國內(nèi)原來的配電網(wǎng)大多采用放射型供電方式。該供電方式已不能適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足用戶供電質(zhì)量要求，因?yàn)橐坏┰谀滁c(diǎn)出現(xiàn)線路故障，便會導(dǎo)致整條線路停電，由于無法迅速確定故障點(diǎn)而使停電檢修時間過長，降低了供電的可靠性。為此，現(xiàn)在供電網(wǎng)廣泛采用環(huán)網(wǎng)接線，正常運(yùn)行時聯(lián)絡(luò)開關(guān)為斷開狀態(tài)，系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行；當(dāng)某一段出現(xiàn)故障時，可以通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，使負(fù)荷轉(zhuǎn)移，保證非故障區(qū)段的正常供電，從而可提高配網(wǎng)供電的可靠性。
1、配電自動化
1.1配電自動化內(nèi)容
1)饋線自動化。饋線自動化系統(tǒng)可完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。
2)變電站自動化。其基本功能有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、信息交換。
3)配電管理系統(tǒng)。主要功能有：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、配電網(wǎng)運(yùn)行管理、用戶管理和控制、自動繪圖、設(shè)備管理、地理信息系統(tǒng)等。
4)需求側(cè)管理。通過一系列經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)措施，由供需雙方共同參與的供用電管理。
1.2配電自動化的必要性
為提高供電可靠性，有必要提高電網(wǎng)的自動化水平，實(shí)現(xiàn)配電自動化的基本功能，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行管理水平。提高供電可靠性，減少停電的時間和面積，改進(jìn)供電質(zhì)量，降低運(yùn)行費(fèi)用，使調(diào)度員能監(jiān)視10 kV電網(wǎng)的運(yùn)行情況，進(jìn)行合理的調(diào)度，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少人力，避免大量重復(fù)性工作。
1.3故障的定位、隔離及恢復(fù)供電模式
在配電網(wǎng)中由饋線引起的停電時有發(fā)生，故障發(fā)生后，如何盡快恢復(fù)供電是饋線自動化的一項(xiàng)重要內(nèi)容。實(shí)際上，配電自動化最根本的任務(wù)就是在最短的時間內(nèi)完成對故障的定位、隔離和恢復(fù)供電。它們的發(fā)展可分為3個階段：
(1)利用裝設(shè)在配電線路上的故障指示器，由電力檢修人員查找故障區(qū)段，并利用柱上開關(guān)設(shè)備人工隔離故障區(qū)段，恢復(fù)正常區(qū)段的供電。該方式的停電時間長，恢復(fù)供電慢。
(2)利用智能化開關(guān)設(shè)備（如重合器、分段器等），通過它們之間相互配合，實(shí)現(xiàn)故障的就地自動隔離和恢復(fù)供電。重合器適用于環(huán)網(wǎng)或者輻射線路。該方式的自動化水平較高，無需通信就可實(shí)現(xiàn)控制功能，成本較低。缺點(diǎn)是開關(guān)設(shè)備需要增加合、分動作的次數(shù)才能完成故障的隔離和恢復(fù)供電。
(3)將開關(guān)設(shè)備和饋線終端單元(FTU)集成為具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制功能的智能型裝置，并與計(jì)算機(jī)控制中心進(jìn)行實(shí)時通信，由控制中心以遙控方式集中控制。該方式采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，可一次性完成故障的定位、隔離和恢復(fù)供電，避免短路電流對線路和設(shè)備的多次沖擊。其存在的主要缺點(diǎn)是：要依賴于通信，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響配電系統(tǒng)可靠性的因素較多。
配電網(wǎng)饋線自動化的目的是提高供電的可靠性，所以系統(tǒng)的功能固然重要，但其自身的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性則是電力部門最關(guān)心的問題。因此，相對而言，以上3種模式中的第2種模式最為符合國內(nèi)電力行業(yè)的實(shí)際情況。其主要特點(diǎn)是：
(1)可利用重合器本身切斷故障電流，實(shí)現(xiàn)故障就地隔離，縮小停電范圍；
(2)無需通信手段，可利用重合器多次重合以及與保護(hù)動作時間的相互配合，實(shí)現(xiàn)故障的自動定位、隔離和恢復(fù)供電；
(3)可直接從電網(wǎng)上獲取電源，不需要外加不間斷電源。
2、架空線路集中智能模式
線路故障處理方式有兩種：單元控制式和集中控制式。集中控制式是指現(xiàn)場的FTU將檢測到的故障信息上傳給主站，由主站根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)時拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，按照一定的算法進(jìn)行故障定位，下達(dá)命令給相關(guān)的FTU，使開關(guān)跳閘隔離故障。此后，主站通過計(jì)算，考慮網(wǎng)損、過負(fù)荷等情況，確定最佳恢復(fù)方案，命令有關(guān)FTU完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移。以下是斷路器、分段器加FTU的故障處理模式。
分段器不具有重合功能，F(xiàn)TU檢測到變電站出口斷路器兩次切斷故障電流并且線路連續(xù)失壓一定時間后上報(bào)故障給主站，由主站根據(jù)FTU故障信息，確定故障區(qū)域。通過遙控進(jìn)行故障隔離與恢復(fù)非故障區(qū)供電[6-7]。故障定位基本原理就是故障點(diǎn)前的F-TU能夠檢測到故障電流，故障點(diǎn)后的FTU檢測不到故障電流，從而確定了故障區(qū)域。該供電方案的線路分段及故障分析如圖1至圖7所示。故障處理過程如下：
(1)線路正常供電時，K7為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，處于斷開位置，其余開關(guān)處于合閘位置。每臺環(huán)網(wǎng)柜由一臺控制器監(jiān)測控制，監(jiān)控中心通過子站通信機(jī)查詢各FTU的監(jiān)測數(shù)據(jù)，如圖1所示。
(2)當(dāng)A點(diǎn)發(fā)生短路故障時，變電站斷路器CB1跳閘，線路開關(guān)仍處于合閘位置，監(jiān)控中心查詢到FTU上報(bào)數(shù)據(jù)，開關(guān)K1、K2報(bào)送故障電流信號，其余開關(guān)無故障電流，如圖2所示。
(3)監(jiān)控中心綜合上報(bào)信息，判定故障段在A處，發(fā)遙控命令使FTU操作開關(guān)K2分閘，如圖3所不。
(4)監(jiān)控中心通過FTU查詢K2狀態(tài)，確認(rèn)成功分閘后，令CB1合閘，恢復(fù)除故障段A夕}的所有正常區(qū)域的供電，如圖4所示。
(5)當(dāng)B點(diǎn)發(fā)生短路故障時，變電站的CB1跳閘，線路開關(guān)仍處于合閘位置，監(jiān)控中心查詢到FTU上報(bào)數(shù)據(jù)，Kl、K3報(bào)送故障電流信號，其余無故障電流，如圖5所示。
(6)監(jiān)控中心綜合上報(bào)信息，判定故障段在B處，發(fā)遙控命令使FTU操作開關(guān)K3、K4分閘，如圖6所示。
(7)監(jiān)控中心通過FTU查詢K3、K4狀態(tài)，確認(rèn)K3、K4分閘后，令CB1合閘，恢復(fù)故障前端區(qū)間的供電，同時監(jiān)控中心令聯(lián)絡(luò)開關(guān)K7合閘，將故障后端區(qū)間負(fù)荷由另一變電站轉(zhuǎn)供，至此所有非故障區(qū)間恢復(fù)供電，如圖7所示。
3、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及特點(diǎn)
監(jiān)視配網(wǎng)運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)10 kV變電所的開關(guān)位置、繼電保護(hù)、電壓、電流、功率、有功和無功電度量的遠(yuǎn)方監(jiān)視，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行方式；快速發(fā)現(xiàn)故障和異常，快速隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障區(qū)域供電，減少停電時間、停電面積；合理控制無功負(fù)荷、電壓水平，改善電壓質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)位置、母線電壓、線路電流、有功、無功電度量的監(jiān)視；當(dāng)10 kV電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時，能夠自動記錄故障參數(shù)。
4、結(jié)語
配電自動化技術(shù)已經(jīng)比較成熟，隨著電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展，自動化設(shè)備功能越來越強(qiáng)，集斷路器、傳感器、FTU和通信設(shè)備為一體的配電線路自動化開關(guān)可供選擇的型號很多，性能可靠，通過對配電網(wǎng)實(shí)施自動化改造，可以取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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