方宗卿

[摘 要]本文論述了國內(nèi)配電系統(tǒng)保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的現(xiàn)狀，并通過配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施的技術(shù)原則和目的概述，討論了實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化過程中要注意的問題。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)村電網(wǎng)；配電；新技術(shù)

配電網(wǎng)自動(dòng)化是當(dāng)前配電網(wǎng)建設(shè)的熱點(diǎn)， 無論城鎮(zhèn)、農(nóng)村都把配電網(wǎng)建設(shè)、改造及自動(dòng)化實(shí)施列為工作重點(diǎn)， 投入大量的資金、人力和物力， 其目的都是為了擴(kuò)大供電范圍， 增強(qiáng)供電能力， 提高供電可靠性， 優(yōu)化電力服務(wù)。

一、配電系統(tǒng)保護(hù)現(xiàn)狀

我國農(nóng)網(wǎng)相繼引進(jìn)一些進(jìn)口重合器、分段器（ 主要是英、美兩國的產(chǎn)品） 和日本東芝公司的真空自動(dòng)配電開關(guān)（以空氣作為外絕緣）。參照部農(nóng)電司組織制定的農(nóng)村小型化變電站第二模式方案， 國內(nèi)已上網(wǎng)運(yùn)行的重合器絕大多數(shù)裝設(shè)在變電所，用作變電所各10kV出口保護(hù)開關(guān)。就建沒小型化變電所而言， 重合器應(yīng)用達(dá)到了預(yù)期的目的。目前， 除少量柱上油開關(guān)和跌落式負(fù)荷開關(guān)外，配電系統(tǒng)尚無其它保護(hù)設(shè)備。因此. 配電網(wǎng)上任意點(diǎn)的水久性故障多數(shù)將反饋到變電所出口重合器， 致使重合器跳閘. 造成整條配電線路斷電。可以認(rèn)為， 現(xiàn)有重合器的應(yīng)用效果相當(dāng)于具有重合閘功能的開關(guān)， 僅起到了類似于變電所戶外式10kV開關(guān)的作用， 設(shè)備的技術(shù)性能優(yōu)勢遠(yuǎn)未能發(fā)揮出來。重合器的應(yīng)用不僅在于保護(hù)變電所，而且應(yīng)與配電網(wǎng)上相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備形成保護(hù)配合. 對(duì)配電網(wǎng)整體構(gòu)成有層次、有邏輯性的保護(hù)。因此， 在變電所已具備重合器的前提下，研究我國的配電系統(tǒng)保護(hù)自動(dòng)化發(fā)展模式。

二、配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施的技術(shù)原則和目的

1.實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)遵循的技術(shù)原則 。（1） 可靠性。要求具有可靠的2個(gè)以上的電源點(diǎn)， 其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、控制器、RTU 、FTU、通訊、中心主站及硬件設(shè)備都應(yīng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。（2）分散性。由于配電網(wǎng)地域分散廣，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)功能分散，在發(fā)生故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)控，就地處理。

2.實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化的目的。實(shí)施目的是為了提高配電網(wǎng)的供電可靠率， 改善供電質(zhì)量， 降低損耗， 降低運(yùn)行費(fèi)用， 提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益， 給用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

三、實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)要求

1.配電網(wǎng)絡(luò)要求。要求首先應(yīng)建立本縣區(qū)域內(nèi)接線合理、結(jié)構(gòu)牢固的10kV配電網(wǎng)絡(luò)，其供電電源點(diǎn)、供電半徑、導(dǎo)線截面、導(dǎo)線架設(shè)、設(shè)備裝備水平等應(yīng)滿足配電網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)要求；滿足正常情況下的供電可靠、損耗小、運(yùn)行穩(wěn)定、電能質(zhì)量高的要求；還應(yīng)滿足在環(huán)網(wǎng)供電情況下出現(xiàn)故障時(shí)，能夠進(jìn)行故障定位和故障隔離，并改變負(fù)荷供電路徑；能夠解除分支線路過負(fù)荷， 實(shí)現(xiàn)平衡負(fù)荷、保證電壓質(zhì)量、降低損耗等方面的運(yùn)行要求。

2.對(duì)控制中心站的技術(shù)要求。由于縣域面積普遍較小， 通?？h域配電網(wǎng)接線比較簡單， 重點(diǎn)用電大戶較少， 中間層的FTU、TTU數(shù)量不會(huì)太多。因此可以只建立主站控制中心， 而不必建立分區(qū)站。也就是所有的RTU 、FTU 、TTU都可以直接與主站控制中心進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)。縣域配電網(wǎng)自動(dòng)化主站是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它除了完成配電網(wǎng)SCADA 功能外，還應(yīng)為DMS 系統(tǒng)在線和離線應(yīng)用提供支持平臺(tái)。因此它應(yīng)滿足以下技術(shù)要求：（1）滿足配電網(wǎng)大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集處理和電網(wǎng)監(jiān)控功能，有足夠的響應(yīng)性。（2）滿足長期在線穩(wěn)定運(yùn)行的要求，具有足夠的運(yùn)行可靠率。（3） 有良好的開放性，硬件、軟件、接口符合國家（國際） 標(biāo)準(zhǔn)。（4） 采用分布式結(jié)構(gòu)， 具有良好的網(wǎng)絡(luò)性能， 便于系統(tǒng)擴(kuò)展、互聯(lián)。（5）系統(tǒng)的配置應(yīng)具有一定的先進(jìn)性和較高的性能價(jià)格比。

3.設(shè)備選擇。（1） 配電網(wǎng)用開關(guān)設(shè)備。凡是在配電線路上使用的開關(guān)設(shè)備應(yīng)具有電動(dòng)、手動(dòng)操作的雙重功能，且合閘與分閘速度不應(yīng)受到外界人為因素的影響。配電線路上用配電斷路器宜采用真空型， 應(yīng)符合配電網(wǎng)自動(dòng)化的方案， 能自行隔離線路故障，而不引發(fā)到變電所內(nèi)部，以免事故擴(kuò)大。當(dāng)選擇的配電網(wǎng)自動(dòng)化方案一次設(shè)備與通信軟件不能同時(shí)完成時(shí)，應(yīng)選用重合器方案，重合器可以選用自具功能、機(jī)電一體化的SF6重合器，其優(yōu)點(diǎn)是自具保護(hù)控制功能、整體靈活方便。也可選用真空開關(guān)配保護(hù)控制器組合成重合器。配電網(wǎng)采用的真空分段器應(yīng)具有遠(yuǎn)動(dòng)的就地遙控、電動(dòng)、手動(dòng)操作功能，并按要求在兩側(cè)加裝明顯斷開點(diǎn)和保護(hù)裝置。采用跌落式分段器時(shí)，安裝的高度和位置應(yīng)便于操作。戶內(nèi)負(fù)荷開關(guān)應(yīng)具有遠(yuǎn)方和就地操作功能； 配電線路分段處裝設(shè)的避雷器應(yīng)選用帶間隙型的氧化鋅避雷器。（2） 保護(hù)裝置。配電網(wǎng)用的重合器、斷路器必須配有可靠的保護(hù)裝置， 保護(hù)裝置必須經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)， 使用的環(huán)境溫度應(yīng)滿足- 20～ + 75°及濕度95% 的要求， 并應(yīng)具有防電磁干擾的性能、具有遠(yuǎn)動(dòng)通信功能和接口，能對(duì)配電線路故障進(jìn)行監(jiān)測、判斷和執(zhí)行。保護(hù)裝置應(yīng)是一個(gè)獨(dú)立的單元， 可與斷路器一體化安裝或分體安裝。（3）遠(yuǎn)動(dòng)裝置。配電自動(dòng)化所用的運(yùn)動(dòng)裝置應(yīng)是獨(dú)立、單元化的結(jié)構(gòu)。

四、重合器與重合器的保護(hù)配合

電子控制型重合器間的保護(hù)配合可通過最小開斷電流值和時(shí)間-電流曲線的變化來實(shí)現(xiàn)。其關(guān)鍵是任意電流值所對(duì)應(yīng)的兩組重合器時(shí)間一電流曲線間的時(shí)間差。為避免造成兩組重合器同時(shí)動(dòng)作，不同類型重合器所要求的曲線間最小時(shí)間差值也不同。變電所二次側(cè)重合器與線路上的重合器形成保護(hù)配合時(shí)，為消除瞬時(shí)故障。變電所重合器至少應(yīng)設(shè)有一次快動(dòng).與之配合的負(fù)荷側(cè)重合器快動(dòng)次數(shù)應(yīng)大于或等于變電所重合器快動(dòng)次數(shù)。兩組重合器的延時(shí)曲線也應(yīng)形成配合。負(fù)荷側(cè)的重合器應(yīng)在后備保護(hù)重合器快動(dòng)以后，慢動(dòng)以前，開斷閉鎖，切斷永久性故障點(diǎn)。

五、配網(wǎng)自動(dòng)化要注意的幾個(gè)問題

1.建設(shè)和改造縣域配電網(wǎng)，建立起縣域多電源供電的配電網(wǎng)絡(luò)（一般要求有2個(gè)電源點(diǎn)），縣域10kV配電網(wǎng)要具備環(huán)網(wǎng)供電的能力，正常情況下可開環(huán)運(yùn)行。

2.建立10kV配網(wǎng)自動(dòng)化控制中心 配網(wǎng)自動(dòng)化控制中心采用的是先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)， 它由計(jì)算機(jī)前置機(jī)、打印機(jī)、通訊設(shè)備、模擬接口、UPS電源等硬件設(shè)施和相應(yīng)的軟件組合而成。10kV配網(wǎng)自動(dòng)化控制中心一般應(yīng)該和縣調(diào)度所設(shè)在一起。

3.縣域配網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)要實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)線路的遙控、遙信、遙測，并通過運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換達(dá)到清除10kV線路上的瞬時(shí)故障、隔離永久性故障，恢復(fù)正常線路段的供電，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)轉(zhuǎn)代相關(guān)負(fù)荷， 提高供電可靠性。

4.目前還不具備條件的地方可開展一些配網(wǎng)自動(dòng)化的前期工作，對(duì)農(nóng)村供電線路較長、負(fù)荷較大的配電線路應(yīng)加裝分段器。通過10 kV線路出口重合器（或重合開關(guān)）與分段器的自動(dòng)配合， 實(shí)現(xiàn)清除線路上的瞬時(shí)故障， 隔離永久性故障的配電線路半自動(dòng)化方案。這一方案每條線路一般只增加2～3個(gè)分段器，不用通訊就可以實(shí)現(xiàn)， 這項(xiàng)工作投資省、見效快，且降低故障停電時(shí)間和縮小停電范圍。

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