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论智能配电网自动化开关在配网调度的应用黎想

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：黎想

[导读] 摘要：在我国智能电网发展过程中，配网自动化开关技术是配电网体系中应用最早的技术之一，其中，依托故障指示器、配网主站系统等自动化部件的协调配合，配网自动化开关能够实现对于配电网故障的精准定位、隔离与恢复，有助于进一步确保智能配电网系统的安全稳定运行。

        广西电网有限责任公司柳州柳江供电局广西壮族自治区柳州市
        摘要：在我国智能电网发展过程中，配网自动化开关技术是配电网体系中应用最早的技术之一，其中，依托故障指示器、配网主站系统等自动化部件的协调配合，配网自动化开关能够实现对于配电网故障的精准定位、隔离与恢复，有助于进一步确保智能配电网系统的安全稳定运行。对此，通过分析我国自动化开关实际应用情况，指出自动化开关实现配网故障定位、隔离与恢复的基本原理，并借助研究技术应用的实际存在问题以为配电网技术人员提供指导，进而促进我国智能配电网系统以及整个电力行业的健康持续发展。
        关键词：智能配电网；自动化开关；配网调度；应用要点；应用原理
        引言：围绕现有我国智能配电网系统，配网自动化开关已经在故障指示器、配网主站系统等自动化部件的支撑下为配网故障定位、隔离与恢复提供了充足的保障，而与传统开关馈线模式相比，自动化开关针对故障的隔离成功率相对较高，且投资成本相对较低，能够解决传统开关馈线模式所存在的各种问题，比较适用于当前的智能配电网发展需求。但是，围绕现阶段智能配电网自动化开关应用情况，因技术水平有限所致的开关跳闸事故依旧频繁发生，因此，应对智能配电网自动化开关在配网调度中的应用原理进行分析，在有效解决各种技术难题的基础上，保障智能配电网的技术发展和系统进步。
        1 智能配电网自动化开关的基本组成
        围绕智能电网，其以集成高速双向通信网络为基础来构建电网体系，且多以各种特高压电网来作为电网体系的骨干网架，进而可通过实现不同电压等级电网的协调发展以保障电网运行的整体性。其中，智能配电网就通讯技术、信息技术、传感测量技术、计算机技术、控制技术等多种先进技术进行了整合应用，能够在确保电能质量的基础上满足电网用户对于电网系统抵御攻击、业务交互的各种需求。在此基础上，智能配电网自动化开关是智能电网的重要组成部分之一，其一般可包括自动化断路器、自动化负荷开关等部件，而由于自动化开关与电网自动化系统主站间存在通讯功能，可以在电网故障发生后有针对性进行自动隔离、处理和报警，这意味着传统电网故障发生时需人为控制所致的电网损失被大幅降低，有助于在保障电网运行稳定性的同时显著提升电网的风险抵御能力。
        2 传统开关馈线模式与自动化开关馈线模式的比较
        基于传统配电网开关馈线模式，其设备相对简单，投资成本相对较低，但普遍存在以下问题：首先，当传统配电网出现永久或瞬时故障时，变电站的出线开关会出现跳闸，而长期跳闸则会导致开关馈线损坏；其次，一旦开关馈线出现跳闸故障，则会导致整个配电网线路的全线停电，这意味着非故障段也会面临停电故障，很容易影响区域经济生产活动的持续进行；再次，在针对跳闸故障进行解决时，传统开关馈线模式只能依托人为隔离和人为核验来确定故障位置，不仅所需时间相对较长，同时所耗资源也相对较多，很难在短时间内完成故障的检修处理。
        由此可见，进入新时期后，以往配电网开关馈线模式已经与现阶段的智能配电网发展需求严重不符，而自动化开关馈线模式依托将负荷开关分为若干区段来就系统进行拆分控制，不仅避免了跳闸事故发生时的全线停电，同时也能在其他技术的配合下大幅降低跳闸事故处理所需的人力和资源，有助于在保障配电网稳定安全运行的基础上充分降低跳闸事故的发生几率。
        3 智能配电网自动化开关的应用原理
        围绕智能配电网自动化开关，以10kV馈线自动化开关为例进行分析，研究自动化开关实现故障定位、隔离与恢复的基本原理。

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        2019年3月23日，配网自动化主站系统发生跳闸报警，其中信号显示“110kV南乡变电站10kV司马线#112杆112T1开关过流动作，重合不成功”，此时配网调度值班员在观察信号后就开关状态进行检查，发现#112杆112T1开关处于分闸位置，因此通过智能告警诊断平台就供电所相关人员进行通知。其中，通过巡查分析，判断#112杆112T1开关已经在703开关保护动作跳闸之前隔离故障区域，进而实现了避免全线停电的效果。
        由此可见，配电网自动化开关的价值在于能够对电网故障进行快速反应，并通过实现针对馈线的故障定位、隔离与供电恢复来缩短因故障所致的停电范围，同时，该开关系统能够大幅降低故障的恢复时间，即通过协助维修人员精准判定故障位置以达到最佳的维修效率。
        4 智能配电网自动化开关的配置原则
        围绕智能配电网自动化开关配置过程，其配置质量往往直接决定到开关的正确动作率。首先，自动化开关配置应满足适用性原则，即应适合智能配电网的配置需求，同时，应尽量设置简单、规范，且应在贴合行业设计规范要求的基础上为后期运行维护提供充足便利；其次，自动化开关应采用分段设置原则进行设计，但需要注意的是，应严格根据设计方案就开关分段进行明确，绝不可随意安装影响自动化开关正常使用，例如，不应在变电站出线#1杆处安装自动化开关，以免影响自动化开关的使用效益；再次，若10kV线路超出规定长度，一般应于设置自动化开关的同时配置主干线分段断路器，进而充分发挥自动化开关的故障停电范围控制作用；最后，应尽量选择负荷较重、线路延伸距离较长的故障发生概率高区域进行分界断路器安装，最终确保有限设备资源达到最大化利用效果。
        5 现阶段智能配电网自动化开关的应用现状及问题
        基于现阶段我国智能配电网发展情况，自动化开关已经作为配电网的重要组成部件之一而得到了整个电网领域的重视，其中，数据显示，在自动化开关安装后，其针对电网故障的正确动作率高达93.6%，能够基本满足配电网的故障控制需求。但是，仍有一些问题存在且影响着自动化开关使用效益的全面发挥。对此，我们详细对其进行了分析：
        首先，一些自动化开关会向主站系统发出错误的“保护动作”告警，这使得主站系统针对开关动作的诊断会出现错误，故障报警的准确率有所不足；其次，某些自动化断路器会因故障而上传错误信息给主站，而由于主站系统无法获取完整的保护动作信息，导致跳闸类型无法清除判定，因此不仅会增加故障维修的难度，同时也延误了故障处理的最佳时机；最后，一些自动化跳闸事件无法传递给主站系统，究其原因，多与山区配电网系统无线公网信号较弱有关。
        6.结束语
        总而言之，在现阶段智能配电网发展过程中，自动化开关已经对智能配电网故障定位、隔离与恢复起到了实质性的控制管理作用，但是，当前我国自动化开关技术仍存在较多技术漏洞，因此，需进一步就现有智能配电网故障控制需求进行分析，在完善自动化开关技术的基础上充分满足配网调度的智能化需求，进而有效发挥自动化开关的控制效果，并促进我国智能配电网系统的持续发展和健康进步。
        参考文献：
        [1]张丽晶,林华梁.智能配电网运行状态管控与综合评价关键技术研究[J].电力设备管理,2020(05):46-49.
        [2]高孟友. 智能配电网分布式馈线自动化技术[D].山东大学,2016.
        [3]戴元安. 智能配电网继电保护研究与应用[D].华北电力大学,2015.
        [4]李昆霖,张勇,李敏.配电网自动化实用化智能监测系统[J].电子技术与软件工程,2015(10):143.