结合配网运行实际的配电自动化终端解决方案

配网是整个电力系统的末端，直接面向终端用户，供电可靠性和供电质量要求越来越高。目前国内配网基础设施和结构相对比较薄弱；供电质量较差，电压水平低，网损率高；配电自动化程度还较低。配网的总体水平已不能满足终端用户日益增长的用电需求，大规模的配网自动化改造和建设正在积极展开。

配网自动化是建立在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制以及用电和配电管理的自动化，最终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统在线的、准实时的闭环控制。配电自动化终端作为配网自动化系统的重要基础部分，要求其功能完善、工作可靠、扩展简单以及维护方便。

本文在分析典型配电自动化方案基础上，结合配网运行实际，提出一种配电自动化终端方案，以期能够解决配网当前存在的实际问题。

典型配电自动化方案分析

考虑到各地方配电网的复杂性，不失一般性，配电网可以以如下拓扑示意：

图一中，变电站的10kV出线配置断路器和相应的保护，主线路上采用分段开关分段，各分支线路采用负荷开关的配置，所有开关均带电动分、合闸功能。由于分段开关和负荷开关均不能开断短路电流，因此不配置保护。故障区段查找、隔离以及恢复供电目前大致有两种方案：

其一，依靠自动化开关设备反复配合动作来自动实现。在故障情况下，由变电站出线断路器配置的保护切除故障，这时会造成全线失电，然后分段开关、负荷开关由于失压而跳闸，然后再由变电站的断路器合闸后，依次合负荷开关和分段开关来检测故障点，当然还存在断路器再次跳闸、再次合闸的可能，造成对负荷（尤其是变压器）的多次冲击，停电时间长。

其二，依靠分布在分段开关上的FTU采集故障信息，通过通信网络上传调度集中控制，通过遥控将故障隔离并恢复非故障区段供电。该方案减少了开关的反复动作，提高了设备运行安全，自动化程度高，对通信系统依赖很强。

已有的配网自动化方案都是集中在配网主网架的故障隔离和网络重构上，从理论上来说，这些方案都具有可行性，但在实际应用中都遇到了许多问题，导致系统并不能发挥其应有的效果，如：通信方式及通信系统稳定性、故障判别元件的灵敏度配合、环境适用性、电源的可靠性等方面或多或少存在问题，应用的效果并不好。

综合配电自动化终端设计

根据配网系统实际运行的统计，故障一般位于分支回路上，主回路上发生故障的概率并不大，而改造配网的出发点应该是能够实际解决问题，如果能将分支线路的故障快速切除，将可以解决配网大部分的问题，即故障快速隔离、提高供电可靠性。

配网供电质量较差，改善供电质量的通常做法是在配网上安装无功补偿装置。为了能够减少电力用户内部各条配电线路的电能损耗，提高配网的功率因数，采用分散无功补偿方式比较合适，即在分支线路公用配变低压侧、用户的配电母线上安装无功补偿装置。

考虑到上述情况，笔者提出分支线路配置集保护测控、无功补偿、无源自供电、多种通信接口功能于一体的配电自动化终端。

首先，将分支线路的负荷开关更换为真空断路器，为分支线路配置专门的保护。

在分支回路故障情况下，由分支线路断路器切除故障，可以实现保护级的故障隔离。已有的配网自动化无论采用何种方案，故障隔离均不可能达到保护级（也就是能在1s内隔离故障），一般的时间为几十秒或数分钟，而采用此方案，故障切除可以在1s内可靠完成，大大缩短了停电时间，提高了供电可靠性。

分支线路配置保护大大简化了保护配合，所有分支回路的保护独自整定，不需要和其他回路配合，如果分支回路下还有分支（如开闭所），则可以同下面的分支回路的保护进行时间上的配合即可，变电站的线路出线保护只需要同所有分支回路保护的最长延时配合，有一定级差即可，保护整定和配合都非常简单。