摘要:本文對配網(wǎng)自動化的概念、功能等進(jìn)行簡單的分析，提出了我國農(nóng)網(wǎng)配電自動化的設(shè)計、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)配電自動化，模式探討，農(nóng)村電網(wǎng)，配電線路線損
　　前言
　　我國農(nóng)網(wǎng)配電自動化工作才剛剛起步,針對我國農(nóng)村(縣及縣以下)電網(wǎng)的管理實際,根據(jù)目前配電自動化技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)中應(yīng)用情況,農(nóng)網(wǎng)配電自動化應(yīng)集中做好對中低壓配網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制以及管理,也就是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化以及與其它系統(tǒng)的功能、信息共享和技術(shù)融合。
　　1設(shè)計與建設(shè)原則
　　我國農(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)自動化建設(shè)中不可能統(tǒng)一成一種模式。
　　1.1術(shù)語農(nóng)網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是指對農(nóng)網(wǎng)中低壓配網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制以及管理的自動化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)(簡稱配網(wǎng)主站)是整個配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)(簡稱配網(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)等功能的計算機(jī)控制系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化遠(yuǎn)方終端是中壓電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測、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)自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)在配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H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,用戶對供電可靠性較為敏感的區(qū)域是首期實施自動化的區(qū)域。在實施前應(yīng)該經(jīng)過電網(wǎng)改造,使供電半徑趨于合理,網(wǎng)架和設(shè)備得到加強,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)按自動化目標(biāo)規(guī)劃,視條件分步實施。
　　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)來規(guī)劃并組織實施。
　　1.25配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)必須首先滿足配電自動化基本功能,在條件具備時可以考慮增加管理功能。
　　1.26配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站原則上應(yīng)該考慮與調(diào)度自動化系統(tǒng)一體化設(shè)計。調(diào)度自動化系統(tǒng)尚未建設(shè),不應(yīng)先行建設(shè)配電自動化系統(tǒng)。新建調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮配網(wǎng)自動化需求。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)自動化通信建設(shè)應(yīng)該與調(diào)度自動化通信、集中抄表系統(tǒng)通信等結(jié)合起來,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)對通道的運行情況進(jìn)行監(jiān)視,重要的通信通路宜采用獨立的雙通道,并可手動或自動切換。
　　1.28主站系統(tǒng)設(shè)計原則應(yīng)遵循各項國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有安全性、可靠性、實用性、擴(kuò)展性、開放性、容錯性,滿足電力系統(tǒng)實時性的要求,具有較高的性能價格比。
　　1.29嚴(yán)格執(zhí)行“五制”,規(guī)范招投標(biāo)程序,重視對系統(tǒng)和設(shè)備安裝及投運的監(jiān)理,加強合同管理。對系統(tǒng)和設(shè)備要認(rèn)真進(jìn)行性能價格比分析,不能盲目追求功能齊全,設(shè)備先進(jìn),也不能盲目追求價格低廉。
　　2饋線自動化系統(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,實現(xiàn)故障自動隔離可以采取多種方法,取決于自動化裝置的技術(shù)特點和整體方案。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)方控制方式通過主站或子站對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,都要全面考慮,留有余地,以便將來能方便增加遠(yuǎn)動功能。
　　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看,就地控制方式分為電壓—時間型分段器方案和重合器方案。①電壓-時間型分段器方案:采用電壓-時間型分段器作為分段開關(guān),通過分段器對故障狀態(tài)下的電壓變化、時序配合和變電所出線開關(guān)的動作來判斷、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,通過重合器的時序配合來實現(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現(xiàn)故障區(qū)段隔離和故障點上游區(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)測故障信號和開關(guān)動作情況,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)過遠(yuǎn)方操作將故障區(qū)段隔離和恢復(fù)非故障摘要：通過對各種技術(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)降損的實用性對策。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)在運行期間遇到不適應(yīng)要求時應(yīng)如何進(jìn)行改造，系統(tǒng)保護(hù)功能，配網(wǎng)自動化規(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)展時期，不應(yīng)經(jīng)常更換導(dǎo)線截面。在線路故障時，可以將故障線路的負(fù)荷轉(zhuǎn)由臨近饋線供電，而不會過負(fù)荷運行。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，可通過分段開關(guān)將故障段隔離出來，對于電纜網(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，盡量減少停電時間。在發(fā)現(xiàn)回饋線發(fā)生故障時，必須盡快查找到故障點，并將故障點前后的負(fù)荷轉(zhuǎn)由鄰近饋線供電，以使故障點的負(fù)荷隔離出去。
　　3.5國內(nèi)外對各種電氣設(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)選用運行效益好，損耗低，可靠性高，免維護(hù)的設(shè)備。對于開關(guān)設(shè)備應(yīng)選用具備配網(wǎng)自動化功能，在設(shè)備中先安裝配網(wǎng)自動化設(shè)備或者為以后發(fā)展預(yù)留空間。有些新型設(shè)備的購置費用雖然高，但運行可靠性高，故障率低，維護(hù)費用少，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)劃在實施過程中隨著負(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，應(yīng)該增加饋線，對用電區(qū)域的饋線正常供電范圍進(jìn)行調(diào)整。同時，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)正常運行，必須建立健全的保護(hù)系統(tǒng)，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通過最少的操作次數(shù)將故障點隔離，保證非故障點盡早恢復(fù)用電。現(xiàn)在常用的系統(tǒng)保護(hù)方法有：
　　①用熔斷器或過電流繼電器實現(xiàn)過流保護(hù)，熔斷器在超過熔斷電流時自動熔斷，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，對直接接地或通過不可調(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，或者把過流繼電器與接地故障繼電器集中使用。對于中性點不接地系統(tǒng)或通過消弧線圈接地的系統(tǒng)，由于接地故障會造成系統(tǒng)電壓和電流不對稱，繼電器可根據(jù)基本判據(jù)來確定是否控制相應(yīng)的斷路器動作斷開。
　　③單元保護(hù)，用于對系統(tǒng)中一個單元的保護(hù)，根據(jù)正常運行兩側(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)線路太長的地方，很難將數(shù)據(jù)完整地集中起來進(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計算故障距離。
　　④自動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消除或暫時性的，使用自動重合閘裝置可以自動恢復(fù)供電。⑤電力系統(tǒng)中，有時出現(xiàn)運行電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過額定電壓值的情況，例如：開關(guān)操作瞬間或系統(tǒng)受雷擊時，都會產(chǎn)生過電壓現(xiàn)象。加強各設(shè)備絕緣強度和絕緣水平，或在網(wǎng)絡(luò)中安裝過電壓保護(hù)設(shè)備，可以使過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
　　(1)農(nóng)村配網(wǎng)自動化的設(shè)計與建設(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化則更為實際,這是與城網(wǎng)最大的區(qū)別。選擇配電自動化方案時一定要考慮農(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。模式二也是國內(nèi)農(nóng)村配網(wǎng)自動化的可選方案。一方面使處在起步階段農(nóng)村配網(wǎng)自動化能實現(xiàn)資源共享,節(jié)省投資,達(dá)到實用化要求。另一方面可以適應(yīng)農(nóng)村電網(wǎng)不斷發(fā)展、設(shè)備自動化水平和可靠性不斷提高、計算機(jī)及其技術(shù)不斷換代的要求。
　　(4)農(nóng)網(wǎng)自動化及通信技術(shù)應(yīng)以統(tǒng)一平臺、信息共享、設(shè)備集成為主要研究方向。