关于农村电网配电系统的模式研究

　　摘要:本文对配网自动化的概念、功能等进行简单的分析，提出了我国农网配电自动化的设计、建设原则和系统结构。论述全面、具体,有指导意义。
　　关键词：农网配电自动化，模式探讨，农村电网，配电线路线损
　　前言
　　我国农网配电自动化工作才刚刚起步,针对我国农村(县及县以下)电网的管理实际,根据目前配电自动化技术在农网中应用情况,农网配电自动化应集中做好对中低压配网进行监视、控制以及管理,也就是实现配网自动化以及与其它系统的功能、信息共享和技术融合。
　　1设计与建设原则
　　我国农村地域广阔,存在着地理、文化、经济、民族等差别,这决定了在农村电网自动化建设中不可能统一成一种模式。
　　1.1术语农网配网自动化系统是指对农网中低压配网进行监视、控制以及管理的自动化系统。配网自动化主站系统(简称配网主站)是整个配电自动化系统的监控、管理中心。配网自动化子站系统(简称配网子站)是指负责局部配网监控,完成故障隔离、数据采集与转发等功能的计算机控制系统。配网自动化远方终端是中压电网的各种远方监测、控制单元的总称,它包括配电开关监控终端FTU、配电变压器监测终端TTU、开闭所及用户监控终端DTU等。
　　1.2总体原则
　　1.21配网自动化系统设计应在配电网络规划的基础上,根据当地的实际供电条件、供电水平、电网结构和用户性质,因地制宜地选择方案及其设备类型。
　　1.22重要用户多,负荷密度高,线路走廊资源十分紧张,用户对供电可靠性较为敏感的区域是首期实施自动化的区域。在实施前应该经过电网改造,使供电半径趋于合理,网架和设备得到加强,线路间的相互连接具备条件。
　　1.23负荷密度小,虽经改造,但网架结构薄弱,线路间不具备互连但具有发展潜力的区域,应按自动化目标规划,视条件分步实施。
　　1.24以辐射网络供电为主的区域,且未具备互联条件,为提高供电可靠性,可按就地智能化目标来规划并组织实施。
　　1.25配网自动化系统的建设必须首先满足配电自动化基本功能,在条件具备时可以考虑增加管理功能。
　　1.26配网自动化系统主站原则上应该考虑与调度自动化系统一体化设计。调度自动化系统尚未建设,不应先行建设配电自动化系统。新建调度自动化系统应综合考虑配网自动化需求。电网规模较大,基础条件成熟,可以统一规划、分步建设。
　　1.27配网自动化通信建设应该与调度自动化通信、集中抄表系统通信等结合起来,并考虑今后发展的容量。可根据系统的要求,并结合自身的实际情况,选择适用的通信方式和通信速率。通信系统的功能、质量、协议应满足有关规定。应对通道的运行情况进行监视,重要的通信通路宜采用独立的双通道,并可手动或自动切换。
　　1.28主站系统设计原则应遵循各项国家和行业标准,具有安全性、可靠性、实用性、扩展性、开放性、容错性,满足电力系统实时性的要求,具有较高的性能价格比。
　　1.29严格执行“五制”,规范招投标程序,重视对系统和设备安装及投运的监理,加强合同管理。对系统和设备要认真进行性能价格比分析,不能盲目追求功能齐全,设备先进,也不能盲目追求价格低廉。
　　2馈线自动化系统方案
　　农村电网架空线路和电缆线路通常有辐射状和环网状两种,实现故障自动隔离可以采取多种方法,取决于自动化装置的技术特点和整体方案。一般有就地控制和远方控制两种,就地控制以开关设备之间的整定值配合实现,能在不依赖主站和通信系统的条件下隔离故障;远方控制方式通过主站或子站对FTU上传信息的分析、判断、控制。本着逐步建设的原则,就地控制方式可选择具通信能力的分段开关,一旦通信问题解决即可完善设备状态监视及数据采集功能,直至最终实现远方控制的故障隔离。因此,在选择开关、电压及电流互感器以及控制器时,都要全面考虑,留有余地,以便将来能方便增加远动功能。
　　2.1就地控制方式:
　　2.11环网就地控制:双电源环网供电,两电源互为备用。从设备选择和故障判别方式来看,就地控制方式分为电压—时间型分段器方案和重合器方案。①电压-时间型分段器方案:采用电压-时间型分段器作为分段开关,通过分段器对故障状态下的电压变化、时序配合和变电所出线开关的动作来判断、隔离故障。②重合器方案:采用具有开断与关合短路电流能力的重合器,通过重合器的时序配合来实现就地的故障隔离与恢复。
　　2.12辐射型电网就地控制:采用变电所出线开关与重合器、分段器或者熔断器相互配合实现故障区段隔离和故障点上游区段恢复供电。
　　2.2远方控制方式主站系统/子站系统、通信系统、监控终端互相配合,利用终端设备监测故障信号和开关动作情况,按照电网拓扑结构分析判断出故障区段,并经过远方操作将故障区段隔离和恢复非故障摘要：通过对各种技术降损措施的汇总、分析与比较，结合目前农村电网普遍存在的影响线损的各种现状，提出一些适合农村电网技术降损的实用性对策。区段的供电。
　　配电网络的规划是供电企业的一项重要工作，为了获取最大的经济效益，电网规划既要保证电网安全可靠，又要保证电网经济运行，所以配电网络规划的主要任务是，在可行技术的条件下，为满足负荷发展的需求，制定可行的电网发展方案。
　　3确定网络的系统模型
　　确定网络的系统模型，包括确定网络是采用架空线路还是电缆供电，确定导线截面大小，网络接线方式，负荷转移方案，网络中有关设备的选型，网络在运行期间遇到不适应要求时应如何进行改造，系统保护功能，配网自动化规划等。
　　3.1在负荷分散或发展缓慢地区应使用架空线供电。在负荷密度比较大、发展迅速或基于城市环境美化建设考虑，应使用电缆供电。
　　3.2导线截面大小的选择确定了导线的输送容量，要选择足够大的导线保证线路满足网络规划的要求，例如：负荷发展时期，不应经常更换导线截面。在线路故障时，可以将故障线路的负荷转由临近馈线供电，而不会过负荷运行。另外，导线截面的选择要保证线路末端电压降处于合格的范围内。在线路发生短路故障时也能承受故障电流。所以导线截面要比最大负荷电流所需的截面大，但同时截面的选择要符合经济原则，在导线输送容量与工程投资之间作比较。
　　3.3具有灵活接线方式的规划，可以使供电网络最大地发挥功能。对于架空线网络，最有效的方式，是将馈线与邻近变电所或同一个变电所的不同母线段的出线在线路末端联网，两回馈线也分别装上分段负荷开关和隔离刀闸。在其中一回馈线出现故障时，可通过分段开关将故障段隔离出来，对于电缆网络接线方式可以采用两回馈线组成互为备用网络，或采用三回馈线相互联络组成一个供电区域，其中两回带负荷，一回空载，作为两回负荷线的备用线。馈线之间可以组成大环网，一条馈线的负荷之间也可以组成小环网，形成大环套小环的形式。在负荷密集地区还可以建设开关站，变电所与开关站通过电源线连接，再由开关站向附近负荷供电，其作用是将变电所母线延长至用电负荷附近。
　　3.4制定负荷转移方案的原则是减少停电范围，尽量减少停电时间。在发现回馈线发生故障时，必须尽快查找到故障点，并将故障点前后的负荷转由邻近馈线供电，以使故障点的负荷隔离出去。
　　3.5国内外对各种电气设备都制定了详细标准，为设备选型提供了可靠依据。作为配网规划应选用运行效益好，损耗低，可靠性高，免维护的设备。对于开关设备应选用具备配网自动化功能，在设备中先安装配网自动化设备或者为以后发展预留空间。有些新型设备的购置费用虽然高，但运行可靠性高，故障率低，维护费用少，总体经济效益是相当理想的。
　　3.6配电网络规划在实施过程中随着负荷的发展状况稳定，在馈线负荷超出安全电流或没有足够的备用容量时，应该增加馈线，对用电区域的馈线正常供电范围进行调整。同时，配网规划内容也应作相应修改。
　　3.7为确保电网正常运行，必须建立健全的保护系统，在系统出现故障时，通过最少的操作次数将故障点隔离，保证非故障点尽早恢复用电。现在常用的系统保护方法有：
　　①用熔断器或过电流继电器实现过流保护，熔断器在超过熔断电流时自动熔断，迅速切断电流、保护用电设备，熔断器主要用于变压器保护。过电流继电器用于线路保护。
　　②接地故障保护用于消除接地故障，对直接接地或通过不可调阻抗接地的系统，可以把电流互感器二次绕组接到接地故障继电器上，或者把过流继电器与接地故障继电器集中使用。对于中性点不接地系统或通过消弧线圈接地的系统，由于接地故障会造成系统电压和电流不对称，继电器可根据基本判据来确定是否控制相应的断路器动作断开。
　　③单元保护，用于对系统中一个单元的保护，根据正常运行两侧电压相同的电路，流入的电流和流出的电流是相同的，通过比较两侧电流大小可以判断是否出现故障。但是单元保护要使用通讯线路，在保护线路太长的地方，很难将数据完整地集中起来进行比较。使用距离保护法可以打破这种局限性，在距离保护方案中，根据故障距离与故障阻抗成正比的原理，采用线路的电压和电流来计算故障距离。
　　④自动重合闸装置的方法是利用继电器控制断路器去执行不同的跳闸与闭合顺序。线路中有大部分故障是可以自动消除或暂时性的，使用自动重合闸装置可以自动恢复供电。⑤电力系统中，有时出现运行电压远远超过额定电压值的情况，例如：开关操作瞬间或系统受雷击时，都会产生过电压现象。加强各设备绝缘强度和绝缘水平，或在网络中安装过电压保护设备，可以使过电压降低到安全水平，例如使用空气间隙保护或安装避雷器作保护。
　　4结语
　　(1)农村配网自动化的设计与建设应当因地制宜,以电网规划为前提,以电网结构为依据,与其它自动化系统及通信系统相衔接,与当地经济发展水平和用电水平相适应。
　　(2)对于农村电网,辐射型配电线路占绝大多数,选用就地控制方式的馈线自动化则更为实际,这是与城网最大的区别。选择配电自动化方案时一定要考虑农电技术人员现状,满足可靠性、先进性、免维护性或少维护性的要求。
　　(3)模式一的调配合一的一体化主站系统应是农村电网配网自动化的发展方向,在有条件的地方优先选用。模式二也是国内农村配网自动化的可选方案。一方面使处在起步阶段农村配网自动化能实现资源共享,节省投资,达到实用化要求。另一方面可以适应农村电网不断发展、设备自动化水平和可靠性不断提高、计算机及其技术不断换代的要求。
　　(4)农网自动化及通信技术应以统一平台、信息共享、设备集成为主要研究方向。