農網配電自動化系統的技術方案

司衛衛

摘要：近年來，我國配電網建設不斷發展，網絡結構趨于合理，但自動化程度不足，這就會影響配電網的供電能力與安全運行。而農網作為電網的一部分，其自動化建設對整個電網具有極大的作用。本文對農網配電自動化技術原則和目標進行了分析，探討了農網配電自動化系統設計方案，最后分析了農網配電自動化系統設計。

關鍵字：農網配電；自動化系統；技術原則；方案；設計

引言

配電自動化是實現智能電網的主要基礎。與城市電網相比，農網在網絡結構、一次設備技術性能、通信系統、自動化技術應用以及電網運行管理水平上都有很大的差距。因此，建設農網配電自動化應以提高配電網的供電可靠性和改善供電質量為目標，以實用化為檢驗配電自動化是否取得成效為標志，避免僅為實施配電自動化而對配電一次網架進行大規模改造。

1農網配電自動化技術原則和目標

農網配電自動化系統的建設應遵循“穩定性、實用性、先進性和經濟性相結合”的基本原則，將“根據現有設備情況選擇技術方案，根據負荷重要性確定功能需求，因地制宜，差異化設計”作為指導思想，以建設“堅強、智能、可靠、靈活”的中壓配電網絡為最終目標。穩定性：這里所說的穩定性主要包括系統和設備兩個方面。在設計農網配電自動化系統時，應確保系統結構簡單、可靠，并對各個運行狀態下的故障處理的可靠性予以充分的考慮；實用性：在制定農網配電自動化系統設計方案時，應充分考慮其實用性，做到因地制宜、因網制宜，根據各自單位的特點來選擇最為合理的設計方案。自動化系統必須綜合規劃，統籌考慮各方案的特點，可以分步、分期實施；先進性：先進性指的是系統設計理念應具有一定的先進性，系統規劃要具有前瞻性，在選擇技術設備的時候，要選用先進且穩定有效的技術設備，但不應該理解為就是使用最新的技術和設備。

2農網配電自動化系統設計方案

首先，設計城區內的開閉站。在城區內的開閉站中安裝DTU設備，以便能夠對站內微機保護系統提供的電壓、開關分合狀態、保護新型號等數據或信息進行收集，并利用通訊網絡將其傳送到主站，這樣監控人員就能夠對配電網絡的運行狀況進行掌握，以便及時處理出現的問題；其次，在配電室、箱式變和組合變中應加裝配電變壓器綜合測控儀，以實現對電壓、電流、電量、低壓開關位置以及低壓無功補償等信息的收集，同時還可以實現對電容器的自動投切控制；再次，刀閘室所有高壓出線電纜應加裝電纜故障指示儀，利用DTU采集該信號以及電壓、電流、開關分合狀態等，通過通訊網絡傳至主站，以便監控人員對刀閘室運行情況進行實時監測；最后，在對新建配電設施進行施工的時候，應嚴格按照配電自動化系統的要求與相關規定來進行，并將項目的通訊方式在實施中建設。另外，在購買設備時，應根據配備配網自動化終端裝置進行購置。

3農網配電自動化系統設計

3.1系統結構

對于農網配電自動化系統來說，其主要包括三層，如圖1所示。第一層：主站層。主站層是整個系統的最高層，包括一個主站系統，具體組成包括計算機設備及其外設、構件。一般來說，主站層設置在電業公司變電調度部門，以實現配電自動化系統的監控、調度、管理，分析、調整、優化配電網運行狀態的功能；第二層：子站層是系統的第二層，它包括若干個子站，它的主要設備為配電載波網關，通常設置在變電站中，其功能是實現數據的上傳與下達。子站可以通過現場總線網連接就地的自動化設備（如RTU，出線電能表），將其接入配電自動化系統。子站可以通過以太網連接就地的自動化系統（如變電站綜合自動化系統），將其接入配電自動化系統；第三層：終端層。它是系統的的最底層，包括若干柱上開關監控終端、變壓器監控終端等監控終端，一般設置在被監控設備位置，主要職責是對被監控設備進行數據采集、控制與保護。

3.2通信系統

考慮到系統結構、通信數據量、通信實時性要求以及數據流特性等情況，農網配電自動化系統可以設置成4層通信網絡。第一層：局域網采用帶有網絡交換機的10/100M以太網，電纜為其主要的通信媒質，與主站內的計算機及其它設備相連；第二層：城域網將子站層的所有子站連接到主站。利用現有的光纖信道建立其子站到主站之間的通信信道；第三層：配電載波通信網，它是配電自動化系統中較為重要的一層通信網，在這一層通信網上，連接著配點系統的大部分設備。配電載波通信網如圖2所示；第四層：現場總線網。采用RS485接口，配電載波網關及各監控終端都具有現場總線網接口，以方便接入各種當地的自動化設備。

3.3站端裝置設計

3.3.1故障指示器設計

在具體的實踐中，有很多方法可以對接地故障進行判斷，這里要說的是信號源注入法，也就是在長線路分段節點和線路分支點位置設置故障指示器，并配備相應的信號源設備。如果線路發生接地故障，信號源設備就會很快根據脈寬變化自動投入不同的阻性負載，以利用電流疊加促使故障信號器自動發射故障信號；當線路發生短路時，故障指示器會根據短路特征、電流突變、執行的保護動作等信息，對故障點進行快速、準確的定位；此外，還可起到檢測負載電流的作用，同時將相關數據傳輸至監控終端。其中位于故障指示器附近的通信終端負責接收、解譯、重新編碼無線信息，并借助GPRS/GSM將其傳輸至中心站。

3.3.2配電終端監控設計

配電終端監控可以對故障信息進行采集與轉發，可以實現農網配電自動化中遙測、遙信與遙控的功能。具體來說，當故障指示器發出信號時，終端設備會及時接收線路中的負荷電流、動作信息與開關狀態等，并且還會對其進行分析、編譯與發送。若電控開關具有監控條件，通常在通信終端的作用下實現對開關的遠程分合閘操作，但應將分合閘狀態下的電源情況考慮在內，如果采用的為遙控開關，建議配置直流電機或TV。

結束語

總的來說，科技的不斷發展使得人們對農網配電自動化的研究逐步加深，農村電網的自動化程度也越來越高。當前，我國農村電網配電自動化發展中還面臨著許多的困難，不過相信隨著技術的進步，在不久的將來我國的農村電網配電自動化一定會取得成功。

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