余文斌，王 彬

國網(wǎng)寧夏電力公司吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100

0 引言

電網(wǎng)在運行過程中，信號的采集和傳輸需要通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)，配網(wǎng)和電力用戶直接相連，將采集的數(shù)據(jù)傳送到計算機，根據(jù)分析結(jié)果判斷現(xiàn)有配網(wǎng)的運行參數(shù)是否正常。當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，可以快速確定配網(wǎng)故障，包括故障范圍、隔離方式、停電范圍等，從而實現(xiàn)遠程控制，大大壓縮故障處理時間，有效提高了系統(tǒng)運行的可靠性，降低停電損失。穩(wěn)定的電網(wǎng)運行離不開各部門的共同努力，配網(wǎng)問題的解決可以從城市配網(wǎng)改造、線路設(shè)備更新、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整等多方面入手，深入研究配網(wǎng)自動化的相關(guān)技術(shù)，合理制訂建設(shè)計劃，提升管理水平，使供電更加可靠。

1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述

1.1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)組成如圖1 所示。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通常包含智能分配、反饋體制、故障定位三個部分。配電主站是系統(tǒng)最為核心的部分，其基本功能為采集和監(jiān)控配電網(wǎng)數(shù)據(jù)，拓展功能為分析和應(yīng)用電網(wǎng)。配電終端通常是安裝在中壓配電網(wǎng)現(xiàn)場的遠方監(jiān)測及控制單元的總稱，主要包含三個部分：配電開關(guān)監(jiān)控終端FTU，即饋線終端；配電變壓器監(jiān)測終端TTU，即配變終端；開關(guān)站和公用及用戶配電所的監(jiān)控終端DTU，即站所終端[1]。為了實現(xiàn)配電子站在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的優(yōu)化、信息傳輸效率的提升、配電通信系統(tǒng)組網(wǎng)的便捷，系統(tǒng)設(shè)置了中間層，以實現(xiàn)對所轄區(qū)域內(nèi)的信息收集和處理、故障處理及通信監(jiān)視等諸多功能。通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)主站和子站、子站和配電終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。由于配網(wǎng)通信對安全性、可靠性、實時性等有特殊要求，需要不斷更新通信手段，增加當(dāng)前可供選擇的通信方式。按照傳統(tǒng)分類方式，可以將配網(wǎng)通信簡單地劃分成無線方式和有線方式兩種。

圖1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)構(gòu)成

1.2 配網(wǎng)自動化終端設(shè)備

配網(wǎng)自動化終端設(shè)備是指安裝在柱上開關(guān)、配電站等配電設(shè)施上的終端設(shè)備，這些設(shè)備的主要功能是檢測線路電壓電流量、自動判斷線路的故障及狀態(tài)并進行一系列遠程控制功。按照應(yīng)用場合，終端設(shè)備可以分為配電房配網(wǎng)自動化終端和架空線饋線自動化終端。城市配網(wǎng)中的架空線[2]主要就是應(yīng)用的架空線饋線自動化終端，如圖2 所示。按照物理量，終端設(shè)備可以分為電壓時間型終端及電壓電流型終端。

圖2 架空線饋線自動化終端的應(yīng)用

2 配網(wǎng)自動化建設(shè)對供電可靠性的影響

2.1 快速隔離故障區(qū)域

配網(wǎng)自動化極大地提高了工作人員發(fā)現(xiàn)故障的速度，且能夠根據(jù)警報及時作出反應(yīng)，隔離故障區(qū)域，保障其余設(shè)備的安全。主站系統(tǒng)根據(jù)配電終端設(shè)備收集的報警信號和故障信號，再結(jié)合開關(guān)站和變電站的開關(guān)刀閘、保護動作信息等，對一次設(shè)備的位置作出綜合判斷，然后啟動故障處理程序，確定故障區(qū)域和故障類型。通過電壓時間型終端和電壓電流型終端的靈活配合，快速隔離故障區(qū)域，重啟及恢復(fù)非故障區(qū)域電力[3]。

2.2 縮短故障的處理時間

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，當(dāng)線路發(fā)生故障時，一般會采用人工排查的方式。這種應(yīng)對方式需要大量的維修人員逐一排查故障，不僅排查效率低，還會嚴(yán)重浪費人力資源，大大拖延了供電恢復(fù)時間，嚴(yán)重影響用戶的正常生產(chǎn)與生活。在建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)后，當(dāng)線路出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)能夠快速作出反應(yīng)，確定故障位置，以便維修人員在短時間內(nèi)維修并處理故障，從而快速恢復(fù)電力供應(yīng)[4]。對于高原等特殊區(qū)域，由于自然環(huán)境惡劣，晝夜溫差較大，配網(wǎng)自動化建設(shè)會受到一定的阻礙。這就要求技術(shù)人員充分調(diào)查并分析實際環(huán)境，制訂合理的建設(shè)方案，確保系統(tǒng)落實到位，從而提升配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性、合理性。

2.3 實現(xiàn)故障隔離與遠程控制

具備遠程控制功能的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實時的遙測、遙信和遙控，實現(xiàn)用戶家庭與變電站之間全方位的監(jiān)控，還能根據(jù)遙控自動化開關(guān)狀態(tài)實現(xiàn)故障區(qū)域隔離，有效控制停電范圍。配電網(wǎng)自動化能夠有效縮短故障報告、定位和隔離的時間，還能根據(jù)主站服務(wù)器存儲的數(shù)據(jù)找出配電網(wǎng)網(wǎng)架中的薄弱環(huán)節(jié)，以便采取有效的應(yīng)對措施，建立更加可靠、穩(wěn)定的供電網(wǎng)絡(luò)配網(wǎng)主網(wǎng)架[5]。

2.4 完善運維數(shù)據(jù)

在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)正式運行前，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)完善相關(guān)運維數(shù)據(jù)，通過分析大數(shù)據(jù)、模擬網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點的運行工況，及時發(fā)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的不足。配電網(wǎng)自動化技術(shù)在進行模擬運行時，可依靠微機和算法分析、處理運行數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)模擬運行提供數(shù)據(jù)支撐。

3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)供電可靠性的提升策略

3.1 明確配網(wǎng)自動化的需求與發(fā)展規(guī)劃

在建設(shè)城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)前，首先要確定配電網(wǎng)的自動化發(fā)展需求，明確未來發(fā)展方向，根據(jù)當(dāng)前城市配電網(wǎng)的具體情況，采取科學(xué)、合理的改造措施，不斷促進配電網(wǎng)自動水平的提升，使配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)展。經(jīng)濟的快速發(fā)展，使城市居民生活水平越來越高，智能化的家用電器越來越普及，配電網(wǎng)自動化建設(shè)有利于滿足人們逐漸增長的電力需求，還能有效提高供電安全性和可靠性。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)需要不斷進行優(yōu)化，不僅要提高供電效率，還要有效降低配電網(wǎng)運行的故障發(fā)生率。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)時要充分結(jié)合配電網(wǎng)的未來發(fā)展規(guī)劃，預(yù)留設(shè)計空間，制訂具體的方案時，不僅要提高未來網(wǎng)絡(luò)的運行效率，還要進一步提升運行質(zhì)量，有效減少配電網(wǎng)運行中電能損耗，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。配電網(wǎng)自動化建設(shè)還應(yīng)積極引進先進的現(xiàn)代化技術(shù)，提高配電網(wǎng)管理效率和信息采集效率[6]。

3.2 構(gòu)建以防火墻為核心的安全網(wǎng)絡(luò)體系

在為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)配置防火墻時，要結(jié)合物理防火墻的工作模式和配置要求配置硬件設(shè)施，讓物理防火墻和軟件防火墻協(xié)同運行，開展軟硬件防火墻的檢查工作。就物理防火墻而言，為了確保防火墻發(fā)揮正常效用，要安排日常檢修，綜合防火墻說明書和操作方案對數(shù)據(jù)進行分析。在建設(shè)供配電系統(tǒng)時，防火墻的條線連接和安裝必須符合相關(guān)規(guī)定，以保證防火墻的正常運行。對于軟件防火墻，電力企業(yè)需要與專業(yè)的軟件開發(fā)公司合作，結(jié)合系統(tǒng)運行的具體情況開發(fā)軟件，將其與物理防火墻有機地結(jié)合到一起，進而確保配電網(wǎng)能夠正常運行[7]。

3.3 合理應(yīng)用配網(wǎng)自動化技術(shù)

配網(wǎng)自動化的建設(shè)容易受到多種因素影響，如房地產(chǎn)建設(shè)、城市開發(fā)等，進而導(dǎo)致配電網(wǎng)運行出現(xiàn)問題。為了保證配電網(wǎng)的正常運行，電力企業(yè)必須制定嚴(yán)格的建設(shè)要求和標(biāo)準(zhǔn)，在施工時嚴(yán)格落實配電網(wǎng)建設(shè)要求。完成配電網(wǎng)自動化建設(shè)以后，工作人員除了要實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，還要熟知并掌握配電網(wǎng)工作流程，確保出現(xiàn)故障時工作人員可以及時采取有效措施，盡快處理故障，減少配電網(wǎng)故障造成的損失[8]。電力企業(yè)應(yīng)根據(jù)不同地方的配電需求和實際建設(shè)情況，積極研究配電網(wǎng)自動化技術(shù)，排查潛在的安全隱患，降低配電網(wǎng)的故障發(fā)生率，避免系統(tǒng)超負荷工作；同時，定期檢測配電網(wǎng)設(shè)備，降低配電網(wǎng)的運營和維修成本，提高配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。

3.4 重視輸配電線路的防雷設(shè)置

將防雷技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)中，可以確保配電網(wǎng)更加穩(wěn)定地運行。一般情況下，防雷技術(shù)的評價指標(biāo)有兩個，一是耐雷水平，二是發(fā)生雷擊時的跳閘率。只有滿足以上兩點，配電網(wǎng)線路才能安全運行。在應(yīng)用防雷技術(shù)時，首先要合理地設(shè)置避雷裝置，從而降低雷雨天氣中配電網(wǎng)遭遇雷擊的概率和配電網(wǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，最終實現(xiàn)分流和耦合的效果。通常桿塔接地電阻值應(yīng)降到10 Ω 以下，這樣可以得到更好的防雷效果。此外，在配電網(wǎng)線路中安裝耦合電線，可以提升耦合效果，減少線路中絕緣子電壓。

3.5 更新控制裝置

在建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)時，一般會在系統(tǒng)內(nèi)安裝電控設(shè)備，以便將設(shè)備與系統(tǒng)結(jié)合到一起，從而自動控制供電量。變壓器是系統(tǒng)的重要設(shè)備，要充分結(jié)合實際情況選擇變壓器型號，確保在正常負荷下系統(tǒng)能夠正常運行。受變壓器損耗、型號、點密度增長率等多方因素影響，變壓器容易出現(xiàn)超負荷工作，給設(shè)備功能帶來影響。合理地選擇電控設(shè)備并及時更新，可以對配網(wǎng)的供電情況進行實時有效監(jiān)督，確保變壓器穩(wěn)定運行，滿足電力負荷要求。與此同時，還要對原有系統(tǒng)進行升級，通過更新系統(tǒng)提升自動化分析和處理能力，減小系統(tǒng)運行誤差，定期對設(shè)備的運行情況進行檢查，保證供電可靠性。

3.6 優(yōu)化配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能

配網(wǎng)自動化建設(shè)不僅能夠調(diào)節(jié)供電負荷，還能使線路運行更加可靠。優(yōu)化配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能，需要有效地結(jié)合配電網(wǎng)和自動化系統(tǒng)，對配網(wǎng)運行全過程進行合理的把控?？梢酝ㄟ^以下方式優(yōu)化配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能。

（1）在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)之中增設(shè)故障定位裝置，分時段記錄負荷數(shù)據(jù)。一旦配網(wǎng)出現(xiàn)故障，能夠通過定位裝置確定故障位置。平臺數(shù)據(jù)保持動態(tài)更新，工作人員根據(jù)定位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人員和設(shè)備的雙向溝通，從而提高工作質(zhì)量和服務(wù)水平。

（2）將計算機技術(shù)和通信技術(shù)有機融合，建立集中饋線自動化系統(tǒng)。利用通信技術(shù)將設(shè)備運行數(shù)據(jù)發(fā)送至主站計算機，工作人員可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，還能通過主站計算機遠程操控設(shè)備。計算機系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)發(fā)生的故障進行實時監(jiān)控，從而確定故障位置，通過遠程操控隔離故障區(qū)域；還可以通過集中饋線系統(tǒng)將故障自動隔離，從而縮小故障的范圍。

（3）就地饋線自動化系統(tǒng)與自動化開關(guān)設(shè)備相配合，實現(xiàn)對故障的智能判斷和隔離，實時監(jiān)測線路狀態(tài)。出現(xiàn)瞬時故障之后，系統(tǒng)可自動恢復(fù)供電，縮短停電時長，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。

（4）建立調(diào)配一體化平臺系統(tǒng)。調(diào)配一體化平臺系統(tǒng)是一個將配網(wǎng)自動化和調(diào)度自動化相融合的系統(tǒng)，共享并整合生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，為配網(wǎng)提供最佳運行方式，提升配網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟性。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前的時代背景下，社會對電力資源的需求大幅提升，為了推動行業(yè)發(fā)展，將先進的科學(xué)技術(shù)與電力系統(tǒng)相融合已成為發(fā)展趨勢。因而，電力企業(yè)對配電自動化技術(shù)越來越重視，積極提升智能化水平和自動化水平，聚焦現(xiàn)實問題，綜合配網(wǎng)自動化特點和需求，提高配網(wǎng)供電可靠性。