摘要：文章本文利用配网自动化建设模式来当作研究对象，归纳了配网自动化建设的四种典型模式，然后针对每一种模式的可实现功能和可靠性影响展开分析。进一步分析了配网自动化技术对供电可靠性的影响。
关键词：配网；自动化技术；故障定位；可靠性
引言
配网自动化技术的出现也改变了传统的供电模式，并且该系统还能在较短的时间里分析出发生故障的区域，同时完成相关操作，可以在最短的时间内把故障隔离到最小的范围之内，还能最大程度的恢复非故障区域的正常供电，其对提升供电可靠性的作用非常明显。社会经济的发展也让我国电力供应体系发生了很大的变化，而传统的供电模式也已经无法满足群众的需要，完善配电自动化建设自然成为了供电单位最需要解决问题。因为供电的稳定性可以直接体现出该该国家的供电水平和社会服务意识，所以实现配网自动化非常有必要。
1 配电网的可靠性指标
配电网可靠性指标根据功能不同分为如下两类：负荷点指标和系统指标。负荷点指标主要又细分为三个小指标：平均故障率λ，平均断电时间 U 以及每次故障平均停电持续时间 γ（γ = U/λ），三个小指标构成一个简单的闭环。系统的可靠性指标根据功能又划分为如下几个小指标：平均供电可用度，长时停电效率，短时停电效率，长时停电持续时间，系统总电量不足以及系统平均电量不足等。
随着科技和经济的发展，越来越多的数字高科技设备在企业中应用，这些设备对用电质量有严格要求，停电甚至短期停电都会造成严重的经济损失。特别是配网自动化技术不断普及后，短时停电现象常有发生，给供电可靠性带来严重的影响，也使之成为在用户停电事件中的比重“巨头”，无法预期短期停电是现有配网可靠性评估方法的一种极为重要的缺陷。
2配网自动化模式
2．1 故障定位系统模式
配网故障定位系统主要功能是当配网线路发生故障时，工作人员能通过后台监控及时发现故障信息，从而确定故障区域，采取有效措施解决故障。它一般只能对故障进行跟踪定位并且指示，不能自动进行故障处理，通过配网自动化技术，可实现故障信息集中上报，重要故障信息筛选以及在线监控。
图 1 为配网故障定位系统的结构模型图。在线路上由多个柱上开关组成，在图中用圆圈表示。其中实体代表开关闭合，空心代表开关打开；故障指示灯在图中用 ID 表示，当故障电流流过时会进行反转变色，其本身不具备远程通信功能。当故障发生在柱上开关 J和 K 之间时，如果 B、C 及 J 开关处的故障指示灯发生变色而其他地方的故障指示灯不变色，从而可以判断故障发生在 J 和 K 柱上开关之间的区域。
图1 配网故障定位系统结构模型图
2．2 就地馈线自动化系统模式
就地馈线自动化系统主要功能是在配网线路发生故障时实现故障区域自动判断和隔离，并通过自动化技术实现故障区域供电自动恢复，它主要通过设备相互配合或采用光纤“网络式”来实现。就地馈线自动化系统模式具有自动处理故障功能，相比故障定位系统更具优势，配合先进的自动化技术，可扩展实现配网线路的运行监控，实现遥控，遥信，遥测及对时。一般分为如下两种典型模式：自动重合器馈线自动化模式和智能分布模式。
智能分布式模式的工作原理示意图如图 2 所示，主要由开关、分合闸以及保护终端设备（FTU）组成，其中开关用矩形框表示，合闸、分闸分别用实心和空心表示，标有不同编号的开关都和相应保护终端设备（FTU）相互连接。在模式图中，通信线路用虚线表示，FTU 的上行及下行方向分别用“A”和“B”表示。
图2 智能分布模式工作原理示意图
如图 2 所示，当 2 和 3 开关之间故障发生时，根据潮流方向保护终端设备 1 和 2 能够快速检测到故障电流并迅速中断保护。同时，根据保护装置的速动性和准确性，保护终端设备 2 向装置 1 和 3 分别发出分闸闭锁报文。根据保护装置的双向性，保护终端设备 1也对保护终端设备 2 发出分闸报文。保护终端设备 2和 3 接收到报文后立即进行开关分闸，保护终端设备1 因收到分闸闭锁报文而维持相应的开关处于合闸状态。在经过短暂的延时，保护终端设备 4 检测到其一侧失压而启动延时合闸计数器进行驱动相应开关合闸，实现隔离故障区段，恢复受故障影响的健全区域段供电。
2．3 集中馈线自动化系统模式
集中馈线自动化主要功能是通过数据采集终端设备在配网正常运行期间对配网实时在线监控及远程控制；当配网发生故障时，能够自动判断故障区域并确定远离故障区，自动完成受故障影响的健全区域的供电系统恢复。
集中馈线自动模式根据功能不同可划分如下几种：故障处理，正常运行监控，变电站馈线监测。通过自动化技术进行功能扩展还可实现故障指示功能、变电站馈线遥控功能以及 GIS 等功能。具体而言，可分为两种类型：全自动和半自动。
（1）全自动方式。配网主站或子站通过采集区域内配电终端信息进行配网运行状态的确定，通过故障识别及定位自动对故障进行隔离及非故障区的电源恢复。
（2）半自动方式。配网主站或子站通过采集区域内配电终端信息进行配网运行状态的确定，通过故障识别及定位遥控或人工进行故障隔离及非故障区恢复供电。
2．4 调 / 配一体化平台的自动化系统模式
调/配一体化平台的自动化系统是一个能实现生产信息管理系统、集约化调度系统、GIS 系统、计量自动化和配网集成系统数据共享的实时应用系统，能全面支持配电网生产管理，实现配网经济运行。调/配一体化平台的自动化系统能够对故障信息上报和自动排除，对配网运行具有监控功能以及实现变电站监控功能。还可以根据故障指示进行选择。调/配一体化平台的自动化系统可以将县级电网调度自动化系统和无人值班变电站控制系统集成在一起。城市配电网自动化系统和配电地理信息系统（GIS）功能，减少设备冗余并确保数据一致性。
3 配网自动化对供电可靠性的影响
3．1 缩小故障影响范围
如图 3 所示，是一个典型的“手拉手”环状配电网。A 和 G 表示馈线出线开关，B、C、E 和 F 为分段开关，D 为联络开关。在配电网运行正常情况下，整个配网处于开环状态，D 断开，B、C、E 和 F 闭合，两条馈线的供电由两个配电站提供。
当故障发生在 A 和 B 之间时，如果配电网馈线监控终端安装在 A ～ G 开关上，通过网络连接到配电网主站的后台计算机，自动断开开关 B、关闭开关 D 进行隔离故障，实现 b、c 区段供电，缩小故障影响范围。
图3 配网运行状态
3.2 利用馈线自动化系统提高供电可性
使用馈线自动化系统可以实现对故障点进行定位和远程控制，其可以很大程度的保障了非故障区域的正常用电。通过和传统的配电系统进行分析可以发现，传统的配电系统为了减少线路故障，其在线路上会装有自动重合闸，但该装置的作用却远远不能满足实际的需求。馈线自动化系统的出现便能很好的解决这一问题，特别是在变电站使用配网自动化，其电源的自动切换成功率达到 90% 以上，这就说明只要变电站面临停电，就会有另外一条线路来维持供电。所以可以这样认为，该系统能够在发生供电问题时进行及时的补救，这对于提升供电稳定性的作用非常明显。
3.3 先进的电力电子设备增强了供电的可靠性
供电单位在使用固态断路器来进行线路管理时，那么其就能在很短的时间内实现主电路和备用电路之间的转换，保证用户用电的连续性；同时，当然了，利用固态断路器和静态电容器也可以保证电路的稳定性。静态电容器可以在很短的时间内回应电力控制器，然后通过其它部分来保证电压的稳定，但与配电系统的连接则会影响电压的数值，即系统中的有功和无功会互相交换，从而起到调节电流的效果。动态电压装置是为了让母线和变压器进行连接，从而实现变压器和储存装置的重合，该装置甚至还能双向补充电压，同时起到稳定电压的效果。
4 结束语
综上所述，经过对最典型的配网自动化建设模式进行研究发现，完善的故障定位系统可以直接减少大量的故障定位时间，并且提供数据的准确度可以精准到 99% 以上，而这样的供电状态自然能够满足一些偏远地区的用电需求。一些比较大的城市其对于配网供电可靠性的要求也会高一些，而相关人员应该根据当地的配网自动化情况、周围状况、自身条件等方面进行考虑，得出结果后便能对配网自动化系统进行完善。
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论文作者:陈宇隆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：故障论文; 模式论文; 可靠性论文; 终端设备论文; 自动化系统论文; 馈线论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第26期论文;