我對配網自動化運行設計的分析

徐鵬

【摘要】配網自動化設計在保證電壓質量、降低電網網損的同時，要盡可能簡化配電網的結構及減少投資，在充分合理利用能源的基礎上，大大減少調度、無人職守站值班員和保修人員的數量及其勞動強度，達到減員增效的效果。文章對配網自動化總體方案設計、配網自動化構成和方案實施進行論述，并對效益進行分析。

【關鍵詞】配網自動化；運動系統；繼電保護；通信系統

引言

在未來幾十年里，城市電網的自動化水平會要求越來越高，網架結構與系統建設將會大規模的進行，以滿足電力發展的需要。因此，我們應該及早規劃建設適應現代化需求的城區配網自動化系統。

一、綜述配網自動化總體方案

自1998年8月國家投資城網建設與改造以來，中、低壓配電網改造取得了顯著成績，但是在供電可靠性、自動化技術方面，與歐、日、美等發達國家尚有很大差距；另外改造面尚未鋪開，離實現配電自動化目標甚遠。現在國家機械工業局規劃發展司、國家電力公司上級領導及時提出了我國21世紀城市中、低壓配電網發展方向，如營建“N—1”的供電網，建設數字化配電網，選用高可靠免維護的智能化電器設備等，以滿足城市現代化，鄉鎮現代化發展需求。

配網自動化系統分為饋線自動化、通信系統和配網主站三大部分。饋線自動化是配網自動化的核心和基礎，饋線自動化系統就故障隔離和恢復方式分為就地控制、遠程控制兩種。

就地控制方式是以重合器之間的整定值配合實現，無需主站和通信系統。缺點是在網架結構比較復雜時，整定值難以配合，同時沒有主站系統，配調人員無法對線路情況實時監控。

遠方控制方式是通過配網主站對配電終端上傳的信息進行分析、判斷、控制，它以可靠的通訊系統為前提。因此通信和配網主站系統必須與饋線自動化系統同步實施。這種方式能夠解決網架結構比較復雜和對線路的實時監控問題，但一次性投入的資金比較大。

二、配網自動化的組成結構

（一）一次設備

目前，我國縣城的配電網絡仍以架空線方式為主，配電網絡的建設一直滯后主網的建設，造成配電網絡千瘡百孔，經不起任何風吹草動，一遇到天氣變化經常出現故障，造成對客戶停電。由于電網技術落后、設備陳舊，因此供電可靠性差。在配網自動化的建設中，一次網架的結構是非常重要的，就是對配電網架結構動手術的過程。

（二）遠動系統

配網自動化的遠動系統主要實現FTU（終端裝置）對線路開關、配電臺區（變壓器）的監控。遠動系統及設備的可靠性功能主要包括保護動作、環網控制、遠方控制、就地手動等四方面。配網自動化遠動系統的主要問題是線路電源（儀表與操作電源）和傳輸規約，設計適用于戶外環境的、可靠的不間斷電源是實現配網自動化的一個難題。由于配電線路設備的地理分布性，目前變電所采用的CDT、POLLING規約，均不適用于配網自動化系統，新的101規約得到了一定程度的應用，它能否作為配網自動化遠動傳輸標準尚難評定。目前，IEC正在制定新的傳輸協議標準。

（三）通信系統

配網自動化的通信系統包括主站對子站、主站對現場單元、子站對現場單元、子站之間、現場單元之間的通信等。通信是配電網自動化的一個重點和難點，區域不同、條件不同，通信方案也多種多樣，比如光纖、電力載波、有線電纜、微波、擴頻等，但總的來看，采用混合通信方案是比較符合縣級城市的實際。即10kV主干線路用光纖，支線采用其他通信方式（根據距離主干線路遠近、傳輸要求高低決定），遠距離孤立點采用無線傳輸。（1）在資金充足的情況下，通信方式可選擇有線、載波、光纖等，其中光纖通信可靠性最高。應依地形和資金情況而采用性能價格比較高的通信網。（2）盡量利用已有資源，主要利用已初具規模的SDH通信系統。

（四）主站系統

配電網自動化的主站功能包括SCADA實時監控系統、GIS地理信息系統、電網經濟運行分析等，主站框架要突破傳統的單一調度自動化系統C/S模式，以P-P-C/S-B/S一體化架構，充分體現分布式網絡的管控一體的綜合集成系統特點，計算機網絡與軟件平臺技術充分體現功能與開放，并提供與異構系統跨平臺接口，與調度自動化系統實現無縫集成。

三、配網自動化的內容方案

（一）分段及聯絡重合器作為主設備的選型

由故障處理過程可看出，分段和聯絡重合器應具有如下功能：（1）保護功能：速斷、定時過流、反時限過流、重合閘、保存定值并自動切換；（2）控制功能：遠方控制、自動控制、就地控制；（3）環網功能：根據一側或二側PT（CVT）受電狀態按整定值自動控制開關合分； （4）通信功能：以標準通信協議與遠方通信，實現“四遙”；（5）電源：滿足操作機構、終端設備和通信裝置用電，并配置備用電源且具有電壓保護預告警功能；（6）戶外運行：要求主設備在戶外運行有較高的可靠性和維護簡單的特點。

（二）繼電保護

分段開關及聯絡開關設速斷保護、定時限過電流保護和重合閘，其整定值服從變電所出線開關的整定。具體原則如下：（1）所有重合器設速斷保護和定時限過流保護；（2）速斷保護定值按躲開被保護線路末端最大短路電流來整定。為保證選擇性，變電站出線開關的無時限速斷保護應改為限時速斷保護；（3）定時限過流保護按躲開被保護線路的最大負荷電流來整定；（4）不同的運行方式下保護定值應重新進行整定。

（三）通信系統的選型

目前常用的通信方式有有線、載波、無線擴頻。相比較而言，光纖通信的優點很多，它傳輸頻帶寬、損耗低，信息容量大，穩定可靠，所配光端機體積很小，可裝在配網監控裝置FTU內部，完成配網自動化數據傳輸，還可以為低壓用電管理提供優質的通信通道，是一種理想的通信方式。

（四）主站系統的選型

主站系統在選型時應滿足下面三個條件：具有實時監控功能（SCADA），能采集處理整個系統終端傳上來的實時數據，完成事故報警，遠程控制，故障判斷、隔離，非故障區域的供電恢復。（1）對于新建或改造的調度自動化系統，可以綜合考慮配網自動化系統的功能需求，采用配調一體化主站系統。（2）已經建立調度自動化系統，在功能上已經滿足地方經濟3?5年發展的需要，而又不具備配網自動化系統功能的，可以單獨建立一套配網自動化系統，兩個獨立系統之間實現數據共享。（3）配網線路監測數量比較少，可以建設一個簡化的配網主站/子站來完成饋線自動化功能，并轉發數據給調度自動化系統。

四、進行效益分析

配網自動化是建立在信息化的基礎上，將配電系統在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行狀態和事故狀態下的監測、保護、控制以及用電管理和配電管理的自動化，最終實現以大幅度提高供電可靠性、改善電能質量為目標的對配電系統在線的、準實時的閉環控制。（1）實施配網自動化系統后，有效減少了事故、檢修時的停電范圍，減少了停電次數和停電時問，相對增加了供電量。（2）對用戶來說，供電可靠性得到提高，停電時間減少，增加了創造的價值。（3）由于采用了高可靠性設備，減輕了事故和檢修時的維護工作，降低了維護成本。（4）高可靠性、高質量的供電環境服務于用戶、服務于發展，也帶來了很好的社會效益。

結束語：

科學的合理的進行配網自動化運行設計，是保障用戶的安全用電，可靠用電。

參考文獻：

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