配網(wǎng)自動(dòng)化常見問題分析及規(guī)劃配置方案

李 勇，陳倫陟

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山528100）

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們的生活越來越離不開安全、可靠的電力系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用極大地提高了配電網(wǎng)運(yùn)營效率，有效確保了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要針對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和問題進(jìn)行簡要分析，并給出配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃配置和建設(shè)方案。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中存在的問題

1.1 忽視核心功能和核心價(jià)值

統(tǒng)一細(xì)致的規(guī)劃是構(gòu)建高水平配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)架系統(tǒng)的前提，否則將導(dǎo)致不理想的應(yīng)用效果。狹隘的追求故障處理能力和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能，會(huì)阻礙配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的推廣。

1.2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的技術(shù)問題

如何選擇網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和通信方式、設(shè)備和系統(tǒng)是否安全可靠、如何提取操作和控制電源等，都是會(huì)常常遇見的技術(shù)問題。因?yàn)樵趯?shí)際的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)站端設(shè)備安裝過程中，惡劣的環(huán)境時(shí)常會(huì)遇到，影響電子設(shè)備的質(zhì)量，減少電子設(shè)備的使用時(shí)間。其中，最大的難度在于開關(guān)操作電源和控制電源[1]。

1.3 配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)與建設(shè)問題

配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中由于選擇的公司不同，在主站、設(shè)備、通信以及管理模式等方面必然會(huì)產(chǎn)生不同。配網(wǎng)自動(dòng)化工程十分復(fù)雜，無法進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)維護(hù)、不明確的工作職責(zé)、沒有邊界的運(yùn)行管理等原因，都將影響它正常工作。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成分析

2.1 配電網(wǎng)主站

配電網(wǎng)主站是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)最核心的組成部分，主要包括監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)、采集配電網(wǎng)數(shù)據(jù)、時(shí)刻對(duì)配電終端進(jìn)行管理、報(bào)警和重播故障等功能。

2.2 配網(wǎng)子站系統(tǒng)

配網(wǎng)子站系統(tǒng)包括2個(gè)子站，分別是監(jiān)控功能型子站和通信匯集型子站。監(jiān)控功能型子站,是對(duì)轄區(qū)內(nèi)配電終端進(jìn)行監(jiān)控，從而采集相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再應(yīng)用；通信匯集型子站是收集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)轄區(qū)內(nèi)所有的配電終端數(shù)據(jù)。

2.3 通信系統(tǒng)

配網(wǎng)自動(dòng)化通信方案主要是主站、子站和現(xiàn)場單元所搭配的主站對(duì)現(xiàn)場單元、主站對(duì)子站、子站對(duì)現(xiàn)場單元、子站之間以及現(xiàn)場單元之間的5種通行方式。

2.4 配電終端

配電終端一般是在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用在電網(wǎng)開關(guān)、變電站開關(guān)、變壓器開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)、配電工作柱上開關(guān)以及配電線路開關(guān)等位置。一般情況下把它分為4個(gè)部分，即站所終端（DTU）、饋線終端（FTU）、故障指示器和配變終端（TTU）。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

3 提高配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃建設(shè)的對(duì)策

3.1 實(shí)施前做好計(jì)劃和設(shè)計(jì)

作為一項(xiàng)投資費(fèi)用大、涉及多部門的方案，應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐呐潆娋W(wǎng)規(guī)劃因地制宜，參照規(guī)范制定詳實(shí)的計(jì)劃，在顧全大局的基礎(chǔ)上分批分期進(jìn)行建設(shè)。

3.2 考慮多種惡劣環(huán)境

在設(shè)計(jì)戶外環(huán)境自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，要考慮可能遇到的高溫、雷擊、風(fēng)沙、振動(dòng)、雨淋、潮濕、腐蝕以及電磁干擾等情況，提高配電終端設(shè)備、開關(guān)設(shè)備的質(zhì)量。篩選開關(guān)的外絕緣材料和元器件時(shí)，不能只考慮成本，要充分考慮性價(jià)比。

圖1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

3.3 采用高質(zhì)量站端設(shè)備

站端設(shè)備應(yīng)高于遠(yuǎn)端配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。必須采用安全、可靠的站端設(shè)備，才可以出現(xiàn)站端設(shè)備的遠(yuǎn)方控制頻率比配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的頻率還要高的情況。

4 配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃和實(shí)施方案

4.1 配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃配置原則

堅(jiān)持“網(wǎng)架與自動(dòng)化建設(shè)并舉”原則。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的同時(shí)，合理進(jìn)行自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)設(shè)置，保證網(wǎng)架建設(shè)與自動(dòng)化配置同步。堅(jiān)持需求導(dǎo)向和經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則，實(shí)現(xiàn)故障快速定位、隔離以及非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電，持續(xù)提高供電可靠性和配網(wǎng)運(yùn)營效益。就不同區(qū)域，需采用智能分布式饋線自動(dòng)化、就地饋線自動(dòng)化等[2]不同饋線自動(dòng)化模式。

4.2 高可靠區(qū)域智能分布式就地饋線自動(dòng)化實(shí)施方案

主干線所有的電房均應(yīng)選為自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)電房的主設(shè)備使用10 kV斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)備自投的聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)應(yīng)配置進(jìn)線PT和母線PT。自動(dòng)化終端與主站以及自動(dòng)化終端之間采用光纖通信方式。電房內(nèi)獨(dú)立設(shè)置通信綜合配線柜，安裝光纖配線架ODF和光纖交換機(jī)等設(shè)備。直流系統(tǒng)統(tǒng)一按48 V/50 Ah直流柜進(jìn)行配置。

典型智能分布式配置方案，如圖2所示。其中，CB為變電站10 kV出線開關(guān)，F(xiàn)B1～FB18為分段斷路器，ZB為分支線分界斷路器，LB1～LB4為聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷路器，光纖網(wǎng)絡(luò)為虛線標(biāo)識(shí)。

4.3 10 kV架空線路饋線自動(dòng)化實(shí)施方案

主干線配置1～2臺(tái)分段斷路器，采用10 kV柱上斷路器自動(dòng)化成套設(shè)備。每一分段的主干線長度不適合超過2 km，接入用戶數(shù)不宜超過1 000戶，接入配變臺(tái)數(shù)最好不超過10臺(tái)。若支線長度大于3 km或裝接中壓用戶達(dá)5戶，應(yīng)在線路T接處配置分支線分界斷路器，而聯(lián)絡(luò)開關(guān)按斷路器進(jìn)行配置。通信方式采用無線公網(wǎng)通信方式。

典型10 kV架空線路自動(dòng)化配置方案，如圖3所示。其中，CB為變電站10 kV出線開關(guān)，F(xiàn)B為分段斷路器，ZB為分支線分界斷路器，LB為聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷路器。

圖2 智能分布式配置方案

圖3 10 kV架空線路自動(dòng)化配置

4.4 10 kV電纜線路自動(dòng)化實(shí)施方案

主干線選取1～2個(gè)電房作為自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)，配置分段斷路器將線路分為2～3段，每一分段之間接入用戶數(shù)不適合超過1 000戶，接入配變臺(tái)數(shù)不超過10臺(tái)。電纜“2-1”單環(huán)網(wǎng)接線網(wǎng)架環(huán)網(wǎng)點(diǎn)和電纜“N供1備”聯(lián)絡(luò)開關(guān)站，按自動(dòng)化斷路器柜進(jìn)行配置[3]。戶外開關(guān)箱、環(huán)網(wǎng)箱變等不宜進(jìn)行保護(hù)或自動(dòng)化配置。直流系統(tǒng)統(tǒng)一按48 V/50 Ah直流柜進(jìn)行配置。通信方式采用無線公網(wǎng)通信方式。

圖4 10 kV電纜“N供1備”接線自動(dòng)化配置方案

典型10 kV電纜線路自動(dòng)化配置方案，如圖4所示。其中，CB為變電站饋線開關(guān)，F(xiàn)B為分段斷路器柜，ZB為分支線分界斷路器柜，LB為聯(lián)絡(luò)斷路器。

5 結(jié) 論

在配電網(wǎng)規(guī)劃的同時(shí)，應(yīng)合理進(jìn)行自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)故障快速定位、快速隔離以及非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電，持續(xù)提高供電可靠性和配網(wǎng)運(yùn)營效益。另外，在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，為減少重復(fù)投資，應(yīng)采用配網(wǎng)自動(dòng)化差異化配置，并逐步過渡到建設(shè)成智能分布式饋線自動(dòng)化的模式。