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摘要：电力系统的自动化发展离不开科学技术的完善支持，融合多种技术，为了有效促进电力系统的可靠、安全、长效、经济及稳定运行，本文从电力系统的自动化发展现状入手探讨了各类现代化技术应用发展方向，分析了电力自动化系统设计的原则和设计方案，对提升电力系统的自动化控制水平与综合服务效益有重要的实践意义。
关键词：电力自动化系统；原则；設计方案
Abstract:The power system automation development is inseparable from the perfect support of the science and technology, it integrates multiple techniques, in order to effectively promote the power system security, reliable, effective, economic and stable operation ,this article explores all kinds of modern technology application development direction, analyses the electric power automation system design principle and scheme, from the current power system automation development situation , which has the important practical significance to improve the automation control level and comprehensive service efficiency.
Key words: power automation system; principle; design scheme
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：2095-2104
电力系统自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域；随后，将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减少了停电范围，提高了供电可靠性，减少人工操作带来操作效率低下。
1、电力系统自动化发展现状
1.1 电网调度的自动化发展
电力自动化系统以计算机控制为核心，将信息、计算机及自动控制技术有效集成，构建针对信息资源的收集、监测显示系统以及实时分析、计算与控制系统等。系统中包含远动装置系统及主站调度系统，用以全面监控电网的整体运行状态，能够及时的调整线路出现的故障，为调度操作人员以战略化视角对全网实施运筹帷幄的控制、指挥电力系统电网的安全、经济与稳定运行发挥了重要的推动作用。自动化系统能够对电网实施常规监控，确保其在正常标准下提升供电质量、满足用户用电需求，及时地发现供电过程中存在的问题，并及时通知给工作人员，能够有效的预防供电事故的发生。通过自动化的调度手段实现对电网运行的经济调度，以促进耗能的节约，能够提高用电效率和提高工作人员的工作效率。
1.2 变电站自动化发展
我国电力系统的综合发展令各类电力保护技术、远动功能、故障录波、站内实时监控等综合功能得以充分发挥及优势组合，为变电站的综合自动化发展奠定了坚实的基础，提高了电力系统的稳定性，有效取代了传统常规的变电站测量系统，例如录波器、变送器及指针仪表等，同时也令常规化的控制盘操作、无功补偿手控装置逐步退出历史舞台。创新构建了综合、多功能的远动控制装置，令变电站各类装置及保护信息合理融为一体，与上级调度控制中心可实现实时的通信传输，令变电站的自动化水平上升到全新的高度，有效提升了调度中心对下层变电站的全过程运行及远程操作的综合监控能力。并为未来全面实现无人值班的变电站自动化控制打下了坚实的基础。
1.3 配电网自动化发展
当前我国电力行业对配电网的自动化发展研究构建了较多试点，改变单纯依靠传统的人工式经验操作显然无法适应电力系统的综合发展需求，易造成顾此失彼的不良局面。从配电主站到子站再到馈线终端科学构成了三层结构，并将光纤通信网络作为系统主干传输网，该通信方式及结构布设方案得到了普遍认可。其中馈线的自动化可有效基于光纤通信介质进行建立，并令其终端快速进行彼此通信，充分激发馈线的自动化优势性能，令全新的配电自动化智能系统的完善建立成为可能。因此在未来的发展中我们应将研究方向明确细化。致力于构建综合的智能化、数字化、网络化配电自动化系统。
2、配电网自动化的应用原则
2.1 适应性原则。适应城乡经济条件的原则，保证供电的公平和公正，由于我国农村经济相对落后，因而不能照搬发达国家的配电网自动化模式，应该立足国情，结合当地实际条件以解决配电网的实际问题和符合供电可靠性及用户的要求为目的，将有限的资金有效地投入配网自动化中去，为提供用户的用电服务提供便利。随着“网改”的不断发展，配电网无论在线路长度和设备容量上也在不断增长，配电网自动化应该能适应发展了的配电网，反过来，发展的配电网，更需要实现自动化。
2.2 逐步完善的原则。配电网自动化是一项综合性系统工作，需要逐步推动这项工作，最基本的条件是应具有较为完善的多路电源的配电网点，涉及到城市建设，配电网规划，设备选择等一系列繁杂工程，内容丰富，技术性强，要求工作人员的操作技术能力比较强。对于配网自动化的发展应实行分期、分阶段进行。第一阶段为初级阶段，变电站出线以自动重合闸作保护，线路上装多组自动配电开关，建立电压控制系统。第二阶段在第一阶段的基础上，增设通信及控制设备，各分支线自动配电开关由供电所实现控制，对负荷进行调配。第三阶段增加各供电所与配电管理中心的通信，将各点信号传送到配电管理中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。
2.3 采用电流控制式的原则。由于重合断路器经常有合分操作以及瞬时性故障时自动重合，使得配电开关频繁动作，导致设备可靠性降低，影响使用寿命。另外，自动配电开关有个合闸延时时间，故障时在并联组数较多的线路，最末级完成合闸的时间达几十分钟，合闸时间明显大于故障判断时间，影响供电的连续性，这样能够保证不会因为一个故障，影响用户的用电。
3、配电网自动化模式方案
变电站主断路器与馈线断路器配合方案由变电站出线保护开关和馈线开关相配合，并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构，推行配电网“手拉手”，变电站出线保护开关具有多次重合功能，重合命令由微机控制，线路开关具有自动操作和遥控操作功能，开关具有自动操作和遥控操作功能，远动装置，事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断，确认故障范围后，发令使故障段开关断开。
自动重合器方案。此方案是将两电源连接的环网分成有限段数，每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时，由上一级重合器开断故障，尽可能避免由变电站断路器进行分合。当任一段故障时，应使故障段两端重合器分断，对故障进行隔离，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。
自动重合分段器方案。每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断。此方案在时间设置上，应保证变电站内断路器跳开后，线路断路器再延时断开。通过实时监控系统，监测每条线路上的负荷运行情况，及时发现不安全因素，消除事故隐患，使配电网安全运行。通过系统监测功能及时发现用户计量表故障，防止窃电，避免用电量损失。具备可靠的、高速率的通讯。具备完善的、能识别故障电流的、满足室外恶劣环境的故障控制器，以及实现断路器远方操作。能通过系统监测功能及时计算线路线损使线路能在最佳的经济状态下运行。
馈线自动化模式：就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现；计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。就地与远方监控混合模式，采用断路器(重合器)智能型负荷开关，并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。
4、结语
近几年来，随着电力事业的发展，各种新电器广泛应用于生活、生产，给人类带来了巨大的便利，但同时，也使人类社会对电的依赖日益加深。电力作为一种商品进入市场；配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。通过对配电自动化的合理规划，以及在此基础上配网自动化的实施，必将使电网运行于安全、可靠、经济、优质、高效的状态。同时也可以减少因停电造成的电费损失，提高设备的利用率，降低运行维护费用，降低线损，最大限度地提高电力企业的经济效益。
参考文献
[1]蔡桂龙，金小达.配电自动化系统通信方案设置[J].电网技术，2009（4）.
[2]高爱国.工业变电站监控组态软件的设计与开发[D].华北电力大学(河北),2010.
[3]张继雄.变电站自动化系统选型中应注意的问题[J].内蒙古电力技术.2010(02).
[4]赵云涛.我国电力系统自动化发展趋势分析[J].河南科技,2011(8).
关键词：电力自动化系统；原则；設计方案
Abstract:The power system automation development is inseparable from the perfect support of the science and technology, it integrates multiple techniques, in order to effectively promote the power system security, reliable, effective, economic and stable operation ,this article explores all kinds of modern technology application development direction, analyses the electric power automation system design principle and scheme, from the current power system automation development situation , which has the important practical significance to improve the automation control level and comprehensive service efficiency.
Key words: power automation system; principle; design scheme
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：2095-2104
电力系统自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域；随后，将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减少了停电范围，提高了供电可靠性，减少人工操作带来操作效率低下。
1、电力系统自动化发展现状
1.1 电网调度的自动化发展
电力自动化系统以计算机控制为核心，将信息、计算机及自动控制技术有效集成，构建针对信息资源的收集、监测显示系统以及实时分析、计算与控制系统等。系统中包含远动装置系统及主站调度系统，用以全面监控电网的整体运行状态，能够及时的调整线路出现的故障，为调度操作人员以战略化视角对全网实施运筹帷幄的控制、指挥电力系统电网的安全、经济与稳定运行发挥了重要的推动作用。自动化系统能够对电网实施常规监控，确保其在正常标准下提升供电质量、满足用户用电需求，及时地发现供电过程中存在的问题，并及时通知给工作人员，能够有效的预防供电事故的发生。通过自动化的调度手段实现对电网运行的经济调度，以促进耗能的节约，能够提高用电效率和提高工作人员的工作效率。
1.2 变电站自动化发展
我国电力系统的综合发展令各类电力保护技术、远动功能、故障录波、站内实时监控等综合功能得以充分发挥及优势组合，为变电站的综合自动化发展奠定了坚实的基础，提高了电力系统的稳定性，有效取代了传统常规的变电站测量系统，例如录波器、变送器及指针仪表等，同时也令常规化的控制盘操作、无功补偿手控装置逐步退出历史舞台。创新构建了综合、多功能的远动控制装置，令变电站各类装置及保护信息合理融为一体，与上级调度控制中心可实现实时的通信传输，令变电站的自动化水平上升到全新的高度，有效提升了调度中心对下层变电站的全过程运行及远程操作的综合监控能力。并为未来全面实现无人值班的变电站自动化控制打下了坚实的基础。
1.3 配电网自动化发展
当前我国电力行业对配电网的自动化发展研究构建了较多试点，改变单纯依靠传统的人工式经验操作显然无法适应电力系统的综合发展需求，易造成顾此失彼的不良局面。从配电主站到子站再到馈线终端科学构成了三层结构，并将光纤通信网络作为系统主干传输网，该通信方式及结构布设方案得到了普遍认可。其中馈线的自动化可有效基于光纤通信介质进行建立，并令其终端快速进行彼此通信，充分激发馈线的自动化优势性能，令全新的配电自动化智能系统的完善建立成为可能。因此在未来的发展中我们应将研究方向明确细化。致力于构建综合的智能化、数字化、网络化配电自动化系统。
2、配电网自动化的应用原则
2.1 适应性原则。适应城乡经济条件的原则，保证供电的公平和公正，由于我国农村经济相对落后，因而不能照搬发达国家的配电网自动化模式，应该立足国情，结合当地实际条件以解决配电网的实际问题和符合供电可靠性及用户的要求为目的，将有限的资金有效地投入配网自动化中去，为提供用户的用电服务提供便利。随着“网改”的不断发展，配电网无论在线路长度和设备容量上也在不断增长，配电网自动化应该能适应发展了的配电网，反过来，发展的配电网，更需要实现自动化。
2.2 逐步完善的原则。配电网自动化是一项综合性系统工作，需要逐步推动这项工作，最基本的条件是应具有较为完善的多路电源的配电网点，涉及到城市建设，配电网规划，设备选择等一系列繁杂工程，内容丰富，技术性强，要求工作人员的操作技术能力比较强。对于配网自动化的发展应实行分期、分阶段进行。第一阶段为初级阶段，变电站出线以自动重合闸作保护，线路上装多组自动配电开关，建立电压控制系统。第二阶段在第一阶段的基础上，增设通信及控制设备，各分支线自动配电开关由供电所实现控制，对负荷进行调配。第三阶段增加各供电所与配电管理中心的通信，将各点信号传送到配电管理中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。
2.3 采用电流控制式的原则。由于重合断路器经常有合分操作以及瞬时性故障时自动重合，使得配电开关频繁动作，导致设备可靠性降低，影响使用寿命。另外，自动配电开关有个合闸延时时间，故障时在并联组数较多的线路，最末级完成合闸的时间达几十分钟，合闸时间明显大于故障判断时间，影响供电的连续性，这样能够保证不会因为一个故障，影响用户的用电。
3、配电网自动化模式方案
变电站主断路器与馈线断路器配合方案由变电站出线保护开关和馈线开关相配合，并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构，推行配电网“手拉手”，变电站出线保护开关具有多次重合功能，重合命令由微机控制，线路开关具有自动操作和遥控操作功能，开关具有自动操作和遥控操作功能，远动装置，事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断，确认故障范围后，发令使故障段开关断开。
自动重合器方案。此方案是将两电源连接的环网分成有限段数，每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时，由上一级重合器开断故障，尽可能避免由变电站断路器进行分合。当任一段故障时，应使故障段两端重合器分断，对故障进行隔离，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。
自动重合分段器方案。每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断。此方案在时间设置上，应保证变电站内断路器跳开后，线路断路器再延时断开。通过实时监控系统，监测每条线路上的负荷运行情况，及时发现不安全因素，消除事故隐患，使配电网安全运行。通过系统监测功能及时发现用户计量表故障，防止窃电，避免用电量损失。具备可靠的、高速率的通讯。具备完善的、能识别故障电流的、满足室外恶劣环境的故障控制器，以及实现断路器远方操作。能通过系统监测功能及时计算线路线损使线路能在最佳的经济状态下运行。
馈线自动化模式：就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现；计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。就地与远方监控混合模式，采用断路器(重合器)智能型负荷开关，并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。
4、结语
近几年来，随着电力事业的发展，各种新电器广泛应用于生活、生产，给人类带来了巨大的便利，但同时，也使人类社会对电的依赖日益加深。电力作为一种商品进入市场；配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。通过对配电自动化的合理规划，以及在此基础上配网自动化的实施，必将使电网运行于安全、可靠、经济、优质、高效的状态。同时也可以减少因停电造成的电费损失，提高设备的利用率，降低运行维护费用，降低线损，最大限度地提高电力企业的经济效益。
参考文献
[1]蔡桂龙，金小达.配电自动化系统通信方案设置[J].电网技术，2009（4）.
[2]高爱国.工业变电站监控组态软件的设计与开发[D].华北电力大学(河北),2010.
[3]张继雄.变电站自动化系统选型中应注意的问题[J].内蒙古电力技术.2010(02).
[4]赵云涛.我国电力系统自动化发展趋势分析[J].河南科技,2011(8).