摘要：配电系统是电力系统与终端用户之间直接相连的部分，决定了电力系统为用户提供的供电服务能否全面满足用户的用电需求。在客户端新型用电设备日新月异的今天，用户对供电质量及其系统持续稳定工作的能力的要求已经不可同日而语。因此目前电力系统从发电到配电已经基本实现自动化控制，并正在朝全面智能化的方向不断发展。本文主要分析配电系统的自动化及其对故障的处理。
关键词：电力系统；配电自动化；故障隔离；优化管理
引言
电能从发电厂通过输电与配电系统被送到其应用的终端客户，需要经过中间多个环节的电气设备和设施，最终被配送到客户的终端用电设备。整个电力网络系统中设备、设施和线路的任何故障，都有可能导致大范围停电，给客户造成经济损失。因此能够自动监控系统运行状态，分析运行参数变化，判断并预报系统故障的自动化控制系统被普及到电力系统中。
一、配电自动化的原理及其应用
（一）概述
在配电系统的运行过程中，供电电流需要经过诸多设施和设备以及错综复杂的供电线路，因此当故障发生时，用传统方式对故障点进行判断和排查十分困难。找到故障点并排除故障，恢复电力供应需要消耗大量时间。因此电力用户会遭遇停电带来的不便甚至经济损失。近年来，由于配电网络的不断扩展，更加大了故障排查和维修难度。此外，由于科学技术的不断创新，客户端的用电设备也出现了对电力供应越来越多样化的需求，无论是供电电压还是电流，其需求的范围成倍扩大，造成供电系统整体运行情况的复杂化。超负荷和低负荷运行的情况增加，使供电系统的功率损失较大[1]。在这样的背景下，电力系统的全面自动化已经势在必行。通过配电自动化控制系统实现电力供应的优化管理和故障的自动隔离与恢复供电，才能满足目前的客户需求，实现供电系统的优化运行。
（二）配电自动化原理
配电自动化系统有电气设备的监控与管理自动化以及电力系统运行自动化两个方面。基于现代网络通讯系统，利用计算机软件与硬件技术，建立包括系统的主站数据采集与监视监控系统、远程终端单元以及馈线终端单元的自动化系统。在系统的工作中，通过主站和电力调度自动化系统以及GIS系统建立的联系，实现对远程终端的三维可视化监控[2]。其中远程单元是安装于配电设备与设施中的控制单元、馈线终端控制单元。在GIS系统的帮助下，主站的监视设备上可以实时查询终端系统的运行参数和数据信息，可以形成包括参数、设备设施地理位置信息、设备运行状态的三维图形，还能够通过计算机系统调取历史数据进行分析比较，达到对整个配电系统的全天候监控。并且可以将信息反馈给电力调度系统和终端的客户，实现了系统运行的稳定性和效率的最优化。
（三）配电自动化系统的应用
配电自动化系统在城市电力供应系统中已经普及，但是在偏远地区，由于配电设施和网络通讯设施的不健全，在应用时需要因地制宜，实现局部配电系统的自动化或者部分设备与设施的自动化控制，改善配电服务质量。而在大中型城市及大型企业的电力供应中，配电系统已经开始朝智能化方向发展，无人值守的配电站、具有自愈功能的配电网络已经开始在大型供电企业的配电网络中出现。其管理自动化的智能化功能进一步提高了供电质量，还使配电网络对分散式发电的清洁能源具有更好的兼容性，为充分利用太阳、风能等新能源发电提供了可能[3]。既减轻了供电网络的压力、增加了电网容量，又节约了传统发电所使用的不可再生能源，为节能减排和保护环境做出了贡献。在给企业带来了更高的效率和效益的同时，让终端客户享受到了个性化的优质服务。
二、配电自动化系统的运行自动化
（一）数据采集和监控
配电系统的自动化首先需要实现系统运行的自动化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆既利用计算机技术和网络通讯系统，通过计算机软件实现对系统内的设备、设施、线路运行参数的实时采集，并全天候监视系统运行参数变化，分析和判断系统中各环节设备、设施的工作状况，并可对其进行远程控制。
（二）故障隔离及恢复供电
在系统数据自动实时化采集与分析的基础上，系统可以根据采集到的数据分析结果发现运行异常迹象，给系统的主站发出预警；当系统出现故障时，主站可以自动将故障点从供电网络中隔离，利用开关的闭合恢复正常系统的供电，整个过程可以在非常短暂的时间内完成。这种实时对故障的定点和隔离措施，避免了大面积、长时间停电现象。
（三）高压与无功管理
在客户对供电电压的需要低于配电电压时，供电网络的功率因数就会下降，供电的线损增加。因此通常在配电系统中会设置补偿装置，在线路电压高于或低于设置的最大、最小值时，对补偿装置进行投切操作，提高或降低配电线路电压。当配电系统实现自动化控制时，可以实现对电压的动态控制，最大程度优化线路电压，实现供电效率的最优化。
（四）供电负荷管理和自动读表功能
同样基于主站对数据信息的采集与分析，可以根据实时配电电压和系统载荷情况，调整配电系统工作状态，减少电能在超负荷或低负荷下运行时的损失，优化系统的运行状态。而自动化读表功能可以实时了解客户用电量，用于为客户提供用电咨询服务，或者及时发现用电异常情况，避免供电企业遭受损失。
三、配电自动化系统的管理自动化
配电系统的管理自动化主要体现在对配电设备、设施的管理及对系统运行数据的采集与管理方面。通过数据的采集、存储，可以建立有关设施和设备的档案。在需要检修时随时调取，对其使用状况和历史资料进行分析。可以减少设备管理和现场的维护工作，提高设备与设施的管理效率。还可以根据区域配电负荷的变化规律，通过分时计价等方式调整供电峰谷变化，优化系统供电效率[4]。此外，收集存档的系统运行数据信息还对配电企业设计、规划工作具有指导意义。
四、配电系统自动化对故障的处理
在对故障的处理方面主要由馈线终端自动化单元进行处理，通常有两种处理方式。首先当终端单元传输给主站的信号出现故障预警时，主站会根据故障信号的输出位置，结合周边设备与设施运行情况，对故障进行诊断。根据结果向馈线终端单元发出特定的故障处理信号，终端根据接收的信号将故障点隔离，保障供电正常进行。其次也可以通过在配电客户端设置分界开关，在主站发出故障处理命令时，由配电终端控制单元发出信号，通过分界开关自动将故障点隔离，同时实现转负荷供电，保证用户正常用电。
在配电自动化系统不够完善的情况下，自动化故障处理就无法利用网络通讯实现远程遥控。而是通过就地馈线自动化处理，采用逻辑开关进行自动控制，一般是利用电压的变化来实现的。即出现故障时，系统处于断电状态，电压为零时，开关自动断开，将故障源从网络中隔离。
五、结束语
配电系统的自动化随着时间的推移会增加更多的人性化功能，为客户提供更高质量的电能和服务，也为配电企业的管理带来更多便利。智能化技术在配电系统中的应用是未来的必然趋势。智能化的配电系统，除了对系统运行和管理实现自动化，还能建立与客户之间双向的实时交流，满足客户更多个性化的服务需求，进一步提高配电系统的工作效率。
参考文献：
[1] 陈国华. 试论电力配电自动化与配电管理[J]. 科技风，2017（11）：200-200.
[2] 袁斌. 地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J]. 科技尚品，2017（9）：161-161.
[3] 谭继魁，何天华. 电力系统配电网中自动化技术的应用探索[J]. 华东科技：学术版，2016（2）：279-279.
[4] 陈国华. 试论电力配电自动化与配电管理[J]. 科技风，2017（11）：200-200.
论文作者:熊志斌1,张子阳2
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/28
标签：系统论文; 终端论文; 故障论文; 设施论文; 设备论文; 电压论文; 电力系统论文; 《河南电力》2018年11期论文;