配電自動化系統工程的建設技術研究

摘 要：通過對配電自動化系統工程的建設技術進行研究，旨在提出一種優化的方案，分析配電自動化系統工程的主要組成部分，探討配電自動化系統工程的建設技術。實踐證明，配電自動化系統工程的建設技術研究對于提高電力系統運行效率具有重要意義，提出的優化方案在實際應用中取得了良好的效果，為電力行業提供有效的解決方案，希望該研究能為相關領域的工程建設提供參考和借鑒。

關鍵詞：配電自動化系統；建設技術；停電管控；終端質量管控

中圖分類號：TM76 " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）12-0126-03

0 引言

隨著電力需求迅速增長，特別是在工業、商業、住宅領域，為了滿足這種需求，電力系統不斷擴大。但傳統配電系統存在各種問題，如電網負荷不均衡、故障難以快速定位、能源利用率低下等。因此，建設配電自動化系統工程成為解決這些問題的重要途徑。

配電自動化系統工程是指通過現代化技術手段，對配電系統進行智能化管理，提高其運行效率的一項工程。在配電自動化系統工程建設過程中，涉及傳感器技術，包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器等，這些傳感器能夠實時采集配電系統的各種參數，并將數據傳輸到監測設備，幫助運維人員快速發現問題和解決方案[1]。

1 配電自動化系統概述

配電自動化系統是指利用先進的計算機技術、通信技術、控制技術，對配電網進行集中監測、控制和管理的一種系統。

配電自動化系統由主站、子站、終端、通信系統組成。主站是配電自動化系統的核心，負責數據的采集，通常由工作站、服務器、數據庫組成。工作站用于操作和監控，通過圖形界面實時顯示各個子站的運行狀態和數據信息。服務器負責接收和存儲來自子站和終端的數據，并進行數據處理和分析，生成各種報表和統計信息。數據庫用于存儲歷史數據和配置信息，方便后續的查詢和分析。

子站是主站的下級設備，位于配電網的不同節點，負責采集現場數據并將其傳輸給主站。子站通常由遠動終端和遠動站組成。遠動終端通過傳感器和智能裝置采集電網參數和設備狀態等數據，并將其轉換成數字信號。遠動站負責接收遠動終端的數據，并將其發送給主站。遠動站還可根據主站的指令，控制遠動終端執行相應的操作[2]。

終端是配電自動化系統的末端設備，負責與電網設備直接交互，通常由RTU（Remote Terminal Unit）和遙控器組成。RTU是一種硬件設備，用于采集和傳輸電網參數和設備狀態等數據。遙控器是一種軟件程序，可以通過遠程控制RTU執行操作，如開關的合閘和跳閘。通信系統是配電自動化系統的基礎，其通常由廣域網和局域網組成，負責實現主站、子站和終端之間的數據傳輸。廣域網用于主站和子站之間的遠程通信，一般采用光纖通信或無線通信技術。局域網用于子站和終端之間的本地通信，采用以太網技術。通信系統需要具備可靠性和安全性，以確保數據的正確傳輸以及系統的穩定運行。配電自動化系統結構如圖1所示。

2 配電自動化系統的建設內容

2.1 建設規劃設計

在規劃設計前，要全面評估現有的配電系統，包括電力負荷、電力設備、電力網絡結構等方面。通過收集相關數據和信息，有利于工作人員了解目前的配電系統狀況，為后續規劃設計提供依據。工作人員要根據配電系統的實際需求，制定配電自動化系統的建設目標，提高配電系統可靠性、降低能源損耗、提高運行效率等。通過明確目標，可為后期規劃設計提供指導，并確保建設過程中的各環節都與目標一致。

進行配電自動化系統的功能設計時，要根據配電系統的特點和需求，確定自動化系統需要具備的功能模塊，包括遠程監控、故障檢測與定位、自動切換與重連等。通過功能設計，確保自動化系統能滿足配電系統的運行需求。配電自動化系統的網絡設計要結合功能設計確定自動化系統的網絡拓撲結構和通信方式，確保數據的可靠傳輸。還要考慮網絡的安全性，采取相應的措施防止黑客攻擊和數據泄露。

2.2 配電網網架改造

隨著社會經濟快速發展，電力需求不斷增長，傳統配電網已經無法滿足現代化城市的用電需求，配電自動化系統建設可提高配電網的可靠性，實現對電力供應的智能化管理。

傳統配電網主要采用人工操作方式進行運行管理，存在著操作繁瑣、效率低下、容易出現人為錯誤的問題。通過配電自動化系統的建設，會將傳統的人工操作轉變為自動化控制，提高配電網的運行效率。積極引入先進的通信技術，有利于實現對配電網各節點的實時監測，提高配電網的安全性。

而配電設備是配電自動化系統的核心組成部分，包括開關設備、保護設備、計量設備等，傳統配電設備存在著老化、容量不足、功能單一等問題，無法滿足現代化城市對電力供應的需求。通過建設配電自動化系統，改造配電設備，引入智能化的開關設備、保護設備和計量設備，可提高配電設備的運行效率[3]。

2.3 配電自動化系統建設施工

配電自動化系統建設施工是一個復雜而重要的過程，需要專業的團隊和設備。配電自動化系統建設施工的操作步驟和內容包括以下7點。

2.3.1 初步設計和方案確定

根據用戶需求和現場實際情況，工程團隊進行初步設計和方案確定。這個階段需要考慮到電網的負荷特點、可靠性要求、通信網絡布置等因素。

2.3.2 設備選型和采購

根據方案確定的需求，工程團隊進行設備選型，選擇符合國家標準和規范的設備，并考慮到設備的可靠性。

2.3.3 施工準備

在正式施工前，需要進行施工準備工作，如現場勘察、土建準備、材料準備等。

2.3.4 設備安裝和調試

根據設計方案，工程團隊進行設備安裝和調試，該過程需要嚴格遵守相關的操作規范和安全要求。

2.3.5 系統聯調和測試

在設備安裝和調試完成后，工程團隊進行系統聯調，包括軟件安裝和配置、各個設備之間的通信測試等。

2.3.6 運行和維護培訓

在系統聯調和測試完成后，工程團隊對用戶進行維護培訓，如系統基本操作、故障排除、日常維護等。

2.3.7 竣工驗收

在系統建設施工完成后，工程團隊與用戶進行竣工驗收。驗收包括系統的功能合理性、可靠性、安全性評估等[4]。

3 配電自動化系統工程應用

3.1 工程概述

咸寧配電自動化系統工程位于咸寧市中心城區，共改造5條10kV輻射型線路，對配電自動化主站采用TOSCAN-D3300C型設備，FTU164臺為PRS-3351型終端，DTU77臺，型號為WPZD-163型終端。OLT站臺有8座，全部設置光纖通信。目前，該工程成功竣工，已經成功進入到試運行階段。

3.2 配電自動化通信網配置方式

在配電自動化系統中，通信網絡是實現設備之間信息傳遞的基礎，但隨著系統規模持續擴大，通信需求進一步增加，目前采用的光纖+無線通信的方式已經無法滿足實際要求。因此，本工程決定改用光纖+無線+載波的通信方式來提升系統的通信能力。

光纖通信是一種高速、高帶寬的通信方式，具有傳輸容量大、抗干擾能力強、傳輸距離遠等優點，可滿足系統對于數據傳輸的快速響應需求。在本工程中，將繼續采用光纖通信作為主要的通信方式，確保系統的穩定性。然而，僅依靠光纖通信無法滿足系統對于通信覆蓋范圍的要求。為了解決這一問題，引入無線通信技術，有效擴大通信范圍，增強系統的靈活性，實現對遠程設備的監控和控制，提高系統的運行效率和響應速度[5]。

除了光纖和無線通信外，還引入載波通信技術。載波通信是一種基于電力線路的通信方式，利用電力線路作為傳輸介質進行數據傳輸，它利用已有的電力線路資源，不需要額外布設通信線路，可降低工程成本和施工難度。載波通信還具有抗干擾能力強、傳輸距離遠等優點，適用于配電自動化系統的通信需求。在總共241個配電終端中，有236個采用了光纖通信方式，而十六潭H01和H05、鎮直柱02和柱07開關對應的配電終端由于涉及過江或開挖量大等因素，導致光纖敷設難度較大，因此選擇無線通信方式。位于國家森林公園內的潛山山頂龍溫一回H05開關受到景區保護規定的限制，無法進行光纖敷設，并且無線信號也較弱。為了解決這個問題，他們利用配電線路作為傳輸媒介，采用載波通信方式進行信號傳輸。為了實現咸寧配電自動化一期終端通信全覆蓋，他們綜合利用多種通信方式，以彌補單一通信方式的不足[6]。

3.3 配電自動化設備質量管控

在配電自動化設備的質量管控過程中，倉庫調試和現場調試是兩個重要的環節。倉庫調試是指在設備出廠前，將其進行必要的檢測，以確保設備的性能符合規定的技術要求。現場調試是在設備安裝到現場后，對其再次進行檢測，保證設備在實際運行環境下的正常工作。然而，傳統倉庫調試和現場調試模式存在各種問題，如時間長、效率低、成本高等。為了解決這些問題，工作人員提出倉庫調試+現場調試質量管控模式。

在倉庫調試階段，將充分利用現代化的倉庫管理技術，通過自動化設備和信息化系統的應用，實現設備的快速檢測和調試。通過連接設備與信息化系統，實時監測設備的運行狀態，并對其進行自動化調整，能大幅度縮短倉庫調試的時間，提高調試效率，降低人工干預帶來的誤差[7]。

在現場調試階段，能發揮現場人員的專業技術，通過現場調試設備的各項功能，確保設備在實際運行環境下的正常工作。積極引入先進的傳感器和監控系統，實時監測設備，及時解決可能出現的問題，有效提高現場調試效率，確保設備在實際運行中的穩定性。配電自動化試驗平臺原理示意圖如圖2所示。

3.4 停電管控

在咸寧配電自動化工程施工中，工作人員頻繁使用帶電立桿技術，即在不停電的條件下，利用帶電作業技術進行電桿架設作業。這時，停電施工只要在新建柱上安裝一套二次設備和開關，有效縮短線路停電時間。在帶電立桿技術中，要對線路進行絕緣處理，采用專業的工具，如絕緣手套、絕緣墊等，將施工區域與線路有效地隔離開來，避免電流的流動。

施工人員要經過相關培訓和持證上崗，具備豐富的電氣知識，以確保施工操作的安全性。在絕緣處理完成后，帶電立桿技術的施工過程開始，施工人員要使用帶電安裝車、帶電作業網等特殊工具，進行線路改造和設備安裝。這些工具和設備能夠在不停電的情況下完成各項作業，如更換配電設備、安裝智能監控系統等。施工人員要嚴格按照相關標準和規范進行操作，確保工程施工質量[8]。

4 結束語

配電自動化系統工程的建設技術研究是為了提高配電系統的運行效率而進行的重要工作。經過對配電自動化系統工程的研究，通過引入先進的監控與控制技術，配電系統運行狀態可實時監測，并迅速響應故障和異常情況，縮短故障處理時間，提高供電可靠性，減少停電時間。在研究中，要注重分析配電自動化系統控制技術，優化系統流程，延遲其使用年限。

參考文獻

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