配电自动化技术的内涵与应用

孙琦

【摘 要】本文介绍了配电自动化的意义与特征，配电自动化技术的现状，五种实现模式及配电网实现自动化的意义。

【关键词】配电自动化；内涵；应用

配电自动化是一个集成系统，它主要用于对配电网上的各种设备在远方进行实时监控，协调和控制，这是近年来发展的新技术和新领域。是计算机技术与通信技术在配电网监视和控制方面的结合，也是电气自动化的典型应用，本文将对配电自动化在油田化工中的应用进行探讨和研究。

1 配电自动化的意义与特征

1.1 配电自动化的意义

监测配网故障或异常运行情况，迅速查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域的用户供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积，当配网正常运行时，通过监视配网的运行工况，优化配网运行方式，根据配网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行的目的，合理控制用电负荷，从而提高设备利用率。

1.2 自动化系统的特征

完全符合国际标准的系统构架和数据模型，可以对超量实时数据进行准确可靠的处理，具备基于配电的分析应用和实用功能，针对配网调度和故障抢修的“停电管理系统”，采用信息交换总线实相关系统的互联，各种通信方式综合应用支持配电信息传输。

2 配电自动化技术的现状

我国的配电自动化技术主要经历了三个发展阶段，即自动化阶段，遥控遥测自动化阶段和计算机辅助自动化阶段，当前国内外的配电网自动化技术均使用这三种方式来实现。

2.1 柱上设备自动化

这种技术的应用，主要是考虑配电自动化的开关设备之间相互配合，其中主要的设备就是重合器，分段器和故障检测器，以此来隔离故障以及区域供电的恢复。柱上设备自动化技术的优点就是工程量和投资量小，无需配备相应的通信网络，方便在现有的配电网中继续改造。而这种技术的缺点则在于重合器必须多次进行重合操作，经过准确判断后才能扫除发生的送电或者停电用电设备很容易发生损坏。

2.2 遥控遥测自动化

遥控遥测自动化技术的应用主要是取决于FTU与通信网络，其设备是FTU，通信网络和计算机系统，以此实现远方实时监控。这种技术是柱上设备自动化的升级应用。可以通过人工进行遥控，遥调和遥信以便及时切换电网的负荷。但是这种技术的工程量和投资金额相对较大，需要改造现有的配电网和变电所存在一定的难度。

2.3 计算机辅助自动化

这是一种高级的应用，它主要的设备是FTU计算机系统，通信网络和高级应用软件等通过这项技术，能够实行配电管理系统及人工智能的应用。

3 配电自动化系统的五种实现模式。

3.1 简易型

简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统，它采用故障指示器获取配电线路上的故障信息，一般是无线公网通信方式将故障指示信号上传到相关的主站，由主站判断故障区段，再由人工处理停电故障。

3.2 实用型

（1）系统简介。实用型模式是利用多种通信手段，以实现遥信和遥测功能为主，并可对具备条件的配电一次设备进行单点遥控的实时监控系统。配电自动化系统具备基本的配电SCADA功能，实现配电线路，设备数据的采集和监测。（2）适用范围。适用于通信通道具备基本条件，配电一次设备具备遥信和遥测条件，但不具备实现集中型馈线自动化功能条件的地区，以配电SCADA监控为主要实现功能。

3.3 标准型

（1）系统简介。标准型模式是在实用型的基础上实现完整的配电SCADA功能和集中型馈线自动化功能，能够通过配电主站和配电终端的配合，实现配电网故障区段的快速切除与自动恢复供电，并可通过与上级调度自动化系统，生产管理系统，电网GIS平台等其它应用系统的互连，建立完整的配网模型，实现基于配电网拓扑的各类应用功能，为配电网生产和调度提供较全面的服务。（2）适用范围。适用于配电一次网架和设备比较完善，配电网自动化和信息化基础较好且具备实施集中型馈线自动化区域条件的供电企业。

3.4 集成型

（1）系统简介。集成型模式是在标准型的基础上，通过信息交互总线实现配电自动化系统与相关应用系统的互连，整合配电信息，外延业务流程，扩展和丰富配电自动化系统的应用功能。支持配电生产，调度，运行及用电等业务的闭环管理，为配电网安全和和经济指标的综合分析以及辅助决策提供服务。（2）适用范围。适用于配电一次网架和设备条件比较成熟，配电自动化系统初具规模，各种相关应用系统运行经验较为丰富的供电企业。

4 配电网实现自动化

4.1 实现目标

配电自动化实现的目标总得来说可以歸结为以下几点：（1）提高电网供电的可靠性，切实地提高电能的质量确实保护向用户提供不间断地优质电能；（2）切实提高城乡电力网整体的供电能力；（3）实现配电管理的自动化，为多项管理过程提供远程信息支持，从而改善服务；（4）减少运行维护费用和各种损耗费用，从而实现配电网的经济运行；（5）提高劳动生产率和管理水平；（6）提高劳动生产效率及服务质量，为电力市场改革打下良好的技术基础。

4.2 模式设计方案

（1）两个电源形成供电换一个角度也就是说优化配网结构，推行配电网的相互衔接。变电站出线保护开关具有多次重合的功能，重合命令功能由微机来控制，线路开关具有自动操作和遥控操作两种功能，信开关具有自动操作和遥控操作功能。

4.3 自动重合器方案

该方案是将两电源相连接的环网分成数段，每段线路，由相邻两侧的重合器进行保护，当发生故障时，由上级重合器断开故障开关。当任何一段发生故障时应使故障段两端重合器断开对故障进行隔离处理，线路分支线故障由重合器与分段器动作次数相配合来切除。

4.4 馈线自动化模式

（1）近距离也称就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式来实现。（2）计算机集中监控模式。即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信远传回主站，在有故障发生的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断切除故障段并恢复供电的方案。（3）就地与远方监控的混合模式，采用断路器，智能型负荷开关，并且各个自动化开关都具有远方通信的能力。

4.5 自动化设备分两种方式探讨

（1）就地控制。这是一种不需要通信的方式来隔离故障，只要检测电压的加时限，多次重合后就能够隔离故障。这种方式的工作原理就是在馈线发生不可挽回的故障时，重合器的合闸不成功之后会发生跳闸，这样发生故障的两端负荷开关就会因为没有电压的支持而分开，重合器再次合闸，此时负荷开关的延时一设定了时间后开关就会闭锁，这样故障段就被隔离了，再将重合器合上重新连接开关就可恢复送电。（2）远程遥控。远程遥控方式是通过通信手段的运用而完成的。它是由可以电动操作的负荷开关，能够远程通信的馈线远程终端FTU和馈线的自动化控制中心三大部分组成。这种远程遥控方式的核心设备就是FTU，它可以采集相对应的开关运行情况作为（下转第110页）（上接第78页）判断故障区间和非故障区间的重要依据。

5 结束语

各供电企业可根据自身配电网的基本条件及特点，依照相应的实现模式构建合理的配电自动化系统，在确保配电网安全运行的前提下，以配电自动化为基础，以配电调控一体化智能技术支持系统为手段，优化配网运行，检修，抢修等配套机制，可实现跨区域调配抢修资源，实现配网高度，监视和控制的统一集中管理，提升配网异常和故障的应急响应速度，提高工作效率并符合大运行管理。

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[责任编辑：刘帅]