淺談配網自動化中終端設備的選用與通信技術應用

成樂蓉

摘要：配網自動化是實施智能配電網的重要手段，配網自動化建設也是提高電網整體性能和效率的關鍵環節。本文主要對配網自動化終端設備現狀進行簡述，重點針對配網自動化終端設備的選用和配網通信網絡。配電自動化作為提高供電可靠性、供電質量和供電能力，實現配電網高效經濟運行的重要手段，是實現智能電網的重要基礎之一。

關鍵詞：配網自動化；終端設備；通信網絡

一、配網自動化終端設備的現狀研究

配網自動化終端設備指的是用于配電網監控的饋線配電終端（FTU）、配電變壓器配電終端（TTU）、開閉所遠方監控終端（DTU）以及中壓遠方站控終端。配網自動化終端主要是針對城區內所轄的開關站、環網柜、饋線回路柱上開關等處進行監控，對現有不滿足自動化要求的環網柜、開關站、柱上開關進行改造，加裝電動操作機構、CT、PT、輔助觸點，通過與DTU/FTU配合實現“三遙”功能，實現對故障識別的控制，對城區配網運行檢測、優化運行以及電網故障隔離、非故障區域的恢復供電等。

二、配網自動化中終端設備在實施改造中設計選用

目前配網自動化終端設備的建設是結合配電設備改造進行的，在選擇終端設備時應充分考慮配電網規模發展的需要，選用具有高可靠性，高環境適應性，模塊化產品，便于今后功能擴展和現場升級。

對配網自動化終端選擇的總體要求是：1、用于對環網單元、站所單元、柱上開關、電纜分支箱等進行數據采集、監測或控制，具體功能規范應符合Q/GDW514的要求；2、滿足高可靠、易安裝、免維護、低功耗的要求，并應提供標準通信接口；3、供電電源滿足數據采集、控制操作和實時通信等功能要求；4、根據可靠性需求、網架結構和設備狀況，合理選用配網終端類型。

（一）開關站改造設計

1、加裝PT柜，為開關電動操作機構、配電終端及通訊設備等提供電源，以及提供電壓遙測量，實時監視線路運行情況。

2、加裝DTU等配電終端裝置，實現狀態量采集、模擬量采集和處理、數字量采集和處理等功能；DTU柜采用落地或掛墻形式，根據開關站具體布局采用。

3、加裝后備電源裝置，作為開關直流電動操作機構電源以及配電終端、通信設備的后備電源。電池：DC48V，單節40AH；具備為蓄電池充放電，為DTU提供直流電源，配合DTU實現告警和活化等功能，具備整流、濾波和處理諧波功能，具備數字顯示功能。

（二）環網柜改造設計

環網柜加裝PT、CT、電動操作機構和站所終端：柜體內預留DTU安裝位置的采用內置式。沒有預留DTU安裝位置的環網柜，可選擇采用外置式DTU。

1、終端箱外置方案

加裝DTU等配電終端裝置，實現狀態量采集、模擬量采集和處理、數字量采集和處理等功能；加裝電壓互感器，為開關電動操作機構、配電終端及通訊設備等提供電源，以及提供電壓遙測量，實時監視線路運行情況；加裝后備電源裝置，作為開關直流電動操作機構電源以及配電終端、通信設備的后備電源。

2、終端箱內置方案

該方案適用于現有環網柜柜體內原先預留自動化終端間隔的情況，需要加裝DC48V電動操作機構，改造二次小室，各間隔加裝三相電流互感器，加裝電纜終端溫度監測系統，加裝DTU配電終端裝置，加裝電壓互感器，加裝后備電源裝置等。

（三）柱上開關改造改造設計

1、更換開關本體，采用智能型柱上開關，使之具備電操機構，根據《配電自動化建設與改造標準化設計技術規定》操作電源采用DC24V；具備提供開關位置、接地刀閘位置、儲能狀態等相關狀態量采集接口；具備三相電流互感器和零序電流互感器，實時監視線路運行情況。

2、加裝兩組單相電源PT，為開關電動操作機構、配電終端及通訊設備等提供電源，以及提供電壓遙測量，實時監視線路運行情況；

3、加裝FTU等配電終端裝置，實現狀態量采集、模擬量采集和處理等功能；

4、加裝后備電源裝置，作為開關直流電動操作機構電源以及配電終端、通信設備的后備電源。電壓等級滿足開關直流電動操作機構要求，線路停電后至少能夠保證配電終端和通信設備工作12小時，并完成開關的3次分—合操作。

通過以上方案的實施，實現了對開關站、環網柜、柱上開關等終端設備的自動化改造。基本實現了縮短搶修時間，輔助線路人員快速判斷線路短路故障區段；減少盲調情況，輔助調度人員在故障發生后，快速準確判斷故障點；提高工作效率，實現了電網實時監控和故障自動處理，縮小故障范圍，減少停電時間全面提高了電能質量和供電可靠性。

三、配網自動化配電主站系統軟件體系結構

根據《配電自動化建設與改造標準化設計技術規定》的要求和南京供電公司配電網的實際情況，南京供電公司配電自動化系統采用主站+配電終端”的兩層結構，系統軟件結構設計采用分層、分布式架構模式，遵循全開放式的統一平臺系統解決方案。軟件結構設計面向配電網需求，以實現配電網能量流、信息流、業務流的雙向運作與高度整合為目標，充分考慮系統的功能和接入容量的擴展要求。

配電主站系統軟件體系結構

基礎平臺層

基礎平臺層主要包括操作系統、數據庫等。所有的服務器和工作站的操作系統均采用國產操作系統；商用數據庫采用國產數據庫。數據庫支持數據的快速訪問和處理，支持冗余雙服務器熱備用機制，冗余服務器之間自動鏡像保持數據一致性等要求。

支撐平臺層

采用分布式系統和運行中間件、基于CIM的數據庫訪問中間件以及圖模庫一體化管理中間件三部分的構成配電自動化應用的支撐平臺。

1、分布式系統和運行中間件，可以動態的分配任務，分散的物理和邏輯資源通過計算機網絡實現信息交換。不同的應用運行在不同的服務器上，對于用戶是透明的。

2、基于CIM 的數據庫中間件平臺。采用基于IEC61970/61968 CIM模型的數據庫設計技術，為各應用間的信息共享提供一個平臺，減少各應用之間所需的數據格式轉換器的數目，保證配電自動化主站系統具有開放的數據訪問接口，實現地調EMS、配電網GIS、生產管理PMS、營銷采集等系統的信息共享。

3、圖模庫一體化管理中間件。配電自動化系統通過建立基于CIM標準的圖模庫一體化管理軟件，通過生產管理系統PMS和配網GIS系統獲得這些信息資源。采用面向對象技術，實現繪圖、編輯、瀏覽、圖形轉換及運行測試等功能，支持網絡拓撲和動態著色等功能。

四、結束語

實現配網自動化可以使運行人員實時掌握配電網系統運行狀態，在事故停電時可自動進行開關操作，實現故障定位等功能，從而提高配電網運行和維護的合理化水平。配網自動化設計和應用，提高了整個配電系統的管理水平、工作效率，改善了用戶服務水平。

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