心），進(jìn)行全面的計算機管理；在饋線發(fā)生故障后，由控制中心（分中心）自動判別后遙控斷路器隔離故障區(qū)段、恢復(fù)非故障區(qū)段供電。該模式采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)斷路器加智能控制器 FTU，在出口端具有重合器功能，其它各段相當(dāng)于分段器功能。具有小電流接地檢測功能，靈活的通訊方式，適用于配電自動化的通訊規(guī)約和性能好的配電自動化平臺體系。雖需建設(shè)通信通道和控制中心（分中心），投資較高。但該模式是一種技術(shù)上更為先進(jìn)的饋線自動化，是目前配電自動化的最高級階段。

5 智能控制與智能電器

近來，在電器領(lǐng)域出現(xiàn)了智能電器和智能開關(guān)柜，具有自診斷功能、在線檢測功能作為智能電器特征，有將能在各種環(huán)境下可靠工作作為其特征。智能控制的核心在高層控制，即組織控制。其任務(wù)在于對實際環(huán)境或過程進(jìn)行組織，即決策和規(guī)劃。為此，需要采用符號信息處理、啟發(fā)式程序設(shè)計、知識表示以及自動推理和決策等相關(guān)技術(shù)。這些問題求解過程與人腦的思維過程具有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。 以二元結(jié)構(gòu)智能開關(guān)為電量傳感器不同于以往電流，電壓互感器，而是寬范圍線性傳感器，不僅以電流電壓幅值作為判斷量，而要判斷其相位，功率因數(shù)及過零點。非電量傳感器包括行程、溫度、密度、濕度等高性能，以上各參量需進(jìn)行傳感信息分析，并可以得到如線圈斷線，觸頭剩余壽命等間接參數(shù)。 在線檢測和自診斷功能保證智能電器只有處于正常工作狀態(tài)方能進(jìn)行操作，否則報警閉鎖并指示對開關(guān)如何檢修。這對于提高其可靠性是有益的但不是智能電器的主要特征。

最重要的是問題求解和規(guī)劃，它不是簡單地按速斷或反時限動作，而是考慮到以前狀態(tài)，當(dāng)前線路各種特征值，以專家系統(tǒng)的方法進(jìn)行操作包括選相合分閘、根據(jù)不同阻抗特性選擇不同分、合閘速度，以達(dá)到操作過電壓最小，載流過電壓最低，避免重燃、重?fù)舸?，根?jù)線路短路狀況柔性開斷以限制短路電流等，對于智能化重合器、分段器應(yīng)具有監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集，中性點接地和短路故障的定位、隔離和自動恢復(fù)供電等功能。

6 柱上開關(guān)配電自動化運行模式的選擇

⑴柱上斷路器應(yīng)采用真空開關(guān)管滅弧，SF6氣體絕緣。⑵操動機構(gòu)應(yīng)首選永磁機構(gòu)，但要解決啟動電容以及電子控制線路的壽命、溫度特性問題。彈簧機構(gòu)密封后，近期將是一個適宜于柱上的操動機構(gòu)。⑶柱上開關(guān)配電自動化運行模式應(yīng)采用遠(yuǎn)方集中控制模式。⑷智能電器隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，而不斷完善，要克服智能電器型號多、變化快且隨意使用的現(xiàn)象。

7 結(jié)束語

配電自動化系統(tǒng)是整個配電管理系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是一項投資較大、牽涉范圍廣、系統(tǒng)集成多的綜合工程。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，大中城市的電網(wǎng)工程越來越多地采用配電自動化系統(tǒng)，但對于配電自動化的認(rèn)識仍然眾說紛紜。因此如何搞好配網(wǎng)自動化，并使它產(chǎn)生較大的效益，仍需要我們不斷積累經(jīng)驗，實踐探索。

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