智能電網下縣域配電自動化應用探討

徐磊

引言：隨著智能電網的不斷發展，作為電網網架結構中較為基礎的縣域配網，也面臨著深刻的變化。由過去粗放的登桿操作逐漸過渡到現代配電自動化系統，如何在這種大環境下更好的深化配電自動化系統應用，更換的服務于縣域經濟，是當前縣級供電企業面臨的問題。本文從實際出發，將先進的技術、理念與基層工作經驗想結合，對智能電網下縣域配電自動化應用進行了有效的探討。

一、縣域配電自動化建設原則建設原則

（1）建設區域內配電線路宜采用“集中型”饋線自動化。

（2）對于線路陳舊、故障多發線路的用戶支線饋線自動化采用分界開關，自動隔離用戶故障，避免事故波及主干線路。

（3）部分支線、分支線架空線路和不具備改造條件的電纜分支箱等采用帶通信功能的故障指示器方式，實現故障點的定位。

二、“集中型”饋線自動化

（一）基本原理

主站系統根據配電終端檢測到的故障告警信息，結合變電站、開關站的保護動作信號、開關分閘等相關信息進行綜合判斷，啟動故障處理程序，確定故障類型和故障區段，實現故障區段隔離和非故障區段供電恢復。

（二）對通信網絡和配電終端要求

1、通信網絡要求

采用GPRS無線公網通信。

2、配電終端要求

（1）集遙測、遙信、遙控、通信及電源管理于一體，適用于10kV配電室、環網柜、電纜分支箱、開關站等場所。

（2）DTU/FTU軟硬件可組態，硬件模塊化設計，模塊標準通用，某一模塊的損壞不影響其它模塊及系統運行，可根據實際需求靈活擴展遙信、遙測、遙控點數。

（3）支持接入以太網交換機、無源光網絡（PON）、無線等通信設備。

（4）智能化電源管理，支持電源實時監視，交流失電及電池欠壓告警、電池在線管理、電池充放電保護。

（5）電流輸入具備防開路自動保護，所有輸入、輸出回路具有安全防護措施，模塊互換性強，拆裝易操作。

（6）具備設備狀態自診斷，支持遠程參數維護和程序升級。

三、用戶側饋線自動化

（一）基本原理

在用戶側加裝分界開關。用戶側發生故障時，分界開關與變電站10kV出線斷路器配合隔離故障或自主分閘隔離故障。

分界開關成套設備要求

（1）用戶分界開關能快速分斷相間短路和接地故障。

（2）具備自診斷、動作指示和通信功能。

（3）適應中性點不接地系統、消弧線圈并聯中電阻選線接地系統、小電阻接地系統。

（4）開關內置三相CT和零序CT（保護級）。

四、配電設備及終端建設與改造

（一）設備建設與改造原則

（1）“集中型”FA的架空線路配置柱上真空開關；環網柜進線采用負荷開關，出線采用斷路器。

（2）重要用戶側和主要的支線和分支線加裝分界開關，通過架空線連接的高壓用戶安裝柱上分界斷路器，通過電纜連接的高壓用戶安裝分界開關柜。

（3）自動化分段開關、聯絡開關要具備“三遙”功能，分界開關配置“二遙”終端。新增設備小型化和免維護。

（4）柱上分界開關FTU的無線通訊設備采用嵌入式安裝，不獨立配置通訊箱，但通訊設備必須便于更換、維護。

（5）配電終端滿足環境要求，運行可靠，安裝方便，免維護，統一接口標準，與一次設備集成。

（6）所有成套設備要求工廠化組裝聯調，滿足電氣接口、結構安裝統一標準和運行可靠性要求。

（7）對需實現遙信功能的環網柜、電纜分支箱優先改造，配置帶通信功能的故障指示器。

（8）設備改造宜結合配電網一次網架的建設和改造同步進行，避免重復改造施工。

（二）配電終端方案

配電終端有站所終端DTU、饋線終端FTU、故障指示器等類型，配電終端要求采用模塊化、可擴展、低功耗設計，其結構形式應滿足現場安裝的規范性和安全性要求，具有明顯的裝置運行、通信、遙信等狀態指示，支持DL/T 634.5—101、DL/T 634.5—104通信規約。

1、DTU終端方案

模擬量采集功能：電壓Uab、Ucb，電流Ia、Ib、Ic。數字量采集功能：每回路不少于4個開關量接入；

事件記錄及主動上報功能：記錄并上報開關狀態變位、饋線故障、電源故障等情況；

控制功能：主站下發遙控命令，通過控制器執行對開關的合閘、分閘控制，并上報相關動作信息；

過流檢測功能：實時檢測相間、零序過流信息并上報，配合集中型模式對故障進行處理。

2、FTU終端方案

數據采集：可采集2個電壓、3 個電流、1～2 個開關狀態信號并可進行功率等信息的演算；

故障檢測及故障判別功能；

事件順序記錄：記錄開關狀態變化的時間和先后次序、饋線發生短路故障的時間、電源發生故障的時間并上報；

控制功能：支持遙控指令的接收、執行，控制開關的分、合，并具有當地手動控制功能及當地/遠方閉鎖功能；

防護等級達到IP67級。

3、故障指示器方案

應基于電磁場及其變化的方式來獲得故障檢測；

應能夠調整定值；

能夠提供不同的方法來判別指示永久故障和瞬時性故障；

內置高性能電池，可以保證五年的免維護壽命時間，且電池易于更換；

用于單相接地故障檢測的故障指示器應能滿足對消弧線圈補償接地系統的短路故障與接地故障的精確定位。

（三）配電設備方案

根據負荷、線路長度均等改造原則，對環網柜、電纜分支箱及柱上開關進行改造或更換，使線路具備1～3個自動化分段開關。

（1）現有環網柜一次設備電動操作機構無法使用，且不具備改造安裝空間；

（2）電纜分支箱不具備電動操作機構且沒有終端安裝空間，通過加裝故障尋址器，實現遙信、遙測功能；

（3）因網架結構調整，壩上站新配出10kV芳香路線，因與另一回聯接均為電力電纜線路，需新增配置DTU終端的環網柜1臺；

（4）關鍵節點環網設備不具備改造條件需進行整體更換配置DTU終端的環網柜5臺；

（5）加裝柱上自動化分段、聯絡開關和分界開關。

（作者單位：國網山東莒縣供電公司）