农村配电网自动化水平提升探究

1农网现状

我国农村配网的容量为100~200MVA,城市配网的容量为200~300MVA.与城市配网相比，农村供电网架的结构比较薄弱，仍采用传统设备，线路损耗大，供电的可靠性和安全性难以得到保障，因此我国农村电网的发展水平和城市电网相比，仍存在着较大的差距，尤其是在电网的供电能力和技术装备上，整体的水平远不及城市电网的发展。而且农村配网的建设缺乏足够资金支持，改造进程缓慢，再加上地理位置等条件的影响，改造难度大。

我国农网尚未形成统一的信息化建设，造成了资源的浪费，并存在重复开发的现象。农村一般配有大面积的低压电网，在电网建设初期采用的标准较低，因而导致结构不完善。而后随着越来越多用户的加入，用电负荷增大，使得网架结构更趋于不合理;同时，受到供电的限制，农网抗灾害和抗故障的水平极大地削弱了。由于地区的负荷量逐渐增大，早期建设的线路的负荷也随之增大，从而出现不能和配电变压器适应的情况;农村配网的供电半径较大，常出现供电半径的配置不符合实际负荷的情况，具有较高的线损率，影响计量效果，用户侧的电压普遍较低，供电可靠性难以得到保障。由于线路的设备大多老化，自动化水平和智能化水平较低，因此直接影响了电网运行的效率，并增加了供电的成本，不利于电网实现安全可靠运行。

2农村配网自动化设计

2.1柱上开关和故障指示器的配合

若配网发生故障，则要及时查找故障区域，并打开柱上开关，将故障区域隔离，从而恢复其它非故障区域的供电。虽然这种方式不需要借助通信手段，投资相对较少，但是恢复供电的过程较慢，停电后需要较长的等待时间。

若馈线的分段越多，则转移负荷的时间就会越长，所以该方案的自动化水平较低。

2.2智能化开关设备间的配合

通过智能化开关和相关设备的配合，可自动隔离故障，并恢复供电。这种方式下，需要多次分合开关来完成故障的隔离，其自动化水平较高，也不用建立复杂的通信系统。

2.3分布式智能控制方式

在馈线开关和旁边的开关监控装置间建立通信通道，可进行故障的自动隔离。这种方式的柱上开关具有电动操作机构，馈线终端单元可对电流、电压、开关状态信号进行检测，经比较处理后记录故障开关的状态，并传送到靠近开关的馈线终端单元，实现点对点的通信，从而识别出故障发生区域，隔离故障，恢复非故障区域供电。这种方式处于向配网自动化过渡的阶段。

2.4集中远方控制方式

由开关设备和监控终端集成的智能化装置可采集和传输数据，具有一定的控制功能，能和配调中心进行通信。

计算机控制中心可对线路进行遥控，还能准确定位故障区域并进行有效隔离，恢复非故障区域的供电。这种方式需要有复杂的通信通道的支持，具有更为先进的技术，处于配网自动化的最高级阶段，但是投资较大，结构更复杂，对技术条件的要求高，很多因素都会影响供电的可靠性和安全性。

3馈线自动化设计

要根据配网的特点来选择与之匹配的自动化技术，及时处理电网线路中发生的故障，并能对故障进行隔离，恢复非故障区域的用电。

3.1重合器+电流+时间型分段器的处理方式

重合器+电流+时间型分段器的处理方式在单电源且层次较少的辐射状农网中被广泛应用，是农网中最常见的类型。重合器主要用于开关线路的负荷电流、短路电流。

分段器在分闸时需要满足三个条件：第一，故障电流大于额定电流;第二，计数的次数达到了整定值;第三，线路失压。将分段器的整定次数和重合器的重合次数相互配合，使分段器在重合器合闸后才动作。

重合器+电流+时间型分段器的配合使用，有利于处理不同区域的故障情况，还可在分段器上安装故障远传器，用于收集、发送设备的运行情况，也可通过远程计算机监测设备的运行状况，并由地理信息系统进行定位。

3.2重合器+电压+时间型分段器的处理方式

重合器+电压+时间型分段器的处理方式中，运用了具有两次重合功能的重合器。通常，第一次合闸的时间较长，大约为15s;而第二次合闸的时间较短，一般为5s.

利用这种分段器可实现两种功能：第一，作为分段开关，当线路在平稳运行时，分段器呈现闭合状态;第二，作为联络开关，当线路在平稳运行时，分段器内部的故障检测继电器可动作，对这两种功能进行转换。

电压+时间型分段器需要整定的参数主要有两个。第一个是X合闸时限，主要是指在给分段器电源加上电压后那一刻开始计时，直到分段器合闸。第二个是Y时限，也称为故障检测时间，主要是指在断开分段器后，若在Y时限能持续检测到电压，则当分段器再次失压后将不会出现闭锁的情况，当馈线来电后，经X时间分段器后仍会闭合;当其在Y时限，处于无电压的状态时，分段器可开始分闸闭锁的动作，此时若进行通电，则分段器也不会出现合闸的情况。

4配网地理信息系统设计和应用

在对县级供电企业的配网进行规划时，由于其电气设备结构较复杂，且管辖的区域较广，因此在农网运营的过程中需借助一个基础平台进行统一管理和规划。在配电图资地理信息系统中，最主要的就是地理信息系统，它可充分利用计算机图形和数据库技术，展示地理信息图形和各属性之间的关系，从而实现不同平台之间的数据共享。

要充分结合农村实际情况，运用先进的设计思想，实现农网信息化、自动化，建立统一的电网设备模型，推动配网的一体化。将谷歌地球引入系统，从而推动电网可视化和集成功能的实现。其中，功能的实现主要依赖于电网规划设计和输变配电的运行，同时融合一些系统的接口。

配电图资地理信息平台系统从整体上可分为三个重要的部分：一是配电线路GIS,结合农网实际需求，利用数据库编程，对网络接线进行拓扑分析，以便寻找到更好的运行方式;二是变电站GIS,可显示设备的运行状态和出线状态，对供电范围进行细节上的处理;三是报装管理GIS,通过搜索客户的地理位置，既可帮助客户设计接电方案，还可快速到达抢修地点。

在农网线路中，高压线损率要低于10%,低压线损率要低于12%.农户用电要采用一户一表计费的方式，依据农户用电负荷，对电能表进行配置。依据国家相关规定，农网改造过程中要按既定规范进行设计和施工，以提高供电的稳定性和可靠性。

5结束语

近年来，随着现代化建设的飞速发展，城市配网运用了大量的先进技术，可基本实现自动化，而农村配网的自动化水平还不完善，因此要对农网线路和配电变压器进行改造，利用计算机进行统一控制管理，提高配网的自动化水平。农村配网自动化设计可根据实际需求采用多种类型，推动自动化技术发展，同时要优化馈线设计，运用现代地理信息系统，提高农网的改造水平。

参考文献

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