配網(wǎng)自動化系統(tǒng)方案的比較及實施

張傳亮 鄭慧芳

（廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞厚街供電分局，廣東 東莞523963）

0 引言

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)配網(wǎng)中存在的問題，不僅保障了整個配網(wǎng)的穩(wěn)定性和實用性，更實現(xiàn)了配網(wǎng)系統(tǒng)的先進性、經(jīng)濟性建設(shè)目標，切實有效地提高了配電線路的供電可靠性，為市民提供了高質(zhì)的配電服務(wù)，推動了電力企業(yè)的發(fā)展，促進了電力企業(yè)可持續(xù)化發(fā)展目標的實現(xiàn)。

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)方案

1.1 一遙配電自動化系統(tǒng)

想要保障整個配電的穩(wěn)定性，降低故障率，必須做好故障檢測和維護。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可通過故障指示器實現(xiàn)短路故障的自動檢測，再利用通信模塊將故障信息及故障點通過無線通訊設(shè)備發(fā)送到終端。終端再將采集到的故障信息數(shù)據(jù)通過GSM等公共通訊網(wǎng)絡(luò)以手機短信的形式傳輸?shù)街行恼竞秃笈_監(jiān)控系統(tǒng)。這種方式檢測故障既快速又經(jīng)濟，并且易操作，故障發(fā)生后可立即找到故障點，為后期維修工作提供有利條件。

1.2 二遙配電自動化系統(tǒng)

故障指示器將其采集的電流信號和故障信號就地數(shù)字化，傳輸給通信終端，通信終端再將采集到的開關(guān)狀態(tài)和接收到的故障指示器信息打包上傳給監(jiān)控后臺或調(diào)度中心，最終達到“二遙”監(jiān)測的效果。該方案特點是基本滿足配網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，無需改造設(shè)備，所需投資較少，可以監(jiān)測開關(guān)狀態(tài)和負荷電流；其局限性是不能隔離故障，不能自動轉(zhuǎn)移供電。

1.3 分布式智能饋線自動化系統(tǒng)

分布式智能饋線自動化系統(tǒng)是近些年新興的概念，是在重合器、電壓分斷器、電流分斷器三大技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的配電技術(shù)。此系統(tǒng)在電動負荷開關(guān)及斷路器側(cè)設(shè)置了自動化裝置，以在線監(jiān)測開關(guān)兩側(cè)電壓及線路電流。該系統(tǒng)是利用控制器自身的邏輯功能查找故障點，在故障點被發(fā)現(xiàn)后可自動啟動故障隔離功能，在故障區(qū)被隔離后便會自動合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實現(xiàn)非故障區(qū)域的恢復供電。該方案特點是基本具備標準FTU的三遙功能，系統(tǒng)不依賴通訊，可靠性高，自動化程度高；其局限性是變電站需進行兩次重合閘，負荷開關(guān)在隔離轉(zhuǎn)供過程中存在一次系統(tǒng)沖擊，對系統(tǒng)穩(wěn)定性及設(shè)備絕緣有影響，且方案所需投資較高。

1.4 網(wǎng)絡(luò)式智能饋線自動化系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)式智能饋線自動化系統(tǒng)，就是在分布式智能饋線自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，融入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用光纖通信網(wǎng)絡(luò)來進行信息傳遞。這種方式大大提高了信息傳遞效率和質(zhì)量，在故障后毫秒級時間內(nèi)便能進行故障點分析和數(shù)據(jù)傳送，及時隔離故障區(qū)域，變電站出線開關(guān)不需跳閘，停電面積最小，停電時間短。該方案特點是能快速查找及隔離故障點，停電時間短、范圍?。痪邆錁藴蔉TU的三遙功能；隔離故障轉(zhuǎn)供電過程中負荷不會受到?jīng)_擊。但由于建設(shè)高速光纖信道花費巨大，因此該方案在實際操作中易遇到資金困難。

2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)方案對比及實施建議

通過4個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)方案的對比，我們可以得出以下實施建議：（1）以故障指示器為基礎(chǔ)的故障定位系統(tǒng)方案簡單，最易實現(xiàn)，最經(jīng)濟實用。（2）以故障指示器為基礎(chǔ)的二遙自動化方案滿足了大多數(shù)配網(wǎng)運行數(shù)據(jù)監(jiān)測的需要，無需改造任何一次設(shè)備，可選取為配網(wǎng)自動化的起步點。（3）各方案既可獨立實施，也可組合實施，具體應根據(jù)實際情況合理布置一遙、二遙、三遙監(jiān)控點，以整體提升配網(wǎng)自動化水平，滿足對不同設(shè)備的運行監(jiān)控要求。（4）總的來說，可靠性越高，投資越大，網(wǎng)絡(luò)式智能饋線自動化系統(tǒng)是未來配網(wǎng)自動化發(fā)展的方向。

3 東莞市厚街鎮(zhèn)配網(wǎng)自動化的實施

根據(jù)配網(wǎng)的設(shè)備狀況、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和對供電可靠性的要求，配網(wǎng)自動化可分3個階段實施。

3.1 就地控制，無數(shù)據(jù)傳輸功能

利用具有故障判別功能的設(shè)備，如負荷開關(guān)、分段器、重合器、環(huán)網(wǎng)柜、故障指示器等，實現(xiàn)就地控制的部分配網(wǎng)自動化功能。

3.1.1 對一般放射性線路

電纜線路：采用環(huán)網(wǎng)柜或落地式負荷開關(guān)。

架空線路：采用柱上負荷開關(guān)，對長線路進行分段，采用短路故障指示器，實現(xiàn)人工及時尋找故障點，隔離故障和恢復對故障點以前區(qū)段用戶的供電。

3.1.2 對供電可靠性要求較高的放射性線路

電纜線路：采用環(huán)網(wǎng)柜或落地式重合器、分段器和故障指示器等具有故障判斷能力的設(shè)備，自動完成對故障的開斷、隔離，及時恢復故障點以前區(qū)段的送電。

架空線路：采用柱上重合器、分段器和故障指示器，功能同上。

3.1.3 對供電可靠性要求高、允許開環(huán)運行的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

電纜網(wǎng)絡(luò)：采用環(huán)網(wǎng)柜、重合器、分段器和故障指示器等具有故障判斷能力的設(shè)備，自動完成對故障的開斷、隔離及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，及時恢復對非故障區(qū)段的送電。

架空網(wǎng)絡(luò)：采用柱上重合器、分段器和故障指示器，功能同上。

3.1.4 對供電可靠性要求很高、必須閉環(huán)運行的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

電纜網(wǎng)絡(luò)：采用帶斷路器的環(huán)網(wǎng)柜和線路縱差保護以及故障指示器等，發(fā)生故障后，由繼電保護正確選擇故障區(qū)段并立即隔離故障，不影響非故障區(qū)段的供電。

架空網(wǎng)絡(luò)：采用斷路器、縱差保護和故障指示器等，功能同上。

3.2 由主站／區(qū)域主站實行遠方集中監(jiān)測和控制

通過以上分析我們已對系統(tǒng)有了初步的了解和認識，第二階段是在第一階段的基礎(chǔ)上進行改進和創(chuàng)新，增加了對SCADA配電技術(shù)及通信裝置的應用，以此實現(xiàn)自動判斷故障點及故障原因并自動隔離。工作人員可利用遙控設(shè)備來進行非故障區(qū)的供電操作，再通過無線通訊設(shè)備下達搶修工單以及發(fā)送搶修后恢復正常供電的命令等。

為了使第一階段與第二階段能順利銜接，在第一階段設(shè)備選型時應充分考慮第二階段功能擴充的技術(shù)要求。

3.3 應用配電控制中心計算機系統(tǒng)實行自動控制

在第二階段的基礎(chǔ)上配備遠動技術(shù)、通信技術(shù)，還應繼續(xù)開發(fā)計算機自動控制系統(tǒng)，由該系統(tǒng)完成故障判斷、故障隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，實現(xiàn)對各非故障區(qū)域供電的自動恢復。

當配有AM／FM／GIS系統(tǒng)時，地理信息能自動配合上述故障處理各階段配網(wǎng)主接線的地理信息，在顯示器上以各種不同的顏色標明，并可亮顯或閃顯故障停電區(qū)域和恢復供電區(qū)域，實現(xiàn)聲光警報。

在供電故障區(qū)域被系統(tǒng)自動隔離后，配電控制中心將迅速派出搶修人員至故障地點搶修。當搶修完成恢復供電時，由運行人員操作啟動，計算機自動控制系統(tǒng)能按正常運行方式，恢復故障區(qū)域的正常供電。

根據(jù)負荷的重要性、設(shè)備具體情況和資金能力等，各地在進行配網(wǎng)自動化建設(shè)改造時，可分階段逐步實施，也可一步到位，直接實現(xiàn)第二階段或第三階段配網(wǎng)自動化的全部功能。在分階段實施時，需要升級的應充分考慮今后功能擴充的可能性，避免大量更換設(shè)備，重復投資，造成浪費。

4 結(jié)語

當前，東莞厚街供電分局技術(shù)上選取從二遙配電自動化方案起步，進展上對第一階段和第二階段并進實施，積累配電自動化運行經(jīng)驗和管理技能后，再向更完善的系統(tǒng)進化和更高實施階段推進。目前，已對4座110kV變電站具備條件的85回電纜配電線路進行二遙配電自動化改造，安裝面板型故障指示器394套、電纜型故障指示器195套、配網(wǎng)自動化（DTU）二遙終端180套、配網(wǎng)自動化工作總站1套。DTU采用無線通訊，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給工作站，工作站后臺軟件處理完成監(jiān)控、管理、優(yōu)化和分析統(tǒng)計等功能。

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