农村配电网自动化及其实现

摘要：该文论述了基于信息技术的配电网自动化的基本功能和意义。结合当前农村配电网模式，提出借助于GPRS的通信方法以及新的故障隔离方式。

关键词：配电网自动化　GPRS　故障隔离

经历了大规模农村电网改造之后，农村电网网架结构基本具备了实现配网自动化的条件。当前各供电企业都在致力于提高配电网自动化水平，扩展各种功能，以提高供电水平。

由于各地经济发展状况有很大差异，配网自动化模式应该本着因地制宜、适度超前的方针确定。

1　配网自动化的实现

我国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，实现故障诊断、定位和自动隔离可以采取多种方法，这主要取决于自动化装置的技术特点和整体方案。一般有分散智能和集中智能两种方式。分散智能以开关设备之间的整定值配合实现，在不依赖主站和通信系统的条件下判断并隔离故障；集中智能方式依赖通讯网络通过主站或子站对终端上传信息的分析、判断及控制来判断并隔离故障，他必须依靠可靠的通信网络。

1.1　集中智能控制方式

由主站系统/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，按照配网调度系统中预先设置的电网拓扑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区段的供电。集中智能控制方式理论上讲，是配网自动化技术实现的最优方案。但由于本方案需安装大量FTU设备，FTU工作的可靠性正逐步得到验证；另一方面，由于其控制方案是利用大量广域通讯连接实现的，通讯系统的维护工作量特别大，与中小农村电网系统的人力资源配置是不相适应的；此外，其系统造价非常高，资金回报率较低。

1.2　传统重合器就地控制方式

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。采用重合器组网实现配网自动化功能，不需要通讯手段。主要是，利用重合器本身切断故障电流的能力，实现故障就地隔离，避免了因某段故障导致全线路停电的情况，同时也减少出线开关动作次数。缺点主要是：环路上重合器之间保护的配合靠延时实现，显然分段越多，保护的级差越难配合；为与重合器保护级差配合，变电站出线断路器是最后一级时限速断保护，分段重合器越多，出线开关限时速断保护延时就越长，对配电系统影响也越大。

1.3　智能化重合器实现馈线自动化方式

图1所示为典型的配电网手拉手的环网结构，这是实施馈线自动化的基础结构。联络开关S3处于常开状态，负荷由变电站A和变电站B分别供电。当在开关S1和开关S2之间发生故障（非单相接地），线路出口保护使断路器B1动作，将故障线路切除，传统的故障隔离和恢复供电的方法是通过重合器和分段器的配合，经重合器多次重合实现的，该方法不依赖于通信。但是，由于重合器的多次重合对配电系统造成的扰动在某些情况下是不能接受的，为了实现具有更高性能的馈线自动化，当前的智能化重合器设计了继电保护功能和基于GPRS的通信功能。

图1　典型的手拉手环网

智能化重合器实现馈线自动化的基本原理如下：当在开关S1和开关S2之间发生故障（非单相接地），线路出口保护使断路器B1动作，将故障线路切除，装设在S1处的智能控制器检测到故障电流而装设在开关S2处的智能控制器没有故障电流流过，S1与S2经过GPRS交换信息，将确认该故障发生在S1与S2之间，快速跳开S1和S2实现故障隔离并合上线路出口的断路器，最后合上联络开关S3完成向非故障区域恢复供电。这种继电保护功能称为故障量差动，可使配电系统在故障时不受多次冲击，迅速恢复送电。另外智能化重合器具有阶段式保护功能，当上下级之间的短路电流能够配合时，也可采用阶段配合方式，同时具有方向鉴别可以选用。

上述三种自动化方<