配電網(wǎng)自動化在電網(wǎng)建設的運用

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摘要：分析配電網(wǎng)自動化在建設及運行過程存在的問題，并從設備布點、模式選擇、運維管理以及人員培養(yǎng)4個方面提出相應的對策，旨在進一步提高配電網(wǎng)可靠性，減少故障的隔離時間并實現(xiàn)快速復電，為配電網(wǎng)自動化更好的發(fā)揮作用提供依據(jù)。

關鍵詞：配電網(wǎng)自動化；設備布點；模式選擇；運維管理

1配電網(wǎng)自動化存在的問題

配電網(wǎng)網(wǎng)架結構及自動化選點不合理。在城區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架建設中，盲目增加聯(lián)絡點以提高供電可靠性，使得網(wǎng)架結構過于復雜；而在農(nóng)村或城郊結合部等區(qū)域由于地形、投資金額等因素，配電網(wǎng)典型接線率較低，難以建立有效聯(lián)絡點；在自動化分段點的選取時，缺乏對用戶行為的分析和線路轉(zhuǎn)供能力的評估，分段不合理，以上原因都導致發(fā)生故障時，難于進行轉(zhuǎn)電操作，無法有效轉(zhuǎn)移線路負荷并大幅縮短用戶平均停電時間。配電網(wǎng)自動化智能化水平相對落后。配電網(wǎng)自動化技術快速迭代，早期設備與后續(xù)設備建設不匹配，新舊設備無法有效聯(lián)動。主站系統(tǒng)無法充分利用自動化設備上送的信息，亟待開發(fā)高級應用功能。此外，設備模塊本身存在質(zhì)量問題出現(xiàn)拒動、誤動現(xiàn)象，導致故障排查費時費力。配電網(wǎng)運行環(huán)境惡劣。多變的自然環(huán)境，在沿海地區(qū)臺風災害頻發(fā)易受鹽霧侵蝕，在內(nèi)陸地區(qū)溫差大易受冰凍災害，在山林地區(qū)樹林茂密易發(fā)生山火，在農(nóng)村地區(qū)空曠易受雷擊，電網(wǎng)和設備的穩(wěn)定性和可靠性受到了嚴峻考驗。不穩(wěn)定的通信環(huán)境也極大影響設備正常運行，大部分自動化設備使用無線公網(wǎng)通信，偏遠地區(qū)通信信號不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳送延遲現(xiàn)象嚴重，后臺監(jiān)控無法獲得及時有效數(shù)據(jù)，容易錯誤評估設備狀態(tài)。

2設備布點

配電網(wǎng)的網(wǎng)架規(guī)劃是自動化設備合理布點的基礎，從規(guī)劃的源頭提高規(guī)劃質(zhì)量，資源統(tǒng)籌力度，網(wǎng)架規(guī)劃應根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的負荷發(fā)展水平，電網(wǎng)基本情況、供電可靠性要求因地制宜地確定區(qū)域的配電網(wǎng)發(fā)展建設目標、規(guī)模等，依據(jù)線路網(wǎng)架結構中的環(huán)網(wǎng)點確定饋線組，系統(tǒng)性的對線路、主站、通信進行規(guī)劃，最終確定自動化設備布點思路，如圖1所示。從現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、發(fā)展預測、預期目標3個方面確定配電網(wǎng)的遠期發(fā)展目標。根據(jù)主站功能目標、網(wǎng)架結構目標、通信方式目標，劃分配電網(wǎng)的饋線組，并確定網(wǎng)架結構遠期接線方式和每組饋線的優(yōu)化目標。為了避免過度超前電網(wǎng)建設造成資金的浪費，根據(jù)饋線組遠期發(fā)展目標制定近期過渡接線方式。近期改造方案涉及主站設計方案、網(wǎng)架優(yōu)化方案、通信設計方案，注重統(tǒng)一規(guī)劃，明確在規(guī)劃過程的3種方案的協(xié)同性。網(wǎng)架優(yōu)化方案要根據(jù)現(xiàn)有的電源、網(wǎng)架、開關設備情況進行優(yōu)化設計，做到分層分區(qū)。在綜合考慮主站建設、通信建設的基礎上，確定饋線組的轉(zhuǎn)供電，明確線路的環(huán)網(wǎng)點，充分開展前期現(xiàn)場調(diào)研，合理安排聯(lián)絡點，最大程度實現(xiàn)線路轉(zhuǎn)供，減少用戶平均停電時間，最終制定自動化設備布點方案。在配電網(wǎng)自動化設備的選點時要分別針對電纜、架空線路及電纜與架空線混合線路，確定不同類型配電線路的關鍵性節(jié)點和非關鍵性節(jié)點，在關鍵性節(jié)點設置分段開關。主干線長度一般為2000～3000m處，中壓用戶10～20戶處，低壓用戶1500～2500戶處進行自動化設備布點。在綜合考慮經(jīng)濟性和可靠性要求，通常主干線選擇2～5個關鍵節(jié)點配置自動化設備。分段點設置時，不可機械的對照線路長度、中低壓用戶數(shù)量等數(shù)值要求，對線路上的重要用戶、密集用戶、小電源，如小水電、風電等分布式電源，結合便于檢修等實際要求，靈活設置關鍵節(jié)點進行自動化布點，保證線路的安全可靠運行。結合線路故障頻率，合理設置分界開關以減少用戶故障出門頻次。

3模式選擇

配電網(wǎng)自動化基本模式分為監(jiān)測型和控制型兩類。監(jiān)測型有就地型故障指示、帶信息上送的故障指示。就地型故障指示是指一種可以直接安裝在配電線路上的指示裝置，通過檢測線路電流、電壓，進行線路的故障判別和故障狀態(tài)指示。帶信息上送的故障指示是指在就地型故障指示的基礎上，增加通信功能，將狀態(tài)信號送到主站或后臺監(jiān)控系統(tǒng)。控制型有集中型和就地控制型。集中型通過終端與主站的雙向通信，根據(jù)實時采集的配電網(wǎng)和配電設備運行信息及故障信號，由主站自動計算或輔以人工方式遠程控制開關設備投切，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行方式的優(yōu)化和故障的快速隔離與供電恢復。按實現(xiàn)方式分為半自動和全自動兩種。就地控制型通過終端相互通信，配合繼電保護或邏輯功能，實現(xiàn)隔離故障區(qū)域，恢復非故障區(qū)域供電，同時上報主站處理過程及結果。按實現(xiàn)方式又可細分為就地重合式，級差保護式和智能分布式3種。根據(jù)地區(qū)的網(wǎng)架線路建設情況及主站建設情況，選擇配電網(wǎng)自動化模式，確定自動化設備的邏輯和保護功能，不一味的追求自動化分段的設置。對于新建線路，為避免重復改造建設，按照遠期建設目標進行設備的安裝和功能的配置。對于沒有自動化設備的線路改造線路時，根據(jù)實際線路條件配置自動化設備，可采取近期的過渡方案，例如在線路優(yōu)化完成前，減少自動化布點或采用簡便的自動化模式的方式。對于已有老式自動化設備的線路改造時，綜合考慮實用性和經(jīng)濟性，達到更換年限的可整體更換，未達到更換年限的設備要充分的改造利用，例如，具有電操機構的可在原設備的基礎上升級改造，不具備升級改造條件的設備可通過參數(shù)的合理設置，與新設備配合使用，避免資源的浪費。為提高故障檢測及定位效率，可選擇一個或多個斷路器、負荷開關或環(huán)網(wǎng)柜，可配合使用故障指示器和自動化開關，也可試點應用智能化或模塊化配電網(wǎng)自動化設備，縮小故障處理時間。線路自動化模式的確認后，在設備驗收各個環(huán)節(jié)中確認選擇模式的可行性，驗收流程如圖2所示。部分現(xiàn)場單位忽視對樣機的功能性測試，造成供貨后調(diào)試時間過長，工程進度緩慢，現(xiàn)場運行不穩(wěn)定等問題。在確定供貨廠家后，應重點針對自動化功能、邏輯功能開展開展樣機測試，合格后開展出廠驗收工作，期間發(fā)現(xiàn)任何不符合標準的事項，需嚴格執(zhí)行返廠處理程序。出廠驗收合格后，開展關于設備、材料及資料的到貨驗收，將該批次的設備送到第三方檢測機構開展到貨抽檢。合格后生產(chǎn)單位開展倉庫調(diào)試，包括開關本體、終端功能、PT功能設備測試，以及成套設備的聯(lián)調(diào)，保證安裝到現(xiàn)場的設備可用。針對改造的饋線組的全部自動化設備開展自動化功能的聯(lián)調(diào)，以確保整條饋線組設備可準確切除線路故障，及時恢復非故障區(qū)域供電，不會擴大停電范圍。組織施工隊到現(xiàn)場安裝調(diào)試，驗收送電成功后工程方結束。

4運維管理

按照配電網(wǎng)線路的重要度和健康度兩個指標來差異化制定運維管控策略。開展常態(tài)化一、二次設備的綜合巡視，對線路的關鍵信息開展專業(yè)巡視，對惡劣天氣、保供電、外力破壞等特殊情況開展特別巡視。發(fā)揮主站的監(jiān)控作用，主站設備進行巡視及日常維護保障主站的正常運轉(zhuǎn)，確保數(shù)據(jù)正常交互，通過主站實時監(jiān)測配電自動化終端、通信通道運行異常現(xiàn)象，縮短故障的排查時間。在各類巡視中，最重要的工作任務是及時發(fā)現(xiàn)設備異常狀態(tài)并消缺，以保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。設備異常狀態(tài)主要分為異常信號和設備拒動誤動兩種，處理流程如圖3所示。在設備故障處理時，要及時開展一故障一分析，尤其對設備拒動誤動。首先查看參數(shù)配置，由于參數(shù)配置涉及人為因素較多，應首先予以排除，隨后依次檢查二次回路、設備模塊、一次設備是否存在故障。針對異常信號，要分為有無信號上送主站2種，無信號上送主站時，要依次排查主站端規(guī)約、參數(shù)等設置、通信信道、終端設備是否存在問題；有信號上送主站時，但是發(fā)生信號抖動、信號丟失、誤報等，一般是從終端設備開始檢查，按照設備模塊、二次回路、參數(shù)配置的順序進行檢查，可快速查找到問題。速排查處理設備異常狀態(tài)，做好各類故障、缺陷登記及整理工作，需要重點針對批次性、家族性、多發(fā)性設備故障、缺陷，進行原因分析及對應措施的制定工作，完善日常運維方案，增加設備相應的定檢內(nèi)容，降低設備故障頻次，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

5結束語

配電網(wǎng)自動化可以縮短配電網(wǎng)停電時間，提高供電可靠性，保障配電網(wǎng)安全可靠運行。設備布點、模式選擇到運維管理三方面都可以有效提高配電網(wǎng)自動化應用效果，人才隊伍的培養(yǎng)是對配電網(wǎng)建設運維的有力保障，對日后及時發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)自動化在配電網(wǎng)建設運維中的問題并剖析解決至關重要。

參考文獻：

［1］王艷玲，李圳．淺談配電網(wǎng)自動化建設與配電運行管理［J］．科技風．2018，（4）：147．

［2］劉忠偉．配電網(wǎng)自動化在智能電網(wǎng)中的應用分析［J］．技術與市場．2019，（10）：117，119．

作者:靳一林 單位:廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院