自动化开关设备对配网可靠性的影响研究

黎颖茵

摘   要：配电网作为连接电源与用户的终端支撑节点，其自动化水平直接影响着供电可靠性，文章结合配网可靠性的相关内容，以配网自动化的应用需求和结构组成为依据，来阐释自动化开关设备对于配网可靠性的具体影响，进而探究优化措施。

关键词：配网可靠性;自动化开关设备;分段器;自动重合器

近年来，随着经济发展水平的逐渐提升，生产、生活用电的规模和数量均呈现高速增长的态势，现代社会对于电能的需求量和依赖度越来越大，对于配网能够安全、平稳、可靠的供电也提出了更高的要求。配网作为电力系统中的关键环节，其设备先进性和自动化水平是影响供电安全与可靠性的核心要素。目前，在电力体制改革和技术革新的推动下，配电网的自动化建设水平得以优化，但是因为技术落后、管理失当，配网可靠性水平仍然堪忧。根据实践调查发现，80%以上的供电事故均源于配网的故障问题。为此，以配网可靠性指标要求为引领，通过自动化开关设备来提升配网自动化水平，对于提升配网供电可靠性具有重要的影响。

1    配网可靠性的相关内容

配网作为联系电源与用户的终端环节，其可靠性是影响供电质量与安全的关键指标，对于用户安全用电需求、供电企业经济效益等均有重要的影响性，是国际配网建设和管理中应用最广泛、最核心的指标，彰显了“人民电业为人民”的电力服务宗旨[1]。目前，在衡量配电网可靠性时，用户平均停电时间是国际通用的指标之一，为有效衔接国际水平，我国也将其定位配网可靠性优化管理的主要内容。随着配网结构、网络规模的不断扩展，要规避停电事故、提升可靠性，需要坚强的主网、配电网网架和灵活的配网接线方式，卓越的停电管理水平以及先进的配电网装备技术水平，因此，配电网的自动化建设成为必然需求

配电网网络规模大、结构复杂、设备组成多样，为此，其可靠性水平受诸多因素的影响，增加了其评估和优化难度。为此，如何找准配网可靠性核心指标要素，把控用户的安全用电需求，是针对性地进行配网自动化建设的基础和前提。通常，配网可靠性主要受停电时间、停电频率等不同因素影响，在配网自动化建设中应该以不同的指标来衡量配网可靠性，并进行优化性建设。根据理论与实践经验，目前，配网可靠性指标主要分为负荷点和系统两类指标，前者主要用于测度单个负荷点的可靠性，具体可用负荷点平均故障率、平均停电持续时间、平均停电时间;而后者则是针对配网整体进行的可靠性测评，涵盖了系统平均停电频率、平均停电持续时间、用户平均停电频次、用户平均停电持续时间。鉴于配网以用户安全用电需求为服务宗旨，本文将以后两者为研究重点，其中，用户平均停电频次是指一年内全部用户累计停电次数除以用户人数，公式为：

2    基于自动化开关设备的配网自动化建设

2.1  配网自动化建设的需求

配网涵盖了架空线路、杆塔、电缆、变压器、隔离开关、无功补偿装置等各类设备，其功能的多元化决定了设备种类和数量的多样性[2]，且因为运行环境多为室外的环境，受多种因素干扰，加之配网自身结构和网络的复杂性，极易引发各类故障的频发。结合上述分析可知，配网可靠性是确保用户安全用电、电力企业经济效益的基础支撑，为提升配网可靠性，实现安全稳定供电，需要定期对配网进行故障的自动化检测、排查和处理。但是因为配网线设备繁杂、线路较长，传统的人工故障检测和排查方法不仅耗时耗力，且效率和检测准确度较差。为此，依托于计算机技术、电子通信技术和网络技术等，整合和利用分段器、自动重合器等自动化开关设备，进行配电网自动化建设，可实时、智能化地检测配網可靠性运行状态，以便及时发现、定位故障，并通过自动隔离快速进行故障处理。可见，基于自动化开关设备的配网自动化建设，不仅能够弥补人工故障检测劳动强度大、故障处理慢的缺点，而且在故障定位准确性和处理效率上更胜一筹。

2.2  自动化开关设备的构成

集中馈线自动化系统作为配网的重要构成，是监测配网运行可靠性的应用支撑，主要利用计算机、网络通信技术来实时采集配网故障数据、反馈故障问题。一旦配网可靠性发生问题，将自动进行故障定位、隔离和处理，以快速掌控故障维护时间，控制停电事故发生率。而这一功能的实现是通过重合器、柱上断路器、分段器等自动化开关设备，来实现配网故障的自动隔离和恢复非故障区的供电，为此，对于配网可靠性影响最大的自动化开关设备包含如下几类。

2.2.1  重合器

重合器自动化开关设备配置了故障自动判定和隔离的功能，且布设和应用方式灵活多样，可便捷地安装至户外柱上，且不受配网恶劣的运行环境影响。通常，配网主干线上多利用重合分段器进行串并联配合，分支线的故障诊断设备以分类器为支撑，线路故障则由重合器结合保护，配合要求自动动作。两条线路、两个电源联络以三开关四分段更为合理，其对于配网供电负荷分配、自动化故障检测、保护定值和一二次设备的配合具有重要影响。据此，重合器该种功能势必会促进配网自动化水平提高，从而更好地满足配网可靠性的检测需求。

2.2.2  柱上断路器

柱上断路器自动化开关设备在配网故障时，可自动分闸。虽然对于过电流脱落依赖性强，且无法选择保护配合，然而其具有遥控功能，配网设备故障的信号可经由FTU直接传送至监控室，经由对比再发出指令，由变电站开关执行故障跳闸操作。该设备需要融合计算机、通信系统，应用投入较高，依赖于计算机系统，故障处理的速率可能受多种因素的影响。

2.2.3  分段器

分段器自动化开关设备与其他的分类器比较，体现出更优的自动化功能，可自动接收配电网传输的电信号、自动延时合闸，并可根据停电的时间来快速判定故障。但因为分段器为负荷开关，无法断开短路故障电流。一般，在配网线路发生故障时，可利用断路器跳闸，再依据预设的时间自动合闸，在合闸至故障线路时，自动分闸并锁闭不再合闸，该设备的故障诊断配合能力较优。

3    自动化开关设备对配网可靠性的影响分析

3.1  自动化准确定位故障

配网一旦发生故障，会造成停电事故，但传统电网无法快速、准确进行故障定位，影响了故障处理的及时性，这将从根本上影响配网可靠性，造成无法正常供电。在配网自动化建设的逐步推进下，各类自动化开关设备被引入，能够自主定位和测算故障位置。在配网发生故障时，利用这些设备便可快速测定故障发生的相关范围，且准确性较高。在找准故障位置后，配网管理维修人员便可快速展开抢修、维护工作，节省故障定位、检测的时间，为故障的及时抢修提供更充足的时间，以从根本上提升配网可靠性维护的效率，实现配网安全供电。

3.2  优化配网可靠性供电性

自动化开关设备作为配网自动化建设的核心支撑，可快速定位、诊断和处理故障，在促进配网可靠性供电上具有重要的效用，尤其自动化反馈系统是配网可靠性运行监测的基础。在相关设备完成故障定位后，需要对故障信息进行自动化反馈和跟踪处理，而自动化反馈系统正迎合了上述需求[3]。从实践来看，由分段器、重合器等自动化开关设备组成的自动化反馈系统，可实现配网的自动化一体化控制，能够及早发现配网的早期故障，准确查找故障点位置，自主控制故障扩散范围，并在故障定位后，通过应急维护措施，在短时间内将配网恢复至正常运行状态，由此提升故障诊断、判定的效率，为配网可靠性供电提供有效保障。

4    结语

配网可靠性是衡量供电质量与水平的核心指标，体现了配网建设、管理水平，直接影响用电安全性和供电企业经济效益。但是在大规模、高负荷的用电需求驱动下，加之配网结构复杂、设备构成多样，很容易产生可靠性问题，此时，引入自动化开关设备来优化配网自动化水平，以快速、准确进行故障检测、定位与隔离，可确保配网持续安全供电，降低故障损失，这对于提升配网可靠性水平、满足用户安全用电需求具有重要的現实意义。

[参考文献]

[1]魏萍宏.探析配网自动化对供电可靠性的影响及对策[J].建材与装饰，2019（5）：238-239.

[2]罗家杰.配电网自动化建设与配网运行管理探讨[J].科技与创新，2018（16）：113-114.

[3]陈东新，武志刚.配电自动化终端布点优化的动态规划研究[J].电力系统保护与控制，2017（12）：1-8.