农网配电自动化系统设计的方案

王政

摘要：近年来，我国配电网建设不断发展，网络结构趋于合理，但自动化程度不足，这就会影响配电网的供电能力与安全运行。而农网作为电网的一部分，其自动化建设对整个电网具有极大的作用，本文对农网配电自动化的建设目标和原则进行了分析，进一步探访了农网配电自动化系统设计方案，最后分析了农网配电自动化系统设计。

关键词：农网配电；自动化系统目标原则；方案；设计

配电自动化是实现智能电网的主要基础，与城市电网相比，农网在网络结构上，一次设备技术性能、通信系统、自动化技术应用以及电网运行管理水平上都有很大的差距。因此，建设农网配电自动化应以提高配电网的供电可靠性和改善供电质量为目标，以实用化为检验配电自动化是否取得成效为标志，避免仅为实施配电自动化而对配电一次网架进行大规模改造。

一、农网配电自动化系统建设的原则目标

（一）建设实际的目标

配电自动化建设应达到以下目标：实现三遥功能，通过对配电网的实时监控，提升配网调度的安全性，避免由于支撑信息不足造成的可靠性较差的调度出现，实现配电自动化功能，自动实现进行故障隔离、恢复非故障区供电，减少停电范围，缩短故障停电时间，提高供电的可靠性。实时监测、改善电压质量。优化网络结构和无功配置，降低电能损耗。提高配电台区供电质量，实现配变参数监测、保护、测量、动态无功补偿控制和三相不平衡治理等，提高服务质量，提高为用户服务的响应速度和服务质量，保证故障时对用户供电的能力，通过自动化系统的实施，真正提高企业的现代化管理水平。

（二）建设农网配电自动化原则

在建设农网配电自动化系统时期要遵循以下几个原则：第一，稳定性原则，在建设农网配电自动化系统时要兼顾设备与系统双方的稳定可靠，保证系统的结构简单，提升农网在各种运行状态下对故障处理的可靠性；第二实用性原则，农网配电自动化方案要统筹考虑方案特点、综合规划，根据各单位特点选择最合适、效果好的自动化方案，可以分期、分布实施改造，逐步升级，做到因网制宜、因地制宜；第三，先进性原则，在设计自动化系统时要有前瞻性，使用稳定有效的先进技术设备，但不能理解为只使用最新的设备和技术。

二、农网配电自动化系统设计方案

（一）设计城区内的开闭站。在城区内的开闭站中安装DTU设备，以便能够对站内微机保护系统提供的电压、开关分合状态、保护新型号等数据或信息进行收集，并利用通讯网络将其传递到主站，这样监控人员就能够对配电网络的运行状况进行掌握，以便及时处理出现的问题。

（二）在配电室、箱式变和组合变中应加装配电变压器综合测控仪，以实现对电压、电流、电量、低压开关位置以及低压无功补偿等信息的收集，同时还可以实现对电容器的眨动投切控制；再次，刀闸室所有高压出线电缆应加装电缆故障指示仪，利用DTU采集该信号以及电压、电流、开关分合状态等，通过通讯网络传到主站，以便监控人员对刀闸室运行情况进行实时监测。

（三）在对新建配电设施进行施工的时候，应严格按照配电自动化系统的要求与相关规定来进行，并将项目的通讯方式在实施中建设。另外，在购买设备时，应根据配电配网自动化装置进行购置。

三、农网配电自动化系统设计的内容

（一）系统结构设计

对于农网配电自动化系统来说，其主要包括三层，如图1所示。第一层：主站层。主站层是整个系统的最高层，包括一个主站系统，具体组成包括计算机设备及其外设、构件。一般来说，主站层设置在电业公司变电调度部门，以实现配电自动化系统的监控、调度、管理、分析、调整、优化配电网运行状态的功能。第二层：子站层是系统的第二层，它包括若干个子站，它的主要设备为配电载波网关，通常设置在变电站中，其功能是实现数据的上传与下达。子站可以通过现场总线网连接就地的自动化设备（如RTU，出线电能表），将其接入配电自动化系统。子站可以通过以太网连接就地的自动化系统（如变电站综合自动化系统），将其接入配电自动化系统。第三层：终端层。它是系统的最底层，包括若干柱上开关监控终端、变压器监控终端等监控终端，一般设置在被监控设备的位置，主要职责是对被监控设备进行数据采集、控制与保护。

（二）通信系统设计

考虑到系统结构、通信数据量、通信实时性要求以及数据流特性等情况，农网配电自动化系统可以设置成4层通信网络。第一层：局域网采用带有网络交换机的10/100M以太网，电缆为其主要的通信媒质，与主站内的计算机及其它设备相连；第二层：城或网将子站层的所有子站连接到主站。利用现有的光纤信道建立其子站到主站之间的通信信道；第三层：配电载波通信网，它是配电自动化系统中较为重要的一层通信网，在这一层通信网上，连接着配电点系统的大部分设备。

（三）站端装置设计

（1）故障指示器设计

在具体的实践中，有很多方法可以对接地故障进行判断，这里要说明的是信号源注入法，也就是在长线路分段节点和线路发生接地故障，信号源设备就会很快根据脉宽变化自动投入不同的阻性负载，以利用电流叠加促使故障信号器自动发击故障信号：当线路发生短路时，故障指示器会根据短路特征、电流突变、执行的保护动作等信息，对故障点进行快速、准确的定位，此外，还可起到检测负荷电源的作用。

（2）配电终端监控设计

配电终端监控可以对故障信息进行采集与转发，可以实现农网配电自动化中遥测、遥信与遥控的功能。具体来说，当故障指示器发出信號时终端设备会及时接收线路中的负荷电流、动作信息与开关状态等，并且还会对其进行分析、编译与发送。若电控开关具有监控条件，通常在通信终端的作用下实现对开关的远程分合闸操作，但应将分合闸状态下的电源情况考虑在内，如果采用的为遥控开关，建议配置直流电机或TV。

四、农网配电自动化改造应采用的方法

（一）继续完善配网自动化设施

在进行农村电网自动化改造时，技术人员要充分利用现代化的科学技术，并将之与计算机网络技术结合起来，使之能及时、有效的获取供电系统的相关数据，如用电地区在一定时间内的负荷變化情况。同时，加强对农村用户用电情况的数据分析，为农村电力市场未来的发展及电能的分配提供了数据理念基础。此外，对于农网配电自动化改造过程中所需要的设施和设备要加大投入，对于工作性能落后、操作灵敏度低的设备要及时进行改进和更新。

（二）不断提高农网配电自动化供电能力

对于电力企业来说，如何有效提高其供电能力，确保能够在保障供电系统稳定运行的同时，满足电力用户的用电需求，是其当前发展阶段的重要目标。而体现在农村电力方面，即在进行电网自动化改造时通过对供电负荷的数据分析与预测，确保各农村电力方面，即在进行电网自动化改造时通过对供电负荷的数据分析与预测，确保各农村供电站能够以最佳距离进行建设，进而减少因超负荷以及传输过程中造成的耗损，降低对供电系统的影响，最终达到保障供电电压稳定性的目的。

（三）定期维护和加强管理

农村电网在进行自动化改造后，为保障其自动化运行的可靠性，电力企业需要安排专人对其进行定期的技术维护与管理，如对配网自动化技术软件进行定期的校正、修改，尤其是在配网供电负荷较大的时候一定要加强配网自动化技术软件的维护，否则会因为配网自动化技术软件受到供电负荷的影响而阻碍一些功能的作用的发挥。对于配网自动化技术也要注重管理，尤其是对技术的更新管理，要时刻让配网自动化技术与供电系统的运行状态相匹配，以保障供电系统运行的可靠性。

结束语：

虽然农村配电自动化改造在各个方面都与城市电网有所差距，但是，作为农村经济以及社会发展的必然要求，各电力企业对此需要多加关注，从提高供电能力、完善电力设施以及加强管理等方面切实提升农村电网的服务水平。尤其是在国家加强农网改造的今天，各供电企业要切实落实农村电网的改造升级任务，有效改善农网配电自动化系统中存在不足，保障农村经济生产和居民生活所需。

参考文献：

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