淺析電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

高志杰

【摘 ?要】供配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使供電質(zhì)量大大提高，降低電能消耗量，并且延長(zhǎng)電力設(shè)備的使用壽命，節(jié)約電力成本。我國(guó)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)水平一直都在不斷發(fā)展，現(xiàn)如今有關(guān)電力系統(tǒng)的相關(guān)建設(shè)規(guī)模也更加成熟，無(wú)論是日常用電還是社會(huì)發(fā)展均離不開(kāi)電力企業(yè)，因此整個(gè)社會(huì)對(duì)用電網(wǎng)絡(luò)的安全性能也日益提高。電力系統(tǒng)只有不斷優(yōu)化自身的技術(shù)才能夠保證供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從根本上保證整體的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)降低人為操作引起的工作失誤現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化技術(shù);供配電系統(tǒng);

目前，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展，其建設(shè)的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，全國(guó)各地對(duì)于供配電系統(tǒng)的要求也越來(lái)越迫切，對(duì)于供配電系統(tǒng)的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行，也提出了更高的要求標(biāo)準(zhǔn)。電氣自動(dòng)化是將電氣工程和自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，在供配電系統(tǒng)中的廣泛運(yùn)用，充分的發(fā)揮了其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從整體上提高了供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。

一、運(yùn)用現(xiàn)狀

供配電系統(tǒng)是電力行業(yè)系統(tǒng)組成中的重要一員，主要是解決人們?nèi)粘Ｉ罴吧a(chǎn)用電的供應(yīng)及分配。隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)供配電有了更高的要求，已經(jīng)不是以往1臺(tái)或者幾臺(tái)簡(jiǎn)單的變壓器就可以滿足需求，往往是十幾臺(tái)甚至是幾十臺(tái)變壓器共同工作，因此，這就對(duì)供配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提出了更高的要求。一般的供配電系統(tǒng)運(yùn)行流程供配電系統(tǒng)是我國(guó)電力行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，在人們的日常生活中起到了非常重要的作用，一旦其運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，不但會(huì)給人們帶來(lái)困擾，而且還會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。目前，我國(guó)的供配電系統(tǒng)功能并不是非常完善，部分設(shè)施還比較簡(jiǎn)陋，整體的供配電系統(tǒng)運(yùn)行效率并不是很高，有的地區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷電或者停電事故。主要是因?yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)的日常安全運(yùn)行沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的管理，維護(hù)不及時(shí)或者因?yàn)樵O(shè)備老化、損壞等造成供配電的安全隱患。

二、電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化協(xié)調(diào)配合。

（1）繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化協(xié)調(diào)配合，既能發(fā)揮繼電保護(hù)切除故障速度快和不會(huì)造成健全區(qū)域停電的優(yōu)點(diǎn)，又能利用配電自動(dòng)化來(lái)彌補(bǔ)配電網(wǎng)繼電保護(hù)選擇性的不足。許多供電企業(yè)將變電站10kv出線開(kāi)關(guān)的速斷保護(hù)設(shè)置為瞬時(shí)速斷保護(hù)，擔(dān)心若設(shè)置延時(shí)后會(huì)影響主變壓器安全運(yùn)行或需要修改上級(jí)保護(hù)配置。在上述配置下，饋線繼電保護(hù)很難配合，任何一處（包括支線和用戶）故障都可能導(dǎo)致變電站10kv出線開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作跳閘，造成全饋線失壓，停電用戶數(shù)較多。

（2）實(shí)際上，變壓器、斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、線路以及電流互感器在設(shè)計(jì)選型時(shí)是根據(jù)后備保護(hù)（即變電站變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)）的動(dòng)作時(shí)間來(lái)進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)的，因此，變電站10kv出線開(kāi)關(guān)的速斷保護(hù)在變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間范圍以內(nèi)適當(dāng)設(shè)置延時(shí)，不僅能與支線斷路器和用戶斷路器實(shí)現(xiàn)多級(jí)級(jí)差保護(hù)配合，而且不會(huì)對(duì)設(shè)備的熱穩(wěn)定造成影響，并且不必改變上級(jí)保護(hù)的定值。為了減少變電站10kv母線近端短路故障的影響，可以同時(shí)配備低電壓瞬時(shí)保護(hù)或根據(jù)母線電壓閾值整定瞬時(shí)速斷保護(hù)電流定值。

2.中國(guó)配電網(wǎng)與先進(jìn)國(guó)家相比最大的差距之一就是設(shè)備利用率偏低。為了滿足N-1準(zhǔn)則，“手拉手”架空線路和單環(huán)或雙環(huán)狀電纜線路最大只能具有50%的負(fù)載率。多分段多聯(lián)絡(luò)、多供一備、互為備用和4×6等模式化接線方式有助于有效提高配電設(shè)備利用率，但是必須在故障處理過(guò)程中采取相應(yīng)的模式化處理步驟才能得到發(fā)揮。

（1）對(duì)于多分段多聯(lián)絡(luò)配電網(wǎng)。若主干線故障，則由變電站出線斷路器跳閘切斷故障電流，并由配電自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)故障指示器或人工查線確定故障位置，然后跳開(kāi)故障位置兩側(cè)相鄰開(kāi)關(guān)隔離故障。若故障未處于變電站出線開(kāi)關(guān)的相鄰區(qū)域，則合變電站出線開(kāi)關(guān)以恢復(fù)對(duì)故障位置上游健全區(qū)域的供電，若故障位置下游存在需要恢復(fù)的健全區(qū)域，則跳開(kāi)故障位置下游健全區(qū)域的分段開(kāi)關(guān)，將故障位置下游的健全區(qū)域分段，然后分別合上各段對(duì)應(yīng)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，使得每個(gè)備用電源僅恢復(fù)其中一段線路的供電。若N分段N聯(lián)絡(luò)配電網(wǎng)中的某一個(gè)電源點(diǎn)發(fā)生故障，則直接跳開(kāi)該電源所帶線路的變電站出線開(kāi)關(guān)將線路隔離，然后跳開(kāi)線路上的全部分段開(kāi)關(guān)將線路分為N 段，再合上各饋線段對(duì)應(yīng)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，分別由每個(gè)備用電源恢復(fù)其中一段線路的供電。

（2）對(duì)于多供一備電纜配電網(wǎng)。若故障未處于變電站出線開(kāi)關(guān)的相鄰區(qū)域，則合變電站出線開(kāi)關(guān)以恢復(fù)對(duì)故障位置上游健全區(qū)域的供電，若故障位置下游存在需要恢復(fù)的健全區(qū)域，則一律選擇由專用備用電纜恢復(fù)供電。若多供一備電纜配電網(wǎng)中的某一個(gè)正常供電的電源發(fā)生故障，則直接跳開(kāi)該電源所帶線路的變電站出線開(kāi)關(guān)將線路隔離，之后合上線路末端聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，由專用備用電纜恢復(fù)對(duì)整條線路的供電。采取上述故障處理措施后，才能發(fā)揮出多分段多聯(lián)絡(luò)、多供一備等模式化接線配電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，例如2分段2聯(lián)絡(luò)配電網(wǎng)最大利用率達(dá)到67%、3供1備配電網(wǎng)最大利用率達(dá)到75%。

3.借助配電自動(dòng)化提高配電網(wǎng)應(yīng)急能力。目前配電自動(dòng)化系統(tǒng)的故障處理策略，都是針對(duì)配電網(wǎng)發(fā)生饋線故障的情形。但是在一些情況下有時(shí)還會(huì)發(fā)生造成一條甚至多條10kv 母線失壓這類影響較大的故障，例如自然災(zāi)害（如冰災(zāi)、雪災(zāi)、地震等）造成輸電線路倒塔、外力破壞或輸電線路故障、檢修等。在上述情況下，有時(shí)在高壓側(cè)不能確保全部失壓母線恢復(fù)供電，就會(huì)造成配電網(wǎng)大范圍長(zhǎng)時(shí)間停電。盡管造成10kv母線失壓的故障發(fā)生概率較小，但其造成大面積停電的危害極大。隨著電網(wǎng)的建設(shè)與改造，配電網(wǎng)的電源點(diǎn)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及分段和聯(lián)絡(luò)趨于合理，使得通過(guò)中壓配電網(wǎng)大規(guī)模地轉(zhuǎn)移負(fù)荷成為可能，配電自動(dòng)化的實(shí)施，使得大批量開(kāi)關(guān)的操作能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成，因此，實(shí)現(xiàn)緊急狀態(tài)下配電網(wǎng)大面積斷電快速恢復(fù)具有可行性。在緊急狀態(tài)下配電網(wǎng)大面積斷電快速恢復(fù)理論研究與實(shí)踐方面，已經(jīng)取得了許多研究成果，將這些成果應(yīng)用到配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，將能有效提高配電網(wǎng)應(yīng)急能力。

三、趨勢(shì)

1.智能分布式FA。如今，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，我國(guó)的電力改革進(jìn)程也在不斷加快，電力企業(yè)所頒布的改革方案不僅能夠開(kāi)放配電環(huán)節(jié)，而且推動(dòng)了分散發(fā)電裝置的應(yīng)用。在改革的影響下，配電網(wǎng)能夠根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況確定能源解決方案，從而使線路損耗大大降低，能量的轉(zhuǎn)換效率相應(yīng)提高。FA體系是在多智能化基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的智能體系，利用它能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)器和智能體系的一致性。

2.信息化平臺(tái)背景下的配電實(shí)時(shí)信息引擎機(jī)制。配電自動(dòng)化系統(tǒng)在以后的發(fā)展中，要建立和完善規(guī)范的管理體系，提高管理的質(zhì)量和水平;要實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)和配電自動(dòng)化的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成化和信息一體化;要選擇科學(xué)的平臺(tái)，提高配電自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。

目前，供電系統(tǒng)自動(dòng)化水平仍落后于電力系統(tǒng)，采取的電力系統(tǒng)成熟經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，加快了供電系統(tǒng)自動(dòng)化的改造，不但能有效地改進(jìn)供電系統(tǒng)運(yùn)行和管理水平，還能提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，進(jìn)而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行有很大的益處。電力自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用效果非常明顯，能夠有效提高供配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，進(jìn)一步促進(jìn)供配電系統(tǒng)的各項(xiàng)功能不斷發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代電網(wǎng)的早日建成。

參考文獻(xiàn)：

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