摘要: 本文對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的概念、功能等進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，提出了我國(guó)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、建設(shè)原則和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。論述全面、具體,有指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化 模式探討 農(nóng)村電網(wǎng) 配電線路線損

　　前言

　　我國(guó)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化工作才剛剛起步,針對(duì)我國(guó)農(nóng)村(縣及縣以下)電網(wǎng)的管理實(shí)際,根據(jù)目前配電自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)中應(yīng)用情況,農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化應(yīng)集中做好對(duì)中低壓配網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制以及管理,也就是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化以及與其它系統(tǒng)的功能、信息共享和技術(shù)融合。

　　1 設(shè)計(jì)與建設(shè)原則

　　我國(guó)農(nóng)村地域廣闊,存在著地理、文化、經(jīng)濟(jì)、民族等差別,這決定了在農(nóng)村電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中不可能統(tǒng)一成一種模式。

　　1.1 術(shù)語(yǔ)農(nóng)網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是指對(duì)農(nóng)網(wǎng)中低壓配網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制以及管理的自動(dòng)化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱配網(wǎng)主站)是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱配網(wǎng)子站)是指負(fù)責(zé)局部配網(wǎng)監(jiān)控,完成故障隔離、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)發(fā)等功能的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端是中壓電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)、控制單元的總稱,它包括配電開關(guān)監(jiān)控終端FTU、配電變壓器監(jiān)測(cè)終端TTU、開閉所及用戶監(jiān)控終端DTU等。

　　1.2總體原則

　　1.21 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)在配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際供電條件、供電水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和用戶性質(zhì),因地制宜地選擇方案及其設(shè)備類型。

　　1.22重要用戶多,負(fù)荷密度高,線路走廊資源十分緊張,用戶對(duì)供電可靠性較為敏感的區(qū)域是首期實(shí)施自動(dòng)化的區(qū)域。在實(shí)施前應(yīng)該經(jīng)過(guò)電網(wǎng)改造,使供電半徑趨于合理,網(wǎng)架和設(shè)備得到加強(qiáng),線路間的相互連接具備條件。

　　1.23負(fù)荷密度小,雖經(jīng)改造,但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱,線路間不具備互連但具有發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域,應(yīng)按自動(dòng)化目標(biāo)規(guī)劃,視條件分步實(shí)施。

　　1.24以輻射網(wǎng)絡(luò)供電為主的區(qū)域,且未具備互聯(lián)條件,為提高供電可靠性,可按就地智能化目標(biāo)來(lái)規(guī)劃并組織實(shí)施。

　　1.25 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)必須首先滿足配電自動(dòng)化基本功能,在條件具備時(shí)可以考慮增加管理功能。

　　1.26配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主站原則上應(yīng)該考慮與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)尚未建設(shè),不應(yīng)先行建設(shè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)。新建調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮配網(wǎng)自動(dòng)化需求。電網(wǎng)規(guī)模較大,基礎(chǔ)條件成熟,可以統(tǒng)一規(guī)劃、分步建設(shè)。

　　1.27 配網(wǎng)自動(dòng)化通信建設(shè)應(yīng)該與調(diào)度自動(dòng)化通信、集中抄表系統(tǒng)通信等結(jié)合起來(lái),并考慮今后發(fā)展的容量。可根據(jù)系統(tǒng)的要求,并結(jié)合自身的實(shí)際情況,選擇適用的通信方式和通信速率。通信系統(tǒng)的功能、質(zhì)量、協(xié)議應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。應(yīng)對(duì)通道的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視,重要的通信通路宜采用獨(dú)立的雙通道,并可手動(dòng)或自動(dòng)切換。

　　1.28 主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵循各項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有安全性、可靠性、實(shí)用性、擴(kuò)展性、開放性、容錯(cuò)性,滿足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求,具有較高的性能價(jià)格比。

　　1.29 嚴(yán)格執(zhí)行"五制",規(guī)范招投標(biāo)程序,重視對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備安裝及投運(yùn)的監(jiān)理,加強(qiáng)合同管理。對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備要認(rèn)真進(jìn)行性能價(jià)格比分析,不能盲目追求功能齊全,設(shè)備先進(jìn),也不能盲目追求價(jià)格低廉。

　　2 饋線自動(dòng)化系統(tǒng)方案

　　農(nóng)村電網(wǎng)架空線路和電纜線路通常有輻射狀和環(huán)網(wǎng)狀兩種,實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離可以采取多種方法,取決于自動(dòng)化裝置的技術(shù)特點(diǎn)和整體方案。一般有就地控制和遠(yuǎn)方控制兩種,就地控制以開關(guān)設(shè)備之間的整定值配合實(shí)現(xiàn),能在不依賴主站和通信系統(tǒng)的條件下隔離故障;遠(yuǎn)方控制方式通過(guò)主站或子站對(duì)FTU上傳信息的分析、判斷、控制。本著逐步建設(shè)的原則,就地控制方式可選擇具通信能力的分段開關(guān),一旦通信問(wèn)題解決即可完善設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及數(shù)據(jù)采集功能,直至最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制的故障隔離。因此,在選擇開關(guān)、電壓及電流互感器以及控制器時(shí),都要全面考慮,留有余地,以便將來(lái)能方便增加遠(yuǎn)動(dòng)功能。

　　2.1 就地控制方式:

　　2.11 環(huán)網(wǎng)就地控制:雙電源環(huán)網(wǎng)供電,兩電源互為備用。從設(shè)備選擇和故障判別方式來(lái)看,就地控制方式分為電壓-時(shí)間型分段器方案和重合器方案。①電壓-時(shí)間型分段器方案:采用電壓-時(shí)間型分段器作為分段開關(guān),通過(guò)分段器對(duì)故障狀態(tài)下的電壓變化、時(shí)序配合和變電所出線開關(guān)的動(dòng)作來(lái)判斷、隔離故障。②重合器方案:采用具有開斷與關(guān)合短路電流能力的重合器,通過(guò)重合器的時(shí)序配合來(lái)實(shí)現(xiàn)就地的故障隔離與恢復(fù)。

　　2.12輻射型電網(wǎng)就地控制:采用變電所出線開關(guān)與重合器、分段器或者熔斷器相互配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離和故障點(diǎn)上游區(qū)段恢復(fù)供電。

　　2.2 遠(yuǎn)方控制方式主站系統(tǒng)/子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控終端互相配合,利用終端設(shè)備監(jiān)測(cè)故障信號(hào)和開關(guān)動(dòng)作情況,按照電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析判斷出故障區(qū)段,并經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)方操作將故障區(qū)段隔離和恢復(fù)非故障摘要：通過(guò)對(duì)各種技術(shù)降損措施的匯總、分析與比較，結(jié)合目前農(nóng)村電網(wǎng)普遍存在的影響線損的各種現(xiàn)狀，提出一些適合農(nóng)村電網(wǎng)技術(shù)降損的實(shí)用性對(duì)策。區(qū)段的供電。

　　配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃是供電企業(yè)的一項(xiàng)重要工作，為了獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，電網(wǎng)規(guī)劃既要保證電網(wǎng)安全可靠，又要保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的主要任務(wù)是，在可行技術(shù)的條件下，為滿足負(fù)荷發(fā)展的需求，制定可行的電網(wǎng)發(fā)展方案。

　　3 確定網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型

　　確定網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型，包括確定網(wǎng)絡(luò)是采用架空線路還是電纜供電，確定導(dǎo)線截面大小，網(wǎng)絡(luò)接線方式，負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案，網(wǎng)絡(luò)中有關(guān)設(shè)備的選型，網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行期間遇到不適應(yīng)要求時(shí)應(yīng)如何進(jìn)行改造，系統(tǒng)保護(hù)功能，配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃等。

　　3.1在負(fù)荷分散或發(fā)展緩慢地區(qū)應(yīng)使用架空線供電。在負(fù)荷密度比較大、發(fā)展迅速或基于城市環(huán)境美化建設(shè)考慮，應(yīng)使用電纜供電。

　　3.2導(dǎo)線截面大小的選擇確定了導(dǎo)線的輸送容量，要選擇足夠大的導(dǎo)線保證線路滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的要求，例如：負(fù)荷發(fā)展時(shí)期，不應(yīng)經(jīng)常更換導(dǎo)線截面。在線路故障時(shí)，可以將故障線路的負(fù)荷轉(zhuǎn)由臨近饋線供電，而不會(huì)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。另外，導(dǎo)線截面的選擇要保證線路末端電壓降處于合格的范圍內(nèi)。在線路發(fā)生短路故障時(shí)也能承受故障電流。所以導(dǎo)線截面要比最大負(fù)荷電流所需的截面大，但同時(shí)截面的選擇要符合經(jīng)濟(jì)原則，在導(dǎo)線輸送容量與工程投資之間作比較。

　　3.3具有靈活接線方式的規(guī)劃，可以使供電網(wǎng)絡(luò)最大地發(fā)揮功能。對(duì)于架空線網(wǎng)絡(luò)，最有效的方式，是將饋線與鄰近變電所或同一個(gè)變電所的不同母線段的出線在線路末端聯(lián)網(wǎng)，兩回饋線也分別裝上分段負(fù)荷開關(guān)和隔離刀閘。在其中一回饋線出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)分段開關(guān)將故障段隔離出來(lái)，對(duì)于電纜網(wǎng)絡(luò)接線方式可以采用兩回饋線組成互為備用網(wǎng)絡(luò)，或采用三回饋線相互聯(lián)絡(luò)組成一個(gè)供電區(qū)域，其中兩回帶負(fù)荷，一回空載，作為兩回負(fù)荷線的備用線。饋線之間可以組成大環(huán)網(wǎng)，一條饋線的負(fù)荷之間也可以組成小環(huán)網(wǎng)，形成大環(huán)套小環(huán)的形式。在負(fù)荷密集地區(qū)還可以建設(shè)開關(guān)站，變電所與開關(guān)站通過(guò)電源線連接，再由開關(guān)站向附近負(fù)荷供電，其作用是將變電所母線延長(zhǎng)至用電負(fù)荷附近。

　　3.4制定負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的原則是減少停電范圍，盡量減少停電時(shí)間。在發(fā)現(xiàn)回饋線發(fā)生故障時(shí)，必須盡快查找到故障點(diǎn)，并將故障點(diǎn)前后的負(fù)荷轉(zhuǎn)由鄰近饋線供電，以使故障點(diǎn)的負(fù)荷隔離出去。

　　3.5國(guó)內(nèi)外對(duì)各種電氣設(shè)備都制定了詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)備選型提供了可靠依據(jù)。作為配網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)選用運(yùn)行效益好，損耗低，可靠性高，免維護(hù)的設(shè)備。對(duì)于開關(guān)設(shè)備應(yīng)選用具備配網(wǎng)自動(dòng)化功能，在設(shè)備中先安裝配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備或者為以后發(fā)展預(yù)留空間。有些新型設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用雖然高，但運(yùn)行可靠性高，故障率低，維護(hù)費(fèi)用少，總體經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)理想的。

　　3.6配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在實(shí)施過(guò)程中隨著負(fù)荷的發(fā)展?fàn)顩r穩(wěn)定，在饋線負(fù)荷超出安全電流或沒有足夠的備用容量時(shí)，應(yīng)該增加饋線，對(duì)用電區(qū)域的饋線正常供電范圍進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，配網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容也應(yīng)作相應(yīng)修改。

　　3.7為確保電網(wǎng)正常運(yùn)行，必須建立健全的保護(hù)系統(tǒng)，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)最少的操作次數(shù)將故障點(diǎn)隔離，保證非故障點(diǎn)盡早恢復(fù)用電。現(xiàn)在常用的系統(tǒng)保護(hù)方法有：

　　①用熔斷器或過(guò)電流繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，熔斷器在超過(guò)熔斷電流時(shí)自動(dòng)熔斷，迅速切斷電流、保護(hù)用電設(shè)備，熔斷器主要用于變壓器保護(hù)。過(guò)電流繼電器用于線路保護(hù)。

　　②接地故障保護(hù)用于消除接地故障，對(duì)直接接地或通過(guò)不可調(diào)阻抗接地的系統(tǒng)，可以把電流互感器二次繞組接到接地故障繼電器上，或者把過(guò)流繼電器與接地故障繼電器集中使用。對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或通過(guò)消弧線圈接地的系統(tǒng)，由于接地故障會(huì)造成系統(tǒng)電壓和電流不對(duì)稱，繼電器可根據(jù)基本判據(jù)來(lái)確定是否控制相應(yīng)的斷路器動(dòng)作斷開。

　　③單元保護(hù)，用于對(duì)系統(tǒng)中一個(gè)單元的保護(hù)，根據(jù)正常運(yùn)行兩側(cè)電壓相同的電路，流入的電流和流出的電流是相同的，通過(guò)比較兩側(cè)電流大小可以判斷是否出現(xiàn)故障。但是單元保護(hù)要使用通訊線路，在保護(hù)線路太長(zhǎng)的地方，很難將數(shù)據(jù)完整地集中起來(lái)進(jìn)行比較。使用距離保護(hù)法可以打破這種局限性，在距離保護(hù)方案中，根據(jù)故障距離與故障阻抗成正比的原理，采用線路的電壓和電流來(lái)計(jì)算故障距離。

　　④自動(dòng)重合閘裝置的方法是利用繼電器控制斷路器去執(zhí)行不同的跳閘與閉合順序。線路中有大部分故障是可以自動(dòng)消除或暫時(shí)性的，使用自動(dòng)重合閘裝置可以自動(dòng)恢復(fù)供電。⑤電力系統(tǒng)中，有時(shí)出現(xiàn)運(yùn)行電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)額定電壓值的情況，例如：開關(guān)操作瞬間或系統(tǒng)受雷擊時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓現(xiàn)象。加強(qiáng)各設(shè)備絕緣強(qiáng)度和絕緣水平，或在網(wǎng)絡(luò)中安裝過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備，可以使過(guò)電壓降低到安全水平，例如使用空氣間隙保護(hù)或安裝避雷器作保護(hù)。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　(1) 農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與建設(shè)應(yīng)當(dāng)因地制宜,以電網(wǎng)規(guī)劃為前提,以電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為依據(jù),與其它自動(dòng)化系統(tǒng)及通信系統(tǒng)相銜接,與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和用電水平相適應(yīng)。

　　(2) 對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng),輻射型配電線路占絕大多數(shù),選用就地控制方式的饋線自動(dòng)化則更為實(shí)際,這是與城網(wǎng)最大的區(qū)別。選擇配電自動(dòng)化方案時(shí)一定要考慮農(nóng)電技術(shù)人員現(xiàn)狀,滿足可靠性、先進(jìn)性、免維護(hù)性或少維護(hù)性的要求。

　　(3) 模式一的調(diào)配合一的一體化主站系統(tǒng)應(yīng)是農(nóng)村電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展方向,在有條件的地方優(yōu)先選用。模式二也是國(guó)內(nèi)農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化的可選方案。一方面使處在起步階段農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化能實(shí)現(xiàn)資源共享,節(jié)省投資,達(dá)到實(shí)用化要求。另一方面可以適應(yīng)農(nóng)村電網(wǎng)不斷發(fā)展、設(shè)備自動(dòng)化水平和可靠性不斷提高、計(jì)算機(jī)及其技術(shù)不斷換代的要求。

　　(4) 農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化及通信技術(shù)應(yīng)以統(tǒng)一平臺(tái)、信息共享、設(shè)備集成為主要研究方向。