配網(wǎng)自動化的建設(shè)應(yīng)用設(shè)計

王強

摘 要：隨著人民生活水平的不斷提高，要求進(jìn)一步提高供電質(zhì)量，在大規(guī)模的兩網(wǎng)改造工程結(jié)束之后，開始對配電網(wǎng)的布局進(jìn)行不斷的優(yōu)化。而對高水平的配電網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計，是提高配電網(wǎng)可靠性的前提，文章重點探討了配電自動化的建設(shè)應(yīng)用設(shè)計。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；設(shè)計；建設(shè)；應(yīng)用

目前，中國的配網(wǎng)自動化工作已經(jīng)開始進(jìn)入了實施和應(yīng)用階段。它是利用現(xiàn)代化的技術(shù)，并有機的結(jié)合電力設(shè)備，通過將配電運行正常情況下及意外發(fā)生事故時的控制和計量、保護(hù)、檢測與供電部門的工作管理進(jìn)行很好的融合，同時與用戶間的關(guān)系緊密銜接，通過改進(jìn)供電質(zhì)量，制定的價格更加合理，使供電經(jīng)濟性指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，以滿足用戶多樣化的需求。

1 當(dāng)前配網(wǎng)的現(xiàn)狀

一直以來，中國電力的矛盾集中體現(xiàn)在：有較大的電力缺口，電力生產(chǎn)和需求不相匹配。所以，國家將輸電網(wǎng)及發(fā)電廠的建設(shè)，作為中國電力投資的重點。而經(jīng)過若干年來的建設(shè)和投入，已經(jīng)基本上滿足了電力的需求。而當(dāng)前配電環(huán)節(jié)是矛盾的焦點所在，因為過去只有較少的投入在配電系統(tǒng)上，造成了不合理的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。輻射型單端供電是很多城市所普遍采用的，若一旦有線路故障出現(xiàn)，只能將整回線路切除，從而導(dǎo)致大片區(qū)域停電的問題。由于配電線路有較小的送電能力，很多已經(jīng)超過使用壽命的線路仍舊在使用。這種過負(fù)荷運行的線路，會達(dá)到超過20%以上的線損，在用電高峰期，會有非常落后的斷電技術(shù)性能。目前，關(guān)于城網(wǎng)改造的相關(guān)政策已經(jīng)制定和出臺，通過加大資金投入，要求將配網(wǎng)自動化積極穩(wěn)步的推進(jìn)。

2 配網(wǎng)自動化建設(shè)和實施的意義

針對電力企業(yè)而言，建設(shè)和實施配網(wǎng)自動化的意義在于：一是將故障停電時間和故障停電次數(shù)減少，使供電的可靠性得到提升，實現(xiàn)故障的自動隔離和檢測，將停電范圍縮小，使非故障區(qū)的供電功能快速恢復(fù)，同時，將由故障導(dǎo)致的電費損失減少；二是將電能質(zhì)量改善，對穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的電壓質(zhì)量進(jìn)行改善和監(jiān)測，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能；三是將配電網(wǎng)設(shè)備的利用率提高，并使系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性得到提升，將線損和運行維護(hù)費用降低，使企業(yè)的經(jīng)濟效益得到最大限度的提升。四是使設(shè)備檢修范圍和停電時間縮短和減少；五是將電能損耗降低，同時使無功分配和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化；六是提高服務(wù)質(zhì)量，采用技術(shù)手段，使用戶的服務(wù)水平得到改善。

3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計

配電網(wǎng)絡(luò)是指低于110 kV 的電力網(wǎng)絡(luò)，涵蓋了高、中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)，10kV 中壓配電網(wǎng)自動化是我們重點研究的配網(wǎng)自動化。配電網(wǎng)自動化設(shè)計應(yīng)對以下的原則進(jìn)行遵循：具有可靠的電源點和線路、布局、規(guī)劃等配電網(wǎng)網(wǎng)架；具有TTU和一次性智能性開關(guān)當(dāng)?shù)瓤煽康脑O(shè)備；具有通信介質(zhì)等可靠的設(shè)備；具有可靠的網(wǎng)絡(luò)、軟件等子站系統(tǒng)和主站系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)涵蓋了三個子系統(tǒng)，以下是它們的設(shè)計和構(gòu)成。

3.1 配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)

（1）配電SCADA 主站系統(tǒng)。前置機服務(wù)器：當(dāng)服務(wù)器有故障發(fā)生時，為了使系統(tǒng)的正常運行得到保障，從前置機服務(wù)器中的一臺自動成為主前置機服務(wù)器，這是由nap 來完成的。通過dater，對由交換機發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并存入到當(dāng)?shù)貎?nèi)存。

SCADA 服務(wù)器：當(dāng)服務(wù)器有故障出現(xiàn)時，為了使系統(tǒng)的正常運行得到保障，從SCADA 服務(wù)器中的一臺自動成為主SCADA 服務(wù)器，它的完成是由nsp進(jìn)行的，通過datsrv，服務(wù)器對由主前置機服務(wù)器發(fā)送來的生數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并將處理后的數(shù)數(shù)據(jù)形成內(nèi)存。

（2）軟件子系統(tǒng)DAS。為了能對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)投運后的正常運行做出保障，并與本系統(tǒng)的技術(shù)要求相符，必須聯(lián)調(diào)測試恢復(fù)和配電故障的診斷功能。在進(jìn)行DA 聯(lián)調(diào)測試前，應(yīng)對其功能的正常運行做出保障；對無故障區(qū)段的供電進(jìn)行恢復(fù)時，應(yīng)遙控測試變電站的出口斷路器。

（3）配電管理系統(tǒng)DMS。從目前不斷發(fā)展的輸電系統(tǒng)自動化的進(jìn)程的分析，我國已經(jīng)實現(xiàn)了綜合管理系統(tǒng)水平的配電系統(tǒng)。當(dāng)前急需解決的是提高其綜合水平，通過借鑒和學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，進(jìn)一步豐富系統(tǒng)的功能，使配電自動化系統(tǒng)更加實用。

3.2 配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)

配網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備不僅僅包括著有較廣分布的、較多數(shù)量的柱上開關(guān)，同時又包含著較大數(shù)量的環(huán)網(wǎng)柜和開閉所，所以，必須對配電子站（SUB - STATION），即中間一級進(jìn)行增設(shè)，由其對附近的配電站端監(jiān)控設(shè)備、開閉所和柱上開關(guān)進(jìn)行管理，完成饋線重合閘和“數(shù)據(jù)采集器”。同時，向配電主站通信處理器傳送實時數(shù)據(jù)，這樣，即實現(xiàn)了配電自動化，同時也使主干通道得到了節(jié)約。

3.3 配網(wǎng)自動化終端

它負(fù)責(zé)對配電變壓器和城域所轄的柱上開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時，還要實現(xiàn)識別的功能，能對故障進(jìn)行有效控制。并且能實現(xiàn)城區(qū)配網(wǎng)優(yōu)化，運完成配網(wǎng)子站和主站的自動化運行運行，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和工況檢測工作進(jìn)行配合，在配網(wǎng)發(fā)生故障時，對故障進(jìn)行隔離，并快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。

4 應(yīng)用配網(wǎng)自動化需要注意的問題

4.1 對配網(wǎng)自動化的規(guī)劃工作應(yīng)統(tǒng)籌兼顧

配網(wǎng)自動化的建設(shè)和實施工作，涉及到較多的部門，在制定實施方案時，應(yīng)綜合考慮、統(tǒng)籌兼顧，在設(shè)計上的應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在經(jīng)濟上能對資金進(jìn)行節(jié)約，在管理上易于維護(hù)，在技術(shù)上對平臺進(jìn)行統(tǒng)一，同時還應(yīng)為將來電力企業(yè)的信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

4.2 需要對配電線路造成干擾的因素進(jìn)行充分的考慮

一是對包括電磁干擾、振動、風(fēng)沙、潮濕、雨淋、高溫和低溫工作及雷擊過電壓等因襲進(jìn)行充分的考慮。另外，和輸電網(wǎng)系統(tǒng)相比，配電網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備切換非常頻繁，所以對設(shè)備的質(zhì)量、壽命和可靠性要求都很高，這樣，無形中增加了設(shè)備的造價，所以，在篩選元器件、設(shè)計電子設(shè)備、開關(guān)的外絕緣材料上，還應(yīng)考慮其性價比。此外，對配電自動化系統(tǒng)站端設(shè)備的可靠性要求也越來越高。如對子站環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線間隔安裝電動操作機構(gòu)，設(shè)遠(yuǎn)方及就地兩種控制方式；10kV開關(guān)柜各間隔均安裝4常開4常閉開關(guān)輔助接點。10kV開關(guān)柜等設(shè)備與站所終端（DTU）之間采用航空接插件經(jīng)電纜互聯(lián)。10kV環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線間隔設(shè)置A、B、C相電流互感器及零序電流互感器，開關(guān)控制方面應(yīng)可以接收并執(zhí)行主站遙控命令或當(dāng)?shù)乜刂泼?，以及返送校核，控制開關(guān)執(zhí)行分、合閘操作。遙控分、合閘出口繼電器常開接點采用點動方式。二是要求后備電源具有較高的可靠性。如一次設(shè)備直流操作電源的輸出電壓應(yīng)滿足DC48V±1.44V、最大輸出電流滿足8.3A，最大功率：400W，基于此才可滿足高壓開關(guān)分合閘電機驅(qū)動。并且輸入電源掉電后，直流電源系統(tǒng)能正常工作≥2h，并且滿足環(huán)網(wǎng)柜高壓開關(guān)分合閘操作不小于12次。 配電終端和通信單元電源輸出電壓應(yīng)滿足DC48V±1.44V、輸出電流：1A，最大功率：40W、適用于配電終端、通訊等單元、輸入電源掉電后，可滿足滿負(fù)荷功率為40W的配電終端、通信等負(fù)載連續(xù)工作2小時。三是配電自動化對運行人員提出了更高的要求。配網(wǎng)自動化的建設(shè)和實施，將配網(wǎng)傳統(tǒng)的運行管理模式改變的同時，對運行人員所提出的要求也越來越高。

5 結(jié)束語

新的歷史時期，配網(wǎng)自動化已經(jīng)成為一種必然的趨勢，它同時也是經(jīng)濟發(fā)展的必然要求。在配網(wǎng)自動化建設(shè)應(yīng)用與設(shè)計的過程中，我們應(yīng)借鑒和學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的經(jīng)驗，并與本地區(qū)實際情況相結(jié)合，對主次關(guān)系、局部和全局、遠(yuǎn)期與近期進(jìn)行綜合考慮，以其促進(jìn)電力市場的蓬勃發(fā)展。

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