自动化开关设备对配网可靠性的影响研究

第16期

2019年8月No.16 August，2019

近年来，随着经济发展水平的逐渐提升，生产、生活用电的规模和数量均呈现高速增长的态势，现代社会对于电能的需求量和依赖度越来越大，对于配网能够安全、平稳、可靠的供电也提出了更高的要求。配网作为电力系统中的关键环节，其设备先进性和自动化水平是影响供电安全与可靠性的核心要素。目前，在电力体制改革和技术革新的推动下，配电网的自动化建设水平得以优化，但是因为技术落后、管理失当，配网可靠性水平仍然堪忧。根据实践调查发现，80%以上的供电事故均源于配网的故障问题。为此，以配网可靠性指标要求为引领，通过自动化开关设备来提升配网自动化水平，对于提升配网供电可靠性具有重要的影响。

1 配网可靠性的相关内容

配网作为联系电源与用户的终端环节，其可靠性是影响供电质量与安全的关键指标，对于用户安全用电需求、供电企业经济效益等均有重要的影响性，是国际配网建设和管理中应用最广泛、最核心的指标，彰显了“人民电业为人民”的电力服务宗旨[1]。目前，在衡量配电网可靠性时，用户平均停电时间是国际通用的指标之一，为有效衔接国际水平，我国也将其定位配网可靠性优化管理的主要内容。随着配网结构、网络规模的不断扩展，要规避停电事故、提升可靠性，需要坚强的主网、配电网网架和灵活的配网接线方式，卓越的停电管理水平以及先进的配电网装备技术水平，因此，配电网的自动化建设成为必然需求

配电网网络规模大、结构复杂、设备组成多样，为此，其可靠性水平受诸多因素的影响，增加了其评估和优化难度。为此，如何找准配网可靠性核心指标要素，把控用户的安全用电需求，是针对性地进行配网自动化建设的基础和前提。通常，配网可靠性主要受停电时间、停电频率等不同因素影响，在配网自动化建设中应该以不同的指标来衡量配网可靠性，并进行优化性建设。根据理论与实践经验，目前，配网可靠性指标主要分为负荷点和系统两类指标，前者主要用于测度单个负荷点的可靠性，具体可用负荷点平均故障率、平均停电持续时间、平均停电时间；而后者则是针对配网整体进

行的可靠性测评，涵盖了系统平均停电频率、平均停电持续

时间、用户平均停电频次、用户平均停电持续时间。鉴于配网以用户安全用电需求为服务宗旨，本文将以后两者为研究重点，其中，用户平均停电频次是指一年内全部用户累计停电次数除以用户人数，公式为：

（1）

式中，

M i 为配网停电负荷点i 的用户数量。用户平均停电持续时间是一年之内用户平均每次停电时间，以全部用户停电时间总数除以停电总次数，计算公式为：

（2）2 基于自动化开关设备的配网自动化建设2.1 配网自动化建设的需求

配网涵盖了架空线路、杆塔、电缆、变压器、隔离开关、无功补偿装置等各类设备，其功能的多元化决定了设备种类和数量的多样性[2]，且因为运行环境多为室外的环境，受多种因素干扰，加之配网自身结构和网络的复杂性，极易引发各类故障的频发。结合上述分析可知，配网可靠性是确保用户安全用电、电力企业经济效益的基础支撑，为提升配网可靠性，实现安全稳定供电，需要定期对配网进行故障的自动化检测、排查和处理。但是因为配网线设备繁杂、线路较长，传统的人工故障检测和排查方法不仅耗时耗力，且效率和检测准确度较差。为此，依托于计算机技术、电子通信技术和网络技术等，整合和利用分段器、自动重合器等自动化开关设备，进行配电网自动化建设，可实时、智能化地检测配网可靠性运行状态，以便及时发现、定位故障，并通过自动隔离快速进行故障处理。可见，基于自动化开关设备的配网自动化建设，不仅能够弥补人工故障检测劳动强度大、故障处理慢的缺点，而且在故障定位准确性和处理效率上更胜一筹。

作者简介：黎颖茵（1993— ），女，广东云浮人，助理工程师，学士；研究方向：配网运维。

摘 要：配电网作为连接电源与用户的终端支撑节点，其自动化水平直接影响着供电可靠性，文章结合配网可靠性的相关内容，

以配网自动化的应用需求和结构组成为依据，来阐释自动化开关设备对于配网可靠性的具体影响，进而探究优化措施。关键词：配网可靠性；自动化开关设备；分段器；自动重合器自动化开关设备对配网可靠性的影响研究

黎颖茵

（广东电网公司佛山三水供电局，广东 佛山 528100）

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第16期2019年8月

No.16

August，2019

2.2 自动化开关设备的构成

集中馈线自动化系统作为配网的重要构成，是监测配网运行可靠性的应用支撑，主要利用计算机、网络通信技术来实时采集配网故障数据、反馈故障问题。一旦配网可靠性发生问题，将自动进行故障定位、隔离和处理，以快速掌控故障维护时间，控制停电事故发生率。而这一功能的实现是通过重合器、柱上断路器、分段器等自动化开关设备，来实现配网故障的自动隔离和恢复非故障区的供电，为此，对于配网可靠性影响最大的自动化开关设备包含如下几类。

2.2.1 重合器

重合器自动化开关设备配置了故障自动判定和隔离的功能，且布设和应用方式灵活多样，可便捷地安装至户外柱上，且不受配网恶劣的运行环境影响。通常，配网主干线上多利用重合分段器进行串并联配合，分支线的故障诊断设备以分类器为支撑，线路故障则由重合器结合保护，配合要求自动动作。两条线路、两个电源联络以三开关四分段更为合理，其对于配网供电负荷分配、自动化故障检测、保护定值和一二次设备的配合具有重要影响。据此，重合器该种功能势必会促进配网自动化水平提高，从而更好地满足配网可靠性的检测需求。

2.2.2 柱上断路器

柱上断路器自动化开关设备在配网故障时，可自动分闸。虽然对于过电流脱落依赖性强，且无法选择保护配合，然而其具有遥控功能，配网设备故障的信号可经由FTU直接传送至监控室，经由对比再发出指令，由变电站开关执行故障跳闸操作。该设备需要融合计算机、通信系统，应用投入较高，依赖于计算机系统，故障处理的速率可能受多种因素的影响。

2.2.3 分段器

分段器自动化开关设备与其他的分类器比较，体现出更优的自动化功能，可自动接收配电网传输的电信号、自动延时合闸，并可根据停电的时间来快速判定故障。但因为分段器为负荷开关，无法断开短路故障电流。一般，在配网线路发生故障时，可利用断路器跳闸，再依据预设的时间自动合闸，在合闸至故障线路时，自动分闸并锁闭不再合闸，该设备的故障诊断配合能力较优。

3 自动化开关设备对配网可靠性的影响分析

3.1 自动化准确定位故障

配网一旦发生故障，会造成停电事故，但传统电网无法快速、准确进行故障定位，影响了故障处理的及时性，这将从根本上影响配网可靠性，造成无法正常供电。在配网自动化建设的逐步推进下，各类自动化开关设备被引入，能够自主定位和测算故障位置。在配网发生故障时，利用这些设备便可快速测定故障发生的相关范围，且准确性较高。在找准故障位置后，配网管理维修人员便可快速展开抢修、维护工作，节省故障定位、检测的时间，为故障的及时抢修提供更充足的时间，以从根本上提升配网可靠性维护的效率，实现配网安全供电。

3.2 优化配网可靠性供电性

自动化开关设备作为配网自动化建设的核心支撑，可快速定位、诊断和处理故障，在促进配网可靠性供电上具有重要的效用，尤其自动化反馈系统是配网可靠性运行监测的基础。在相关设备完成故障定位后，需要对故障信息进行自动化反馈和跟踪处理，而自动化反馈系统正迎合了上述需求[3]。从实践来看，由分段器、重合器等自动化开关设备组成的自动化反馈系统，可实现配网的自动化一体化控制，能够及早发现配网的早期故障，准确查找故障点位置，自主控制故障扩散范围，并在故障定位后，通过应急维护措施，在短时间内将配网恢复至正常运行状态，由此提升故障诊断、判定的效率，为配网可靠性供电提供有效保障。

4 结语

配网可靠性是衡量供电质量与水平的核心指标，体现了配网建设、管理水平，直接影响用电安全性和供电企业经济效益。但是在大规模、高负荷的用电需求驱动下，加之配网结构复杂、设备构成多样，很容易产生可靠性问题，此时，引入自动化开关设备来优化配网自动化水平，以快速、准确进行故障检测、定位与隔离，可确保配网持续安全供电，降低故障损失，这对于提升配网可靠性水平、满足用户安全用电需求具有重要的现实意义。

[参考文献]

[1]魏萍宏.探析配网自动化对供电可靠性的影响及对策[J].建材与装饰，2019（5）：238-239.

[2]罗家杰.配电网自动化建设与配网运行管理探讨[J].科技与创新，2018（16）：113-114.

[3]陈东新，武志刚.配电自动化终端布点优化的动态规划研究[J].电力系统保护与控制，2017（12）：1-8.

Study on influence of automatic switchgear on distribution network reliability

Li Yingyin

（Foshan Sanshui Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid, Foshan 528100, China）

Abstract：As the terminal support node connecting the power supply and the user, the distribution network directly affects the reliability of the power supply. The article combines the relevant content of the distribution network reliability, based on the application requirements and structural composition of the distribution network automation, to explain the automation switch. The specific impact of the equipment on the reliability of the distribution network, and then explore the optimization measures.

Key words：distribution network reliability; automatic switchgear; segmenter; automatic recloser

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