关于九江城网配电自动化改造的思考

摘要：讨论比较了几种馈线自动化方案，分析了配电开关的选型，提出了九江城网近期配电网改造的具体目标。

关键词：配电自动化　馈线自动化　方案　选型

0　前言
　　在市场经济下，配电自动化（DA）是提高配网供电可靠性、安全性以及服务质量，提高工作效率、降低运行成本的必要手段与捷径。因此，在城网改造中，在做好配网规划的同时，应要同步做好配电自动化的规划。配电自动化是一项技术涵盖面广、综合性的系统工程。主要分为配电管理系统（DMS）、变电站自动化（SA）、馈线自动（FA）、须方管理（DSM）四个方面。我局应如何整体把握配电自动化规划、本次改造的整体目标、以及配电自动化具体方案和对一次网架及设备的要求是本文要讨论的主要内容，目的是协调配合，降低整体投资。
1　本次城网改造配电自动化的目标
　　笔者参与了收集了深圳、珠海、东莞、广州、海口等地的有关资料，现将上述几个地区的配电自动化实施情况列于表1。

　　据了解，上述地区变电站自动化因结合地调自动化早已实施，现已100％进行改造外，从配电自动化的角度来看，各地最关注并力行的是馈线自动化。这是由于：
　　a　配电自动化系统是一个庞大复杂的系统，涉及面广，集成难度大，技术上要考虑的因素很多；即使是国外配电自动化的第三阶段也是近几年才起步。因此，从馈线自动化入手，按区域彻底改造配网结构，实现自动化分段，才能为全面完善配电自动化创造必要条件。
　　b　随着配电自动化的逐步实施，管理及运行体制也要进行相应变革，需要一个逐步适应的过程。
　　c　馈线自动化的主要功能：快速故障定位、故障隔离、自动恢复送电是提高供电可靠性的最有效的手段，也是当前城网改造最迫切需要解决的问题。
　　另外，整个配电自动化的完善投资很大，因此根据我局的经济、技术、管理等状况，想要一步到位是很不切合实际的。我局城网改造配电网自动化的目标应为：全面推行第一阶段馈线自动化进程，实现城区线路都能自动分段，隔离故障、恢复送电，并进行个别区域自动化第二阶段（配电SCADA）的试点，是比较适宜的。
2　关于馈线自动化的方案比较
　　鉴于九江基本上都是架空线路，因而着重分析比较架空线的自动化方案。首先，将我们所了解的上述地区的架空线自动化实施情况列于表2。

　　可见，以上城市都趋于采用无信道电压型重合器方式，包括原已采用流型重合器加信道方式的广州局也改为电压型。为便于分析说明，现将大家都已知的典型方案比较列于表3。

注：①电流型重合器加上信道后，能解决第二条不足，电压型重合器加上信道则解决了全部不足之处；②除信道投资增加是另外的，一次设备投资比较是指同一企业产品而言。
　　从上表看，似乎各有优缺点，笔者赞成的观点如下：
　　a　为便于配电自动化的完善，功能不易过多集中，宜优先采用分层、分布式管理布置。因而要求采用分散布置、便于就地控制处理。智能化的一次设备，是符合配电网络特点的，而方案3负荷开关离了信道则不满足智能化要求。当然，对于复杂的多电源网络结构，分布式难以达到好的效果时，才宜采用集中式控制，但必须有稳定、可靠、快速的信道。
　　b　配网自动化应与变电站综合自动化系统有机联合起来，才有生命力。作为架空馈线自动化，应充分利用变电站出口断路器的功能，与柱上设备配合，既丰富了变电站“三遥”功能，也有利于架空线自动化功能的完善。现城网中的出线开关均为真空开关，加上微机保护，完全能胜任。即使出现万一，也便于维护，有利于安全。
　　c　架空线架设通讯系统，就目前来说，不管是有线或无线，技术上、经济上都存在两难情况，较难处理。即使下决心实现，完全依赖于通讯系统来处理配网故障，其可靠性十分令人担忧。现倾向于当通讯中断后，智能化柱上设备仍能实现馈线自动化的基本功能，即第一阶段可成为第二阶段的备用。
　　依据上述观点，则方案3已在明显淘汰之列，电流重合器方案的4条缺点除令人难以接受、并不好解决外，还有一项就是必须要有电池，半年一次的维护检测及其造成的停电，会令人大伤脑筋。而电压型重合器依照观点2，第2条缺点则不成为缺点；第3条也是可以令人接受的。至于重合闸改为二次重合，现在的微机保护可以轻易做到。同时也是符合现在运行习惯和要求的。因其在第一次重合是：如是瞬间故障，即可全部恢复送电；若是永久故障，即可实现对其隔离。第二次重合只不过代替了运值人员手动恢复正常区域的供电罢了。以上说明了，现在为什么大家都趋于采用电压型重合器方案。此外，电压型还有无需配置蓄电池和只要变电站保护能反映接地故障并作用于跳闸，则其对单相接地故障也能定位、隔离等优点。
3　配电自动化对配电网络与开关设备的要求

3．1　对配电网的要求：
　　a　配电网络在满足可预测负荷需要前提下，应尽量减少该区域主干线路回路数，力求做到简单、清晰，以利于配网自动化的实现。
　　b　为便于运行管理维护，查寻故障点，应做到　　配网分片、分区，供电范围明确。

3．2　对开关设备的要求
　　a　中国电机学会配电自动化专委会讨论报告中，特别关注国产开关设备可靠性能否过关的问题，指出操作机构是开关设备的薄弱环节，运行中出现拒分、拒合，那么再强的自动化功能也无济无事。因此，必须选用高可靠性、免检修、少维护电动操作的开关设备。
　　b　尽量不选用蓄电池作为操作电源的设备，必须满足当交流电失去后，除能手动合分外，应至少还能电动合闸和分闸各一次。
　　c　在配网结构能尽量简化前提下，优先选用能就地处理控制、智能化的开关设备。
　　d　应能满足配电自动化各种功能要求，参数及功能配合设定方便。
　　这里特别推荐由珠海大路、西安前进公司道德引进日本东芝技术生产的VSP5电压型重合器智能开关，此型开关满足上述提出的各种要求，简单可靠，物美价廉，约只需进口的2／5费用，现已在北京、海口、珠海等30多供电（电业）局被成功推广应用。

4　结束语 　　综上所述，笔者认为九江市城网中配电自动化的主要方案与目标应是：
4．1　在架空网络中应优先采用无信道成熟的电压型重合器（东芝型），变电站配以小电流接地选线跳闸装置来实现第一阶段的馈线自动化，但预置留好通讯接口，以便日后有条件一上信道即可实现配网SCADA功能，无须重复投资。
4．2　由于电缆线路中环网柜必须采取有信道方式，才能实现自动化要求，因此，在市中心区为数不多的三个电缆环网中，应采用可靠性高的免维护环网柜，同期敷设光纤通讯系统，首先实现配网SCADA阶段。
　　通过上述改造后，九江市配网的可靠性将大大提高，经济效益与社会效益无法估量。同时，也大大解放了配电运行维护人员，从而有精力提高技术水平，进行配电管理体制改革，为实现完善全面配电自动化打下坚实的基础。　

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