我对配网自动化运行设计的分析

徐鹏

【摘要】配网自动化设计在保证电压质量、降低电网网损的同时，要尽可能简化配电网的结构及减少投资，在充分合理利用能源的基础上，大大减少调度、无人职守站值班员和保修人员的数量及其劳动强度，达到减员增效的效果。文章对配网自动化总体方案设计、配网自动化构成和方案实施进行论述，并对效益进行分析。

【关键词】配网自动化；运动系统；继电保护；通信系统

引言

在未来几十年里，城市电网的自动化水平会要求越来越高，网架结构与系统建设将会大规模的进行，以满足电力发展的需要。因此，我们应该及早规划建设适应现代化需求的城区配网自动化系统。

一、综述配网自动化总体方案

自1998年8月国家投资城网建设与改造以来，中、低压配电网改造取得了显著成绩，但是在供电可靠性、自动化技术方面，与欧、日、美等发达国家尚有很大差距；另外改造面尚未铺开，离实现配电自动化目标甚远。现在国家机械工业局规划发展司、国家电力公司上级领导及时提出了我国21世纪城市中、低压配电网发展方向，如营建“N—1”的供电网，建设数字化配电网，选用高可靠免维护的智能化电器设备等，以满足城市现代化，乡镇现代化发展需求。

配网自动化系统分为馈线自动化、通信系统和配网主站三大部分。馈线自动化是配网自动化的核心和基础，馈线自动化系统就故障隔离和恢复方式分为就地控制、远程控制两种。

就地控制方式是以重合器之间的整定值配合实现，无需主站和通信系统。缺点是在网架结构比较复杂时，整定值难以配合，同时没有主站系统，配调人员无法对线路情况实时监控。

远方控制方式是通过配网主站对配电终端上传的信息进行分析、判断、控制，它以可靠的通讯系统为前提。因此通信和配网主站系统必须与馈线自动化系统同步实施。这种方式能够解决网架结构比较复杂和对线路的实时监控问题，但一次性投入的资金比较大。

二、配网自动化的组成结构

（一）一次设备

目前，我国县城的配电网络仍以架空线方式为主，配电网络的建设一直滞后主网的建设，造成配电网络千疮百孔，经不起任何风吹草动，一遇到天气变化经常出现故障，造成对客户停电。由于电网技术落后、设备陈旧，因此供电可靠性差。在配网自动化的建设中，一次网架的结构是非常重要的，就是对配电网架结构动手术的过程。

（二）远动系统

配网自动化的远动系统主要实现FTU（终端装置）对线路开关、配电台区（变压器）的监控。远动系统及设备的可靠性功能主要包括保护动作、环网控制、远方控制、就地手动等四方面。配网自动化远动系统的主要问题是线路电源（仪表与操作电源）和传输规约，设计适用于户外环境的、可靠的不间断电源是实现配网自动化的一个难题。由于配电线路设备的地理分布性，目前变电所采用的CDT、POLLING规约，均不适用于配网自动化系统，新的101规约得到了一定程度的应用，它能否作为配网自动化远动传输标准尚难评定。目前，IEC正在制定新的传输协议标准。

（三）通信系统

配网自动化的通信系统包括主站对子站、主站對现场单元、子站对现场单元、子站之间、现场单元之间的通信等。通信是配电网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，通信方案也多种多样，比如光纤、电力载波、有线电缆、微波、扩频等，但总的来看，采用混合通信方案是比较符合县级城市的实际。即10kV主干线路用光纤，支线采用其他通信方式（根据距离主干线路远近、传输要求高低决定），远距离孤立点采用无线传输。（1）在资金充足的情况下，通信方式可选择有线、载波、光纤等，其中光纤通信可靠性最高。应依地形和资金情况而采用性能价格比较高的通信网。（2）尽量利用已有资源，主要利用已初具规模的SDH通信系统。

（四）主站系统

配电网自动化的主站功能包括SCADA实时监控系统、GIS地理信息系统、电网经济运行分析等，主站框架要突破传统的单一调度自动化系统C/S模式，以P-P-C/S-B/S一体化架构，充分体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点，计算机网络与软件平台技术充分体现功能与开放，并提供与异构系统跨平台接口，与调度自动化系统实现无缝集成。

三、配网自动化的内容方案

（一）分段及联络重合器作为主设备的选型

由故障处理过程可看出，分段和联络重合器应具有如下功能：（1）保护功能：速断、定时过流、反时限过流、重合闸、保存定值并自动切换；（2）控制功能：远方控制、自动控制、就地控制；（3）环网功能：根据一侧或二侧PT（CVT）受电状态按整定值自动控制开关合分； （4）通信功能：以标准通信协议与远方通信，实现“四遥”；（5）电源：满足操作机构、终端设备和通信装置用电，并配置备用电源且具有电压保护预告警功能；（6）户外运行：要求主设备在户外运行有较高的可靠性和维护简单的特点。

（二）继电保护

分段开关及联络开关设速断保护、定时限过电流保护和重合闸，其整定值服从变电所出线开关的整定。具体原则如下：（1）所有重合器设速断保护和定时限过流保护；（2）速断保护定值按躲开被保护线路末端最大短路电流来整定。为保证选择性，变电站出线开关的无时限速断保护应改为限时速断保护；（3）定时限过流保护按躲开被保护线路的最大负荷电流来整定；（4）不同的运行方式下保护定值应重新进行整定。

（三）通信系统的选型

目前常用的通信方式有有线、载波、无线扩频。相比较而言，光纤通信的优点很多，它传输频带宽、损耗低，信息容量大，稳定可靠，所配光端机体积很小，可装在配网监控装置FTU内部，完成配网自动化数据传输，还可以为低压用电管理提供优质的通信通道，是一种理想的通信方式。

（四）主站系统的选型

主站系统在选型时应满足下面三个条件：具有实时监控功能（SCADA），能采集处理整个系统终端传上来的实时数据，完成事故报警，远程控制，故障判断、隔离，非故障区域的供电恢复。（1）对于新建或改造的调度自动化系统，可以综合考虑配网自动化系统的功能需求，采用配调一体化主站系统。（2）已经建立调度自动化系统，在功能上已经满足地方经济3?5年发展的需要，而又不具备配网自动化系统功能的，可以单独建立一套配网自动化系统，两个独立系统之间实现数据共享。（3）配网线路监测数量比较少，可以建设一个简化的配网主站/子站来完成馈线自动化功能，并转发数据给调度自动化系统。

四、进行效益分析

配网自动化是建立在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行状态和事故状态下的监测、保护、控制以及用电管理和配电管理的自动化，最终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统在线的、准实时的闭环控制。（1）实施配网自动化系统后，有效减少了事故、检修时的停电范围，减少了停电次数和停电时问，相对增加了供电量。（2）对用户来说，供电可靠性得到提高，停电时间减少，增加了创造的价值。（3）由于采用了高可靠性设备，减轻了事故和检修时的维护工作，降低了维护成本。（4）高可靠性、高质量的供电环境服务于用户、服务于发展，也带来了很好的社会效益。

结束语：

科学的合理的进行配网自动化运行设计，是保障用户的安全用电，可靠用电。

参考文献：

[1]文乐斌，丁国光，姚霞.配网自动化建设技术问题的探讨[A].全国城市供用电自动化及电力通讯应用技术论文集，2003.

[2]城市配电网优化的指导意见.中电联供电[2003]28 号.

[3]国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则.发改能源[2003]369 号.__