珠海市配网自动化设备配置的探讨

柏 林

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海 519000）

1 配网自动化主站建设

1.1 总体技术要求

第一，大量数据处理能力。配网系统设备众多，运行数据量巨大，因此作为配网自动化主站系统而言，基本要求是具备大数据处理能力。第二，软硬件配置具备可靠性。主站系统规模等方面的重点在于要考虑配电网未来的发展，设计时应留出充足的冗余。为了更好地跟上现代化科技发展的步伐，自动化主战系统需要具备良好的网络重组能力，防止系统关键设备发生系统功能受损或丢失数据的状况。第三，需要具备针对不同网架结构馈线进行故障处理的能力。由于配电网中包含大量不同的网络线路，接线方式也较多，因此对各种不同网架结构馈线故障进行处理是配网自动化主站系统应具备的能力[1，2]。第四，紧密结合运行管理工作。配网主站一定要注意满足不同的应用需求，集中采集维护，以分层分区域的方法展开管理工作。第五，集成自动化系统信息。在目前的自动化科技基础上，根据相关标准构建配电网采集数据平台和生产管理平台的统一模式，是为了实现各个相关自动化和管理系统信息的共享，避免重复投资的情况，保证数据源唯一。第六，体系结构具备开放性。主站系统以围绕组件化和模块化为工作核心展开应用软件设计。第七，采用简单和友善的人机交换模式。对人机交换界面进行简单而形象化的优化设计，使操作和维护过程更加方便快捷。第八，加强网络安全的维护与管理。配网自动化主站系统必须要满足电力二次系统的安全防护方案要求。第九，改善配调运行管理环境。围绕运营需求核心，以自动化系统为针对对象，调配改善其运行管理环境[3]。

1.2 应用功能扩展

第一，看门狗管理功能。在主站系统中设置看门狗管理功能，通过通信接入方式，设置专门的统计和查询看门狗类设备通信监视情况等功能。第二，辅助作图功能。系统接入PDA定位的设备坐标信息，在GIS上显示转换状况，帮助PDA完成数据采集。完成数据收集后导入系统中，保证系统数据的实时更新与完善。第三，对数据导入进行测绘与自动绘线。经纬度等补充数据结合专业测绘工具，对打点进行测绘或者运用其他PDA设备对打点进行测绘后，运用Excel文件完成数据汇总工作，通过软件接口功能将管线回测成果的数据导入表格，将经纬度信息作为支点开启线路自动绘制功能，并导入辅助信息。第四，PDA巡线管理功能。工作人员在检查完现场设备后，记录检查结果，依据登记找出设备缺陷。第五，缺陷管理功能。在缺陷管理界面上进行设置，发现时间是完成控件选择所需要的时间，发现地点和发现人以手动方式输入，并能够删除记录。第六，巡视轨迹。为准确完成巡线任务，监督巡线员工应积极落实巡视工作，并保存巡视轨迹数据。第七，无线通信服务。主站系统对无线通信服务器进行设置，对配网终端无线通信信道进行管理，使两台无线服务器并肩运行[4]。

1.3 硬件及软件配置

以系统应用需求为导向，完成主站系统计算机等的扩展配置，如表1所示。

表1 系统扩展配置图

2 配电网结构及自动化系统

2.1 中压配电网组成

2.1.1 开闭所

开闭所为中压配电进出线设置地点，具备功率再分配功能，实质是对变电站母线进行延伸，解决变电站进出线间隔问题，在区域中充分发挥电源支撑作用。一般配置电源的特征为双路，且选取变电站时必须要优先选取不同方向的变电站，或确定同一座变电站不同母线。主接线应可靠和简单，一般采用进线定位在1～2路和出线定位在4～6路的方式。

2.1.2 馈 线

就馈线存在形式而言，架空线和地下电缆较为重要。以供给负荷数目为依据，馈线可划分为直馈线和公网馈线。直馈线是线路直接从变电站或开闭所引出，连接到单用户供电线路上。公网馈线是以一条馈线为依托，直接供电给多个用户。

2.2 中压配电网典型接线

中压配电网闭环设计，开环运行，并将架空线和地下电缆作为连接主线。图1为电缆单侧电源双射式接线方式。

图1 电缆单侧电源双射式

2.3 中压配电网开关设备

配电网中开关设备主要包括重合器和断路器等。其中断路器具有切断故障电流和保护开关使用的功能，而常规情况下开断正常电流操作通过负荷开关实现。

2.4 中压配电网保护配置

中压配电网保护依托过流和延时速断等实现。对区间充足线路进行保护时，在断路器处安装保护装置能够保护区间充足的线路，还能够实现对部分或者全部线路的三段式电流保护。此保护设施已经在部分断路器中安装并与重合闸保护配合使用。

2.5 数据平台模型

有关电网分析的IEC61970标准301部分的公共信息模型CIM被统一应用在配电网数据模型中。CIM为目前电力系统中的唯一标准，结合面向对象的特征进行设计，通过建模语言UML实现统一表达方式，保障了平台数据结构的开放性和扩展性。

2.6 公共信息模型（CIM）

在框架中呈现基础与核心，界定信息交换的内容与内涵，阐述模型属性和相互关系，构建电力工业的标准对象模型。CIM模型要求应用统一的建模语言阐述类之间的各种关系，包括普遍化关系、关联关系以及聚集关系。

2.7 故障诊断涉及数据

CIM即配电网故障诊断数据。电网拓扑源于CIM中的电网拓扑模型，配电网一次设备参数源于CIM中的导电设备模型，配电网保护设备参数源于CIM中的保护设备。拓扑节点是连接点的集合，节点连接需要以开关设备通断的形成为导向，其实质是电网设备中等势点，具体功能是能找寻到其连接其他导电设备的拓扑节点。此外，就拓扑节点属性来看，将该节点净注入有功和净注入无功涵盖其中，运用拓扑岛体现拓扑节点集合。以电气集合实现电网局部拓扑的连接，从而使它们形成一个整体。电网中依托电气连接设备对电网的动态拓扑变化产生影响。线路（Line）和变压器是位于拓扑岛中拓扑节点间的导电设备。

3 配网终端建设

3.1 监测选点

综合考虑供电区分类等因素，选择出三遥监测点和二遥监测点。环网柜是母线及其进出线能够接收和分配10 kV电力且能够开断电流的配电设备。一旦具备可靠的通信条件，应最先选出三遥功能对环网实施改造。终端在配置上以三遥功能为标准进行，这是最佳选择。目前，珠海供电局配电综合房设置了10 kV母线，配备完善的进出线设备，负责对10 kV电力的分配，并且安装了配电变压器配电设施。在具备环网供电功能的电房安装三遥功能，将二遥功能安装在其他电房。此外，珠海供电局设置了较多的电缆分支箱，有利于加速处理电缆线路故障。在电缆分支箱上建设简易配电自动化终端设备，可提高故障的信号采集和整理效率[5]。

3.2 配网自动化终端选型要求

为了完成故障信号采集和上传，三遥功能必须安装在环网柜配网自动化终端。将架空线开关自动化终端与开关功能合并到一起，并设置二遥功能，但需要预留遥控功能扩展的空间。

3.3 配网自动化终端分期建设

安装调试配网自动化终端和进行开关改造等配网自动化建设，必须要投入一定的人力和物力，且要充分考虑线路停电问题。为确保实施配网自动化过程有序与平稳，防止重复投资，应贯彻落实统一规划和分阶段分区域逐步实施的措施。

4 配网自动化开关建设

4.1 配网自动化开关设置

将主干线三分段实施在配网线路上，主干线分段开关和联络开关一共不超过4台。如果分支线长度较长，则需要将1台负荷开关设置在该分支线首端。

4.2 配网自动化开关选型要求

采用主站集中型开关时，在主干线分段开关和联络开关上应用自动化负荷开关，有利于提升故障隔离速度。采用电压-时间型开关时，自动化断路器开关需要被选用在主干线分段开关上，且自动化断路器开关需要配备电压互感器作为开关动作和二次方面的电源。在电动操作机构中，一旦开关储能时间过长，重合闸时间就会违背自动化配合要求，因此需要选用电磁和电动马达储能弹簧机构。

4.3 配网负荷开关改造

以负荷开关为主，为落实远方监控负荷开关运行，必须对现有的负荷开关实施改造，使其具备三遥或二遥功能。

5 保护配置原则

在电压型配电线（也称之为电压-时间型）中，应将速断和过流等功能配置在变电站出线断路器上才符合要求。

6 通信方式选择

根据需求，需要将多种通信模块设置在配电自动化终端，因此需要实施无线等多种通信方式。对于集中型主站，需要运用三遥配电自动化终端，光纤和无线主备通信方式是必须采用的模式，无线通信方式为其他配电自动化终端模式[6]。

7 电源配置要求

7.1 电压型配电线电源配置

工作电源选用电源变压器PT取电方式，在后备电源中实行蓄电池或超级电容供电模式。在主干线分段开关自动化终端的后备电源上采用蓄电池供电，容量与工作电源匹配，掉电后配电自动化终端还能维持正常运作8 h，可以至少完成3次开关分合闸操作。应用蓄电池或超级电容时，应选用与主干线分段负荷开关相配套的配网自动化终端后备电源。

7.2 电流型配电线电源配置原则

工作电源选用PT取电模式，最好的方式是在开关柜（环网柜）母线侧设置独立的PT单元。蓄电池容量一定要满足工作电源的要求，在发生掉电情况后，配电自动化终端应具备维持正常工作8 h的能力，使得开关可以完成分合闸操作3次以上。

8 结 论

珠海市用电水平和用电负荷不断提高，对用电安全性和可靠性的要求也不断提高，使得配网工程的发展面临严峻的挑战。本文对珠海配网自动化应用方面提出了相关配置要求，并进行了具体探讨，以期提供借鉴。