配电网自动化中配网接线技术的应用

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【摘 要】随着科技的进步，配电网自动化技术发展越来越快，通过自动化设备对配网线路进行实时监测，并通过智能开关设备（分段开关）隔离故障区域，并进行自动的修复，缩短了故障的检查与修复的时间，保障配网的工作效率以及供电的安全性与可靠性。本文分析了配电网自动化中配网接线技术的应用。

【关键词】配电网；自动化；配网接线技术

近年来，网络信息、通信等高新技术的普及运用，极大的推动了电力系统的自动化进程和发展，促使原来那种自发性的分散自动化逐步发展成为系统性、一体性的综合自动化。这种发展首先源于电力系统的保护和测控单元的信息化，在此基础上自上而下的实现了变电站综合自动化。配网接线技术的应用也为配电网自动化起到了促进作用。本文就探讨了配网接线技术在配电网自动化中的应用。

1 配电网自动化系统（DAS）结构探讨。

配电自动化系统（DAS）是一种远程自动化操作系统，配电企业可以在后方通过该系统对配电设备进行实时监视、协调和操作 ；当前其内容主要三个部分 ：一是 SCADA 系统，就是配电网的数据采集与控制 ；二是 GIS 系统，即地理信息系统 ；三是 DSM，需求侧管理。

（1）结构组成。当前DAS 系统的结构大多采取了分层分布式体系，主要构成部分可分成三个方面 ：一是主站，主站的功能是实时管理与监控 DAS系统的数据信息 ；二是配网子站，是整个配电自动化系统的工作站层 ；三是配网测控设备，这是 DAS 系统的基础部件，主要功能是采集与监控其他系统部件的数据信号，包括变电器、开关、变电站等。DAS系统的功能主要体现在三方面：一是能够明显提高供电可靠性、有效减少故障时间，二是能够使运行控制人员更为方便地查询配电系统状态，三是能够在停电状态下及时启动运行自动处理配电系统。

（2）结构分析。DAS 结构中的主站设备，其主要功能是为实现地理信息系统、应用软件等功能提供平台，以及实时管理与监控系统中的数据信息。DAS 系统中的子站设备，其主要功能包括三部分 ：一是负责管理配电站端监控设备，例如环网柜、开闭所等 ；二是负责采集系统数据、监视系统运行等 ；三是负责向配电网主站传递数据信息。DAS系统中的测控终端设备，是系统的远方终端，其主要功能由三部分：一是远程遥控，包括遥测、遥信、故障检测、故障恢复等 ；二是记录与校对，包括记录事件顺序、校对系统时间等 ；三是通信，用于后方与终端的联络。

2 配电网典型接线方式及其特点分析

在充分调研的基础上，总结现有的配电网典型接线方式包括多种，以下对架空线和电缆的若干接线方式进行分析。

2.1 架空线方式

（1）双电源环网方案。图1是双电源环网方案的典型示意。电源A和电源B可以向负荷 B1和B2供电，R0为联络开关，正常情况断开。双电源环网方案是城市配网中优先选用的方案，该方案结构简单、适用面广，能显著提高供电可靠性，但不能实现经济运行方式，负荷转移能力较弱，工程中以双电源三开关四分段环网居多。

图1 双电源环网方案

（2）环网桥路方案。环网桥路方案如图2所示。该方案是在2 个双电源环网之间，增加一条联络线路，形成4电源供电，明显地提高了电网供电的灵活性。该方案的特点是可在双电源环网运行的基础上改造而成，也可直接用于供电可靠性要求特别高的地方。

图2 环网桥路方案

（3）三电源 T 接方案如图3 所示，该方案实现三电源互供。此方案的特点是用于供电可靠性要求特别高的地方，不强调经济运行。

图3 三电源T接方案

（4）多分段多联络方案。多分段多联络型接线如图4所示。该方案电网互供能力强，适用于城市大电网，能实现经济运行方式。缺点是网架结构复杂。

图4 多分段多联络方案

2.2 电缆方式

（1）环网柜方案。如图5所示，图中FTU 表示馈线终端单元。

图5 环网柜方案

该方案为电缆供电中较为普遍的方案，随着城市建设的发展，电缆环网柜方案有明显增加的趋势。实际工作中，该方案也可采用环网型箱式变实现。

（2）开闭所方案。开闭所方案如图6所示。城市负荷特别密集，要求出线比较多（6条以上）的区域，可采用开闭所方案。由于该方案投资比较大，故不宜普遍采用。

图6 开闭所方案

3 电力系统配网自动化技术发展与应用应注意的问题。

（1）加大对配网改造的投入，加速配网建设。首先要提高对配网改造与建设的重视程度，加大对配网建设的投入力度。就供电企业而言，要对地区配网的实际情况进行考察与分析，找出配网存在的技术问题，努力抓好配网改造与建设。要完善配网的结构，加大对配网的投资，推广应用新的技术、设备（如智能化的开关等），加强相应的通信光纤建设等。此外，为了满足配网自动化建设的硬件需求，要实时监察与整顿配网电力使用的计量装置。

（2）建设可靠的配网硬件支持系统。配网硬件支持系统建设主要可从两个方向进行：配网的用电管理修复系统与市场预测的硬件系统。1）配网的用电管理修复系统。加强配网的用电管理修复系统建设，可以通过网络信息系统对配网的用电管理进行实时的修复与监督，自动并及时地检测用电异常的情况。出现异常时，系统自动发出报警信息，防止安全事故的出现，以保障用户的用电安全与生命财产安全。同时还能够保障配网各类数据的准确性，提高配网的工作效率。2）配网市场预测的硬件系统。通过此系统的建立，可以进行科学的数据采集，并准确分析数据的环比、同比增长趋势，从而对各用电地区各行业的电量的未来分布状况、特定的时期内的电力负荷的需求以及电力负荷的变化情况作出较为准确的预测，提高配网供电的质量与可靠性。

4 配网自动化系统网架设计原则。

根据近年来的配网自动化工程建设工作，我们认为配网自动化系统的网架设计应遵循以下原则：（1）配电网电源点的主变和设备、配电网线路和设备应留有足够的备用容量，根据远期负荷预测和发展规划（一般为8～10年）一次选定，避免短期内重复投资。

（2）配电网电源点的主变、10kV 主干线有足够的转移负荷能力。包括有两个及两个以上可靠的独立电源向中压配电网供电，10kV主干线路正常负荷控制在 2/3～1/2 额定值，留有承担转移故障线路负荷的容量。

（3）优先采用双电源接线，开环运行方式。

（4）按照负荷均衡，长度相近，结构简单，节省投资的原则将 10kV馈线适当合理的分段。馈线分段并不是越多越好，过多的分段将使供电成本急剧增加，而供电可靠性并不成比例地提高。

（5）一般线路长度在 5km 以内的宜分 2～3 段，线路更长时，分段不宜超过 5 段，每条 10kV线路负荷不超过 6000kVA。

（6）分支线路不能太长，比较长的分支线路要进行适当地调整，以便减少分支线路的故障。

5 网架的深化设计和测算。

初步确定配电网10kV线路分段和联络方案后，还要进行必要的深化设计和详细测算。

（1）供电方式分析。分析配网在正常运行工况、故障工况和计划检修工况的供电方式。

（2）负荷电流和短路电流测算。对于不同的供电方式，需要测算线路负荷电流和短路电流，确定按该供电方式运行时线路和开关设备是否过载，负荷电流是否小于变电站出线开关过流保护定值，线路的短路电流是否在规定的范围之内。如果负荷电流和短路电流超出范围，则需重新调整分段联络方案或重新选择供电方式。验算的目的是验证分段和联络方案的合理性，对于网格状电网，预先拟订供电方式并验算尤为必要。否则，工程建成后有的供电方式不能实现，网络重构和互供能力弱，FA软件难以很好发挥作用。

（3）线路电压降测算。电压合格率是电能质量的重要指标。通过测算线路电压降，可以确定无功补偿点，也可以为调整线路分段联络方案提供参考。

6 结语

综上所述，本文对配电网接线的典型方式进行了比较和分析，并通过介绍电网自动化技术，提出了电力系统配网自动化技术发展与应用应注意的问题以及接线方式选择的基本原则，这些将对配网自动化工程实践起到重要的推动作用。只有充分的了解了配电网自动化中配网接线技术的应用原则等问题，才能更好的促进电力事业的健康发展。

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