配電線路自動化系統配置及其運行方式分析

摘 要：市場經濟體制促進了電力技術的發展，為電力企業供電能力提出了新的要求。而且隨著用電量的急劇增加，電力技術如果還停留在傳統模式上，自然不能夠適應電力企業發展需求。因此，在配電線路上應用自動化系統是發展必然趨勢。本文以某縣城供電公司中配電線路中應用自動化系統所涉及設備配置進行分析，并探析了在這種配置下供電方式系統運行方式，為相關人士提供理論參考依據。

關鍵詞：運行方式 自動化系統配置 配電線路

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0123-02

作為電力配送電中最后環節的配電，其重要性至關重要。但是從各個方面來看，配電一直沒有被相關人士重視。但是隨著市場經濟建設的推進，隨著對供電質量與供電可靠性提出新要求，有效優化了配電網的布局，提升了配電網可靠性。但是隨著供電能力的需求量進一步提升，配電線路的自行化成為發展趨勢。而自動化系統的配置不當，必然影響到運行方式，因此嘆息配置自動化系統級運行方式具有實際意義。

1 配電線路自動化功能

要探究配電線路的自動化系統配置以及運行方式，首先要了解應用自動化系統的作用，體現出具體意義。其結構如圖1所示。

（1）實時監控配電運行狀況，對配電網絡進行有效優化，進而確保了配電網正常運行；一旦配電網莫名發生了運行異常或者出現了故障之時，自動化系統就會快速將故障區段定位，并且及時進行排查，對故障區段進行隔離之時，并不會對非故障區域造成多大影響，這樣就避免應部分故障而造成全局斷電現象發生，有效縮短了停電的區域面積。

（2）合理控制電網中的無功負荷及電壓水平，有效增強設備的利用率，改善了供電質量。

（3）實現了自動抄表計算電費，確保及時準確抄表計費，增強了電力企業經濟效益以及工作效率。

2 配電線路自動化系統配置

隨著供電可靠性指標逐漸提升，配電線路的自動化系統成為發展必然趨勢。為了研究其系統配置，本文就以某縣城的供電公司作為研究案例，探究其配電線路的自動化系統配置。在本案例中應用了基于FTU集中控制模式。該系統劃分為主站層（配電網監控與監控中心層）、子站層（配電監控子站）、終端層（配電終端設備），為了一個區域全部實施自動化系統，就形成一個完整通信/控制分層，具體設計如圖2、3。

上圖所對應的監控結構圖如圖3。

自動化系統各層之間應用通信系統構建出通信聯系，進而實現了各層間交換信息、協調工作，形成有機整體，共同實現配電自動化工作。某縣城供電公司實行自動化主要是對配電網中柱上開關、重要配電變壓器、開閉所等進行協調與監控，通過自動化控制提升整體監控性能以及管理水平。

2.1 主站層

（1）主要功能；這一層主要功能就是負責采集與管理整個系統中各個子站所傳來的數據；負責數據處理、事故報警、存儲以及遠程控制；隔離事故、恢復無故障區域供電等，負責實現多個系統之間的數據共享；負責配電線路信息管理與維護。

（2）選擇關鍵網絡硬件；作為整個自動化系統中監控與管理最高層，主站主要是由兩臺數據服務器、兩個SCADA工作站、兩臺前置機、一個調度站、一個報表站、一個GIS網關以及一個實時網關共同組成。通過集成計算機硬件、軟件系統，實現整個配電網匯總信息、人機交互，分析、控制操作及系信息共享等等功能。

其一，選擇服務器；作為網絡核心設備的服務器，選擇時必須要考慮其運行可靠性與性能指標。本研究中依據配電系統的規模以及自動化系統控制目標，就選用了SUN400/SUN500兩種型號來滿足要求。

其二，選擇網絡用戶工作站；該站要考慮到應用業務性質，雖然不能夠千篇一律，但最好選用同樣品牌便于維護，當然也要考慮到用戶的已有硬件資源。

其三，選擇交換機；在交換機的選擇上就應該依據計算機網絡的硬件配置，選擇配套的交換，這樣才能夠實現計算機網絡硬件與交換機的最優化結合，實業務靈活性、安全性、可擴展性等各種特征，當然還必須要考慮到系統擴充發展而留下余地。

其四路由器，主要是用來連接邏輯上分開的業務網絡，通過路由器能夠實現一個子網到另一個子網的傳輸，實現網絡信息流的過濾與分割。

2.2 子站層

該層屬于自動化系統中間層，使用在饋線回路、低壓控制中心單元、配電柜中各種終端機中壓以及變電站間隔層單元，能夠和配電主站及各種智能設備進行通信，收集以及轉發各種遙測與遙控數據，識別、隔離故障以及恢復供電等。本研究中設立了兩個子站，現場所有信息都經過子站傳送到調度中心，子站設置在變電站中，經過光纖和所屬監控終端通信，通過光纖網絡的方式和主站進行通信。

2.3 終端層

終端分布在區域中配電線路上，附屬于線路柱上的分段開關、開閉所、聯絡開關、配電變壓器，用來采集與控制信號。柱上開關安裝在遠方控制終端，遠方檢測柱上開關。本研究中總共應用了48臺配電變壓器，用來對配電終端進行檢測。同時還對某區域開閉所中運行的四條出線上安裝饋線，用來監控終端。

3 配電線路自動化系運行方式

當配電線路工作在正常情況下，自動化開關中FTU就會持續進行檢測，并對開關的狀態進行記錄，同時還記錄線路的電壓、電流等，計算出有功功率、功率因素以及無功功率等各種運行參數。在開關的線路與狀態發生異常現象時，FTU就會通過通信系統把異常信息反潰到主站上.主站上的DMS每間隔一定時間就會對線路上FTU進行輪詢，不斷的將新信息送進信息數據庫保存在歷史數據庫長，值班人員只需要通過主站的大屏幕顯示器查詢相關數據即可，還可以通過遙控對各線路開關進行操作，改變其運行方式。一旦配電線路出現了故障時，主站的DMS就會接收到FTU傳遞過啦的故障信息，并且對故障進行檢測與隔離并報警，將相關FTU事件進行記錄，自動對故障隔離進行判斷，并給非故障段的負荷提供轉換方案，實施模擬校核，并發出信息提請操作人員進行遙控操作或者主站的DMS系統實施即可。為了對運行方式進行研究，本文以多電源多回路的供電方式作為例子進行闡述（如圖4）。

當正常運行之時，配電線路之間聯絡開關b、a、c、d都被斷開，而且這四條線路均進行獨立運行。線路中每臺開關上FTU檢測、儲存及計算開關的電壓、電流等各個電量的模擬量參數以及觸頭的分合閘位置等參數，DMS就會對FTU進行自動查詢，對主站的數據庫進行刷新與存儲，操作人員也可以實時查詢或者遙控操作。假設瞬時性的故障點出現在線路A段II上，那么開關e就會分閘之后重合；如果故障點出線在區段I上，那么斷路器1就會分閘后進行重合。假如線路A出現了永久性的故障，斷路器出線分閘閉鎖，自然線路A 就會停電，線路上的各個開關就會將異常信息快速上報到主站，進而對故障進行檢測與隔離，并對負荷進行轉供程序，判斷出故障的區段，主站就會自動或者提請人工對故障進行隔離操作。將線路開關e分斷，對故障段進行隔離，為非故障段卻東負荷的專供方案。系統首先就會將線路B作為轉供電源，實施負荷的專供進行模擬校核，校核后此方案成立，就會制定出開關動作的次序，操作人員通過遙控或者DMS會自動操作實施轉供方案；假如經過了校核之后，線路B承載不了非故障段的負荷，系統就會重新選擇另外的線路并校核，一直到卻東了最終轉供方案之后才終止。

4 結語

本文所研究的自動化配置方案可以使用在各種供電配電線路上，能夠將故障線路自動的進行隔離，自動回復非故障段的供電，極大提升了配電線路的可靠性與自動化。同時主站應用開放式平臺，能夠兼容各種高級應用軟件，能夠橫縱集成，實現了變電站的綜合自動化；PTU的檢測功能，能夠有效制定檢修計劃。采取合理的運行方式，不但能夠消除永久性的故障，還能夠消除各種故障隱患，保證配電線路的運行安全。

參考文獻

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