配網(wǎng)自動化提高城市供電可靠性研究

1、    配網(wǎng)自動化提高城市供電可靠性研究    姚強摘要：供電可靠性直接反映了供（農(nóng)）電系統(tǒng)對用戶的供電能力，同時也反映出電力工業(yè)對國民經(jīng)濟電能需求的滿足程度，是供（農(nóng)）電系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、設備制造、生產(chǎn)運行等方面質量和管理水平的綜合體現(xiàn)。主要結合目前城郊地區(qū)農(nóng)電系統(tǒng)10kv配電網(wǎng)的設備及網(wǎng)絡結構的現(xiàn)狀，結合該地區(qū)未來配電網(wǎng)絡的規(guī)劃方向，探討了如何通過合理提高配網(wǎng)自動化功能以提高供電可靠性的可行方案，重點談到以實現(xiàn)配電開關站自動化為突破，實施配電自動化的可行性。關鍵詞：供電可靠性；配電網(wǎng)；配電自動化中圖分類號：u223文獻標識碼： a隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，

2、人們對電力系統(tǒng)的要求越來越高，如何提高供電可靠性是當前電力企業(yè)重點研究的問題。近年來，配網(wǎng)自動化技術的應用，在提高電力供電可靠性方面發(fā)揮了重要作用，本文將作一下簡要分析。隨著經(jīng)濟建設突飛猛進地發(fā)展和人民生活水平日新月異地提高，城鄉(xiāng)配電網(wǎng)正面臨著提高供電可靠性的迫切要求。市城郊地區(qū)的配電網(wǎng)也在逐步地改進和發(fā)展，從無到有，從放射到環(huán)網(wǎng)。但辦公設施的現(xiàn)代化、生活用品的電氣化以及企業(yè)設備的自動化都無法忍受任何理由的哪怕是很短時間的停電。而城鄉(xiāng)配電線路的現(xiàn)狀是：設備陳舊、故障率多、停電影響面積大，配電網(wǎng)供電可靠性較低，即使是相對較好的市區(qū)供電可靠性也不過為99.97%左右，而農(nóng)村的供電可靠性則更低。這一

3、切都說明結合電網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展配電自動化，已經(jīng)成為保證市城郊地區(qū)供電可靠性的一個重要支柱了。一、通過增強配網(wǎng)自動化以提高供電可靠性的構想配網(wǎng)自動化是指對配電線路的故障能夠進行快速診斷、自動隔離，以縮小故障停電范圍，快速恢復非故障段供電，提高供電可靠性。配電自動化是把現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術與電力設備相結合，將對配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關的全部功能數(shù)據(jù)流和控制，能夠實時監(jiān)控、協(xié)調、管理配電網(wǎng)各環(huán)節(jié)設備，實現(xiàn)整個配電網(wǎng)優(yōu)化運行。配電線路自動化的開發(fā)是一個高投入、高技術、高難度、長周期、多方位的系統(tǒng)工

4、程。電力相關部門應該立足于國情和電網(wǎng)現(xiàn)狀，保證供電質量，提高服務水平，減少運行費用。為此，提出以下構想：1.配網(wǎng)自動化涉及范圍的確定涉及的范圍：已經(jīng)實現(xiàn)自動化的部位有調度自動化、66kv變電自動化，10kv及以下配電網(wǎng)尚未實現(xiàn)自動化。因此，在本文當中配電自動化系統(tǒng)主要是指10kv及以下配電網(wǎng)的自動化。配網(wǎng)自動化的范圍應以10kv饋線自動化為主，覆蓋了0.4v低壓配電臺區(qū)自動化。2.配網(wǎng)自動化對提高供電可靠性的作用配電線路安裝的自動重合閘裝置動作的成功率一般達到40%50%的水平（按照全國的繼電保護統(tǒng)計），那么重合閘不成功的部分將希望由饋線自動化來承擔。變電站備用電源自動切換的動作成功率一般達到

5、97%98%的水平，它可以使變電站的停電的母線再一次得到電源，它已經(jīng)大大減少了外來電源對配電線路失去電源的影響和供電變壓器的停電影響。電源側的線路的自動恢復供電的功能（包括上級線路的自動重合閘和電源的自動切換），也很大程度上減少了因外部的影響而停電的情況。饋線自動化的動作行為是對上述三點裝置供電連續(xù)性的補充，而最主要的是對配電線路本身永久性故障時的補充，但它不能代替上面裝置全部的動作行為。那么，整個上述部分的自動化綜合起來就實現(xiàn)了10kv配電網(wǎng)自動化，對電網(wǎng)的供電可靠性起到很大的提高作用。二、配網(wǎng)自動化的幾種方式目前實現(xiàn)配電自動化大體有以下幾種方式：第一種方式：在10kv輻射型或樹枝型線路裝設

6、重合器、分段器的方式。由于不需要配置通信通道和主站系統(tǒng)，依靠重合器和分段器自身功能進行線路故障時的故障隔離和恢復供電，因而其實施較容易。但這種方式在線路故障時會出現(xiàn)多次的重合沖擊，這對很多用戶來說是無法承受的。而如果在重合器和分段器上配至饋線遠方終端（ftu），并架設通訊通道、設置主站，依靠ftu信息來縮短故障定位時間，就能克服多次重合的缺點，但因架空線路路徑都很長，投資也要相應增加許多，所以架空的通訊的方式增加了故障的幾率。第二種方式：在10kv環(huán)形電纜配電網(wǎng)中采用重合器，配合環(huán)網(wǎng)柜實現(xiàn)配電自動化。但此項需要重合器的保護曲線與環(huán)網(wǎng)柜的熔絲和用戶變壓器的熔絲保護間緊密配合，因而只適合小區(qū)電網(wǎng)的

7、配電自動化需求。第三種方式：在10kv環(huán)形電纜配電網(wǎng)中采用環(huán)網(wǎng)柜加ftu的配電自動化系統(tǒng)。環(huán)網(wǎng)柜一般有兩進兩出，數(shù)個環(huán)網(wǎng)柜構成一個供電單元。主站根據(jù)各環(huán)網(wǎng)柜上ftu送來的信息經(jīng)過邏輯運算，發(fā)出指令遙控各環(huán)網(wǎng)柜的負荷開關，達到迅速確定故障位置和恢復供電的目的。這種方式的故障隔離時間一般為1分鐘左右，適合于城郊類的集中供電區(qū)。第四種方式：我國原有的城區(qū)大多是延街道敷設的架空絕緣導線構成的10kv配電網(wǎng)絡。針對這種網(wǎng)絡，目前一般都先將網(wǎng)絡優(yōu)化改造為來自兩個變電所電源的“手拉手”環(huán)網(wǎng)線路，線路分段器改造為可遙控的負荷開關，主站通過處理每個開關的ftu信息，遙控開關的開斷，對故障進行隔離，此種方式一般適

8、用于電網(wǎng)改造。前兩種方式為過去的饋線自動化（fa），已無法滿足當今配電網(wǎng)發(fā)展的需要，今天通常說的配電自動化是指配電網(wǎng)自動化（das）。三、城郊配電自動化建議模式城郊地區(qū)配電自動化實施有現(xiàn)實的難度，但配電自動化是未來的發(fā)展方向，需要合理的配電網(wǎng)結構和配電設備（主要指開關）以滿足自動化的要求。城郊地區(qū)采用斷路器式的大型開關站有其歷史和現(xiàn)實的原因。東北地區(qū)采用的是500/220/66/10的電壓體系，這個體系是歷史遺留的。在高密度城郊類城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，單用戶的容量普遍較大，在66/10的電壓體系中如采用分散的小開閉所的環(huán)網(wǎng)模式會給66kv變電所出口數(shù)量造成較大壓力。這方面東北地區(qū)與南方地區(qū)的35/10

9、電壓體系有所不同，當然將電壓從10kv提高到20 kv可解決以上問題，但這項改造涉及問題很多，本文中就不再論述。因此筆者認為在城郊農(nóng)網(wǎng)以開關站電纜網(wǎng)系統(tǒng)為主體，逐步實現(xiàn)全網(wǎng)的配電網(wǎng)自動化是城郊農(nóng)網(wǎng)最實、經(jīng)濟效益最明顯、最實用化的自動化發(fā)展模式。1、一次網(wǎng)絡規(guī)劃合理，接線方式簡單，具有足夠的負荷轉移能力在電網(wǎng)規(guī)劃和用戶供電方案的制定當中，充分利用現(xiàn)有的資源做好配網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)互倒，減少放射型線路。利用配電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)能力提高供電可靠性，不再采用傳統(tǒng)的為了保證輻射型饋線可靠性，而在變電所端加雙母線帶側路的復雜方式。不能把一條供電線路的容載能力一次全部利用，要充分考慮實施配電自動化時，負荷在各變電所、線路間切換時的余量。一般應按n-1的可靠性原則來規(guī)劃，這是中壓環(huán)網(wǎng)安全的保證。2、配電設備自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遙控和智能功能配電設備應選擇更長時限免維護的產(chǎn)品，在開關站建設中最好選用那些一次二次設備統(tǒng)一集成好，并具有串行通訊接口供遠方監(jiān)控用的開關設備。在開關站的設計和開關選擇時，要對柜門的防震能力和間隔尺寸提出要求，以便開孔施工安裝集成化的測量、控制和保護的自動化設備。四、結束語目前城郊地區(qū)是經(jīng)濟發(fā)展比較迅猛的地方，用戶對于供電可靠性的