三论我国中低电压等级变电站自动化的发展策略
刘清瑞(上海申瑞电力科技股份有限公司,上海 200233)
许树荆(天津电力局西青供电局,天津西青 300330)

摘 要:本文根据广大农村电网的结构和设备特点以及在实现农村中低电压等级变电站自动化工作中发现的问题,提出了一种采用熔断器、重合器、分段器、RTU、扩频通信来全面实现农村中低电压等级变电站自动化及无人值班的方法。并着重指出,在广大农村电网实现变电站自动化和无人值班,应该贯彻因地制宜、适度超前的原则。
Abstract: Based on the practice of the substation automation in rural areas, an automation schem is proposed using fuse, reclosure, sectioner, RTU, wide spectrum communication equipment. It is emphasized that the principle of taking full consideration of local conditions and proper excess should be implemented during the process of unmanned substation and automation.
关键词:中低电压等级 变电站 自动化 发展策略
Keywords: medium and low voltage, substation, zutomation, development strategy

一、引言
  在电力系统全面推进“公司制改组、商业化运营、法制化管理”的新形势下,对电力自动化的发展提出了更高的要求。作为电力系统重要组成部分的各电压等级的变电站,伴随着综合自动化和无人值班的实施与推广,日益得到有关人员的重视,并迅速由城市地区扩大到农村地区。
   在《简论我国中低电压等级变电站自动化的现状及发展策略》[1]、《再论我国中低电压等级变电站自动化的发展策略》[2]两文中,笔者重点讨论了城市供电的中低压变电站自动化的发展策略,从两年多的实践看来,基本上与笔者的建议思路一致,并取得了令人瞩目的成果。不仅获得了可观的经济效益和社会效益,而且大大提高了广大运行单位的技术水平,为电力系统的安全稳定运行及进一步的发展奠定了良好的基础。
  但是,我们也应清醒地看到,各地区之间,变电站自动化的发展水平差异很大,有的农村地区甚至还是空白。鉴于农村供电有着自己的特点,发展农村变电站自动化也不能照搬城市地区的经验。本文将在前面两篇重点讨论城市地区变电站自动化系统发展策略的基础上,结合农村变电站的特点以及国内外在农电自动化方面的新技术、新发展,专门论述分布于广大农村地区的中低电压等级变电站自动化的发展策略,供有关人员参考。如有不妥,欢迎指正。需要指出的是,由于变电站自动化的建设和发展是与电网结构、一次设备等密不可分,故本文也对电网的建设和发展略作论述。

二、农电网的特点及其自动化发展建议
  纵观我国农电网,具有以下特点。
  1、分布区域广。我国广大的农村地区,占有95%的土地。虽然目前仍有部分无电县、无电乡、无电村,但农电网的供电范围仍覆盖了75%以上的面积。随着“光明工程”的开展和深入,农电网的覆盖面积还要进一步扩大,其对经济发展和社会稳定的重要性可见一斑。
   2、电网容量不够,电网结构薄弱且不合理。长期以来,由于历史及经济条件等原因,我国农电网的发展一直滞后,绝大部分不能满足用电负荷需要,容量明显落后于需求。在电网结构上,大部分为开式网,电网的结构比较混乱,造成运行潮流迂回、电网损耗居高不下、电能质量不高等问题。
  3、设备陈旧老化。由于投入资金有限、设备运行年限长、管理手段及措施都相对落后等原因,使得广大农村地区电网的一二次设备或陈旧老化,或年久失修,严重影响了电网的安全和经济运行。
  4、技术水平参差不齐。由于各地经济状况相差较大,造成不同地区的管理人员和技术人员在素质上有很大的差别,这直接影响了电网自动化的规划和发展,也影响了电力自动化设备性能的充分发挥。
  5、电网安全装置、自动装置配置不够,基础自动化水平不高,发挥作用不够,通信手段较为落后,管理及维护水平较低。
  6、供电可靠性较差。
  因此,作为实现自动化的基础,农电网的建设和发展应重点考虑以下几个方面。
  1、对结构不合理的电网和陈旧的设备进行彻底改造。合理的电网结构包括电源接入、受端系统、输电线路等均应贯彻“分层分区”的原则,逐步形成以加强受端系统为主的区域电网,无功功率也应基本上按“分层”控制和“分区”就地平衡。合理的电网结构和保证电网安全稳定的技术措施相互协调配合,使电网的建设和发展在技术经济上更为合理,其中包括调度系统自动化与通信设施相配套。
  电网的结构是实现自动化的基础,要给予足够的重视。电网要采用环路建设,开环运行或双回路建设分列运行。采用辐射形的运行方式,并采用重合器和熔断器以提高供电系统可靠性。重要用户由双电源供电时,不完全闭环运行,而用自动重合闸和备用电源自动投入的方式来满足用户的安全可靠性要求。
  2、提高人员的管理水平和技术水平。这是摆在各农电部门面前的一个重要课题,同样也是规划、建设、管理好电力自动化设备的基础。同等技术水平的自动化设备,在不同素质的人员的管理使用下会产生不同的作用。只有具备高素质的管理人员和技术人员,才能充分提高自动化设备的应用水平。
  3、加强整个电网的自动化建设。应该清醒地认识到自动化对电网建设和发展的促进作用,从人员、资金、技术、管理、培训等方面予以倾斜,抓好调研、规划、设计、选型、基建、安装、运行、维护、升级各个环节。尤其是在系统规划和设备选型方面,要切实贯彻因地制宜、适度超期的原则。

三、针对农网中低电压等级变电站自动化的建议方案
  根据农村电网极及其中低电压等级变电站的特点以及部主管部门对农村模式化站的指导意见,对其变电站自动化的建议方案简述如下。
  取消所有的传统继电保护装置,进线侧配置熔断器作为主变保护和出线侧的后备保护。出线侧配置重合器,重要线路增配分段器,构成出线侧保护。配置一体化的含微机交流采样变送器的微机远动装置,具备“四遥”功能,采集各进出线的电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数等测量量,熔断器、重合器、分段器等状态量以及有载调压变压器档位位置信号,通过远方调度中心或集控站进行控制和调节。这样,就构成了一个结构紧凑、造价合理、实用可靠、运行稳定的完整的无人值班变电站自动化系统。通信通道可根据实际情况选择微波、载波、电缆、一点多址小微波、或扩频通信装置,条件具备的地区也可考虑采用GPRS。简言之,熔断器+重合器/分段器+交流采样一体化微机远动装置+通信通道,构成了一个完整的农电网无人值班变电站自动化系统。若目前为有人值班站,则增配一套当地监控微机系统即可,待转为  无人值班时可把当地监控微机系统移于其它有人站使用或转作管理用。
  本变电站自动化方案为一有机整体,需综合考虑,不能出现偏颇,否则将会使系统性能大大降低。

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  对提高变压器保护动作可靠性的探讨  
  对GPRS通信模式应用于配电网自动化的研究  
  县级电网建设的技术发展策略
 
  发展国产电能量计费系统的原则及实施建议  
  继电保护与故障信息管理系统的结构功能及其实现   
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  对电力改革进程的追踪及我公司应对策略的研究  
  冶金行业微机继电保护经验介绍  
对建立电力实时数据网络安全机制的探讨
模式自适应的微机型备用电源自投装置
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