梁顯光

[摘 ?要]配網(wǎng)自動(dòng)化是以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與控制，為配電網(wǎng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效提供技術(shù)支持。配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)以提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升運(yùn)行管理水平為目的，根據(jù)本地區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展需求分階段、分步驟實(shí)施，逐步完善與推廣。

[關(guān)鍵詞]配網(wǎng)自動(dòng)化、電壓時(shí)間型、自動(dòng)化開(kāi)關(guān)、分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0111-01

1 電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1 電網(wǎng)現(xiàn)狀

目前，轄區(qū)共有220kV公用變電站3座，110kV公用變電站13座。10kV公用線(xiàn)路188回，其中架空線(xiàn)路（含混合線(xiàn)路）135回，電纜線(xiàn)路53回。10kV公用線(xiàn)路環(huán)網(wǎng)率97.87%，可轉(zhuǎn)供電率93.08%，線(xiàn)路總長(zhǎng)度為1887千米，其中電纜線(xiàn)路650千米，架空線(xiàn)路1237千米。

已投運(yùn)公用自動(dòng)化設(shè)備552套，覆蓋10kV線(xiàn)路139回，自動(dòng)化覆蓋率為73.9%，具備自動(dòng)化保護(hù)功能的線(xiàn)路101回，覆蓋率為53.7%。其中，架空主干線(xiàn)電壓時(shí)間型自動(dòng)化開(kāi)關(guān)共145套，架空型分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)共118套，DTU 5套，二遙架空型故障指示器284套。

1.2 存在問(wèn)題

配網(wǎng)自動(dòng)化未實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，故障隔離仍靠人工巡視發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，受限于線(xiàn)路長(zhǎng)度、設(shè)備多少和其它客觀因數(shù)，故障隔離恢復(fù)非故障區(qū)域供電時(shí)間存在不確定性，存在隔離時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或未能找到故障點(diǎn)的問(wèn)題，直接影響了電網(wǎng)可靠性和客戶(hù)滿(mǎn)意度。

部分鎮(zhèn)區(qū)只有1座110kV變電站供電，且站間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路過(guò)少。西部新城規(guī)劃區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng)較快，該片區(qū)原有變電站已重載且沒(méi)有出線(xiàn)間隔，不滿(mǎn)足負(fù)荷發(fā)展。如該變電站失壓，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)片區(qū)絕大部分用戶(hù)停電。

城網(wǎng)接2000戶(hù)以上的線(xiàn)路共17回，停電超過(guò)30分鐘將引起四級(jí)事件。停電敏感度高的絕大部分負(fù)荷均接在架空線(xiàn)路支線(xiàn)上，如若支線(xiàn)發(fā)生故障，無(wú)法轉(zhuǎn)供電而導(dǎo)致法律風(fēng)險(xiǎn)事件和影響客戶(hù)服務(wù)體驗(yàn)。

2 自動(dòng)化建設(shè)目標(biāo)與思路

2.1線(xiàn)路主干層及重要分支層實(shí)現(xiàn)故障就地隔離及非故障段的自愈;分支層故障不影響非故障支線(xiàn)，故障區(qū)域（線(xiàn)段）自動(dòng)定位;用戶(hù)故障不出門(mén);自動(dòng)化設(shè)備按三遙建設(shè)，具備條件時(shí)實(shí)現(xiàn)遙控功能;原則上線(xiàn)路故障自愈后減供客戶(hù)數(shù)不超過(guò)1000戶(hù)。

2.2以電壓時(shí)間型的就地饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)工作，自動(dòng)化設(shè)備按三遙建設(shè)，實(shí)現(xiàn)二遙功能，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)三遙功能，自動(dòng)化設(shè)備信號(hào)上送至主站作輔助分析決策。配電線(xiàn)路的自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)與一次網(wǎng)架改造同步進(jìn)行。對(duì)可靠性影響較大的線(xiàn)路，因客觀條件近期無(wú)法改造的，可結(jié)合長(zhǎng)遠(yuǎn)網(wǎng)架及自動(dòng)化建設(shè)優(yōu)先對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化改造，三年逐步實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)線(xiàn)路自動(dòng)化建設(shè)目標(biāo)。2018年，區(qū)域內(nèi)10kV公用線(xiàn)路全部具備自動(dòng)化開(kāi)關(guān)保護(hù)功能，10kV線(xiàn)路全部達(dá)到原則目標(biāo)，年故障停電時(shí)間下降到0.18小時(shí)以?xún)?nèi)。

3 現(xiàn)狀網(wǎng)架改造原則

（一）架空線(xiàn)路：主干線(xiàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的三分段，線(xiàn)路實(shí)際分段數(shù)不宜超過(guò)五分段，實(shí)現(xiàn)故障就地隔離及非故障段的自愈。支干層多于10戶(hù)的支線(xiàn)可根據(jù)實(shí)際情況成環(huán)。逐步解決主干線(xiàn)掛燈籠問(wèn)題，優(yōu)先通過(guò)新建支線(xiàn)轉(zhuǎn)移燈籠負(fù)荷，不具備條件的，應(yīng)對(duì)燈籠負(fù)荷安裝分界斷路器以防止用戶(hù)故障出門(mén)。混合線(xiàn)路改造參照架空線(xiàn)路原則。

（二）電纜線(xiàn)路：原主干層上的公用屬設(shè)備可保留或改造成主干配，但主干層上環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)原則上不超過(guò)4個(gè)，原主干層上用戶(hù)設(shè)備應(yīng)調(diào)整至支干層，實(shí)現(xiàn)故障就地隔離及非故障段的自愈。

（三）單回線(xiàn)路客戶(hù)超過(guò)2000戶(hù)，首選通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，其次通過(guò)合理的負(fù)荷切割來(lái)避免配電網(wǎng)四級(jí)事件的發(fā)生。用戶(hù)設(shè)備進(jìn)主環(huán)，建議優(yōu)先將用戶(hù)設(shè)備在主干層中剔除，接于支干層，禁止新建用戶(hù)設(shè)備串進(jìn)主干層。

（四）多聯(lián)絡(luò)接線(xiàn)涉及的各線(xiàn)路均進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)，但只考慮實(shí)現(xiàn)其中兩回線(xiàn)路的故障自動(dòng)隔離與自愈配合。原有自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)結(jié)合建設(shè)原則加以利用，未達(dá)報(bào)廢年限的設(shè)備不應(yīng)整體更換。

（五）逐步解決線(xiàn)路并柜出線(xiàn)問(wèn)題，變電站公線(xiàn)并柜出線(xiàn)間隔保留一回公線(xiàn)，此公線(xiàn)上建設(shè)主干配，另一回公線(xiàn)（專(zhuān)線(xiàn)）調(diào)整至主干配出線(xiàn)，作為支干層或負(fù)荷層。變電站并柜專(zhuān)線(xiàn)逐步將其中一回調(diào)整至附近開(kāi)關(guān)站或主干配出線(xiàn)。原則上新用戶(hù)接入不考慮變電站并柜出線(xiàn)供電方案。

4 功能實(shí)現(xiàn)

4.1 電壓時(shí)間型分段開(kāi)關(guān)

依據(jù)電壓時(shí)序邏輯檢測(cè)，與變電站出口開(kāi)關(guān)一次重合閘配合，完成故障區(qū)段判斷隔離，通過(guò)主站系統(tǒng)遙控，完成非故障區(qū)段恢復(fù)供電。具體實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生后，變電站開(kāi)關(guān)保護(hù)跳閘一次重合閘后，線(xiàn)路分段開(kāi)關(guān)逐級(jí)開(kāi)合，合至故障點(diǎn)后，保護(hù)再次跳閘，主站遙控恢復(fù)非故障區(qū)域供電，可根據(jù)電網(wǎng)現(xiàn)狀設(shè)置環(huán)網(wǎng)時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)投入與否。

4.2 用戶(hù)分界開(kāi)關(guān)

用戶(hù)支線(xiàn)發(fā)生接地時(shí)，自動(dòng)切除用戶(hù)區(qū)內(nèi)單相接地故障，分界開(kāi)關(guān)自動(dòng)識(shí)別接地故障后直接分閘。相間短路故障發(fā)生后，自動(dòng)切除用戶(hù)區(qū)內(nèi)短路故障，變電站保護(hù)動(dòng)作跳閘，變電站重合后相鄰線(xiàn)路恢復(fù)供電。用戶(hù)分界開(kāi)關(guān)選配通訊模塊后，可通過(guò)信道主動(dòng)上送故障信息和線(xiàn)路狀態(tài)信息，快速定位故障地，同時(shí)可以成為具備保護(hù)功能的遠(yuǎn)方終端實(shí)現(xiàn)“三遙”，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

5 建設(shè)模式

按照實(shí)際業(yè)務(wù)需求的不同，配電自動(dòng)化的建設(shè)模式可分為運(yùn)行監(jiān)測(cè)型和控制型。

5.1 運(yùn)行監(jiān)測(cè)型

以及時(shí)定位配電網(wǎng)故障，監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)為主要目的的配電自動(dòng)化建設(shè)模式。

具備完整的配電主站、終端及通信通道，通過(guò)具有遙信、遙測(cè)功能的配電終端，將配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)及故障信號(hào)及時(shí)上傳配電主站。

5.2 控制型

以實(shí)現(xiàn)故障快速隔離與供電恢復(fù)為主要目的的配電自動(dòng)化建設(shè)模式。根據(jù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段的不同，可分集中控制型和就地控制型兩種基本模式，具體實(shí)施時(shí)可采用二者結(jié)合的混合模式。

5.2.1集中控制型

具備完整的配電自動(dòng)化主站、終端及通信通道。通過(guò)配電終端與配電主站的雙向通信，根據(jù)實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)和配電設(shè)備的運(yùn)行信息及故障信號(hào)，由配電主站自動(dòng)計(jì)算或輔以人工方式遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)設(shè)備投切，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化、故障快速隔離與供電恢復(fù)。

5.2.2就地控制型

就地控制型主要包括智能分布式、就地重合式和級(jí)差保護(hù)式三種基本方式：

（1）智能分布式

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)配電終端或保護(hù)裝置間相互通信實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)自動(dòng)化功能。

（2）就地重合式

通過(guò)變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路上的配電自動(dòng)化開(kāi)關(guān)間的邏輯配合實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)自動(dòng)化功能，其技術(shù)手段包括電壓-時(shí)間邏輯配合、電壓-電流-時(shí)間配合等方式。

（3）級(jí)差保護(hù)方式

變電站帶電流保護(hù)的出口開(kāi)關(guān)與分段斷路器或分支線(xiàn)路斷路器間電流保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)自動(dòng)化功能。采用這一建設(shè)模式時(shí)，應(yīng)充分考慮各級(jí)保護(hù)的時(shí)間配合，保證電流保護(hù)的選擇性。一般情況下每回10kV配電線(xiàn)路可配置2級(jí)電流保護(hù)（含變電站10kV出線(xiàn)斷路器）。

結(jié)束語(yǔ)

配網(wǎng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。從本地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合網(wǎng)架存在問(wèn)題，朝著合理投資，逐步改善的原則出發(fā)，綜合考慮近期與遠(yuǎn)期，進(jìn)一步使配電網(wǎng)建設(shè)先進(jìn)、通用、標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)電力市場(chǎng)的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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[3] 《配電自動(dòng)化電壓型設(shè)備功能淺述》 金豪文.