配网自动化的实现

配网自动化的实现
发表时间：2018-04-16T15:05:24.547Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：叶致勇
[导读] 摘要：由于我国社会经济的持续发展与人们生活水平的持续提升，在对电力要求方面，逐渐提高的不单是对电量的需求，对供电的质量和可靠性的要求也大大的提高。

（肇庆四会供电局广东肇庆 526200）
摘要：由于我国社会经济的持续发展与人们生活水平的持续提升，在对电力要求方面，逐渐提高的不单是对电量的需求，对供电的质量和可靠性的要求也大大的提高。

电力系统自动化成为了其主要发展趋势，其中一个馈线自动化是配电自动化系统的重要组成部分，就是更有效的减少停电范围以及时间，提高供电的可靠性和供电量。

关键词：可靠性；馈线自动化；配电自动化系统
引言：配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用。

但过去由于历史的原因，一直未得到应有的重视。

随着经济建设的发展和人们生活水平的提高，对供电质量和供电可靠性提出了更高的要求。

大规模的两网改造结束后，配电网的布局得到优化，但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配电网自动化。

实际上，近年来我国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配电网自动化的试点工作，也取得了相当的成绩。

馈线自动化是配电网自动化的重要组成部分。

要实现馈线自动化，需要合理的配电网结构，具备环网供电的条件；各环网开关、负荷开关和街道配电站内开关的操作机构必须具有远方操作功能；环网开关柜内必须具备可靠的开关操作电源和供FTU、通信设备用的工作电源；具备可靠的、不受外界环境影响的通信系统
馈线自动化的实现原则是，故障后的网络重构应采用集中控制与分布控制相结合，优先采用分布式控制的原则，以提高反应速度；实现配电网的闭环运行，故障情况下，瞬时切断故障段并保持对非故障区的不间断供电；兼容开环运行模式。

1、配网自动化的主站
配电自动化主站是整个配电网的监视、控制和管理中心，主要完成配电网信息的采集、处理与存储，并进行综合分析、计算与决策，并与配网GIS、配网生产信息、调度自动化和计量自动化等系统进行信息共享与实时交互，按照功能模块的部署可分为简易型和集成型两种配电自动化主站系统。

2、配电自动化终端设备
配电自动化终端主要指安装于开关站、配电房、环网柜、箱式变电站、柱上开关处，用于采集配电设备运行故障信息和进行控制的终端设备。

根据应用场合不同分为配电房配电自动化终端（DTU）、架空线馈线自动化终端（FTU）、电缆型故障指示器和架空型故障指示器。

1、架空线馈线自动化终端（FTU）
2.1架空线馈线自动化终端（FTU）适用于10kV架空线路的分段开关和联络开关的监测和控制。

FTU基本按照变电室中线路为单元进行配置，对于采集参数较少的负荷侧出路，可以根据采集数量配置若干FTU。

虚线线条表示通信联系，所实现的功能包括：采集该线路的电压、电流等所需电气参数和设备状态并通过RTU主动上送、执行远方控制命令进行开关开合和参数调整、根据整定条件实现故障状态纵差保护。

分布式控制和集中式控制相结合是10/35kV线路故障处理原则。

分布式控制作为主要手段，采用故障状态差动保护方式，通过FTU之间相互通信甄别故障地点，断开故障点二侧开关，隔离故障，保证健康段线路供电。

集中式控制作为后备手段，在保护拒动情况下，由主站系统进行故障判别、隔离。

由于本环网为电缆网，故障一般为永久性故障，所以不考虑重合闸方式，但FTU本身具备重合闸功能。

2.2故障指示器
故障指示器是指安装在架空线、电力电缆上，用于指示故障电流流通的装置。

短路故障指示器分为户外型及户内型两种，架空线路安装户外型故障指示器，电缆线路安装户内型故障指示器。

故障指示器是一种可以直接安装在配电线路上的故障指示装置，主要通过检测线路电流和电压的变化，来识别故障特征，从而判断是否给出故障指示。

故障指示器动作后，其状态指示一般能维持数小时至数十小时，便于巡线工人到现场观察。

故障指示器可通过GPRS无线通信将故障信息远传给配电自动化主站。

工作原理：当系统发生短路故障时，故障指示器检测流过线路的短路故障电流后自动动作（如通过翻牌指示或发光指示）并发出故障信息，按照电源与故障点经故障点形成回路的原理，该线路上最后一个发出故障信息的故障指示器和第一个没有发现故障信息的故障指示器之间的区段即为故障点所在。

2.3配网通信方式
配网通信一般采用主干层和接入层两层结构组网，配网主站系统至变电站的主干通信网一般采用光纤传输网方式，变电站至配网终端之间的接入部分采用多种通信方式，主要有以下几种：
1）工业以太网通信
有源光网络主要是利用工业以太网技术，具有技术成熟、性能稳定、组网灵活、便于升级扩容等优点，适合高温、潮湿环境、强电磁干扰等恶劣环境下的应用。

不足之处是存在点对点结构纤芯资源浪费、相对投资高等缺点。

2）无源光纤通信
无源光网络主要是利用以太网无源光网络（EPON）技术，采用点到多点结构，无源光纤传输，具有成本低、带宽高、扩展性强、组网快速灵和以及方便与现有以太网完全兼容等优点。

不足之处是EPON组网方式以星型为主，对于链形和环形网络受技术本身限制支持较差，施工前需严格规划各节点的光功率，不利于灵活组网和未来扩容需求。

3）无线公网通信
目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。

无线公网可节约光缆铺设费用，组网灵活，适用于无线公共网络覆盖完整却信号优良的城市，不足之处是只适合于实时性要求不高的数据采集应用，可靠性、安全性方面有待进一步提高。

3、配电自动化应用和优势
3.1、应用
截至2016年4月，四会供电局共有10kV公用线路152回，已安装配网自动化设备线路45回。

其中包括9回10kV线路安装了配网自动化
成套负荷开关，共28套；36回线路安装了故障指示器，共379组（详见下表）。

配网自动化覆盖率为29.6%，城区配网自动化覆盖率为87.8%（包括未接入主站设备）。

配网自动化子站因主站项目配套滞后尚未建设，且已安装的配网自动化设备接入配网自动化主站的比率不高。

已安装的28套负荷开关中有22套接入配网自动化主站，接入率为
78.5%，故障指示器则全部未接入，接入率为0%。

未接入设备将在2016年5月根据联调接入计划安排接入主站系统。

2016年在建有东城所所辖电缆线路故障定位系统实施项目，以及30个10kV线路配置自动化开关三分段项目。

这些项目建设完成后将大大提高四会局配网自动化覆盖率，但仍需加大项目立项建设力度。

总体上，四会局目前配网自动化覆盖率较低，配网自动化项目建设进度较慢，与肇庆局配网自动化建设要求有较大差距。

3.2、优势
配电网自动化指的是配电网运行自动化和管理自动化，是实现信息集成、用户服务的现代化管理系统。

随着计算机技术、通信技术的发展，配电网自动化从原有的功能独立的自动化系统转变为电力资源的多方面综合利用。

配电网自动化模式方案包括开闭所、馈电线路、调度自动化等内容，调度自动化系统可以接收全局电网和配电子站的运行信息，通过调度决策系统的计算、处理得出运行策略，从而保障配电网运行的经济性和可靠性。

（1）提高供电可靠性
配电网自动化能够通过环网供电等方式，借助馈线自动化系统对线路进行检测，自动定位故障并隔离故障区段，保证其它区段供电的稳定。

（2）扩大供电能力
配电网自动化通过实时监控能够及时调整系统运行，并提高用户侧管理水平，提高供电和服务质量，从而逐步扩大供电能力。

（3）降低线路损耗
配电网自动化能够优化网络结构，通过无功配置降低线路损耗。

另外，还可以优化运行方式，从而提高设备利用率。

（4）减轻劳动强度
通过实现故障检测、定位等工作的自动化，可以降低管理和维护工作量，降低劳动强度。

与此同时，还可以节省维护费用，避免重复
投资，节省配电网建设投资。

配电网自动化是一项规模大、投资大、范围广、技术含量高的系统工程，需要结合现有信息和各项资源，以降低配电自动化建设成本和实施难度，提高建设水平。

配电自动化模式方案应先规划实时监控环节，提高供电可靠性，再规划管理环节，提高供电经济性。

配电网自动化对功能的实时性有很高的要求，实时性是保障供电安全、可靠以及劳动生产率的关键，必须首要考虑，其它功能可以在实时性的基础上逐步扩展和不断完善。

在提高供电可靠性的基础上，需要以远程抄表自动化来提高供电经济性，并实现配电管理和负荷管理自动化，以降低电量损失，提高管理水平。

配电网自动化能够提高电力系统的工作效率、经济效益和安全性，电力企业必须牢记自身责任，加快、加强配电网自动化建设，为居民、企业的生产生活提供优质稳定的电能。

4.总结
配电网自动化在技术改革的过程中不断的完善，首先实现了多岛自动化向开放式、综合式的集成发展，其次还对电力市场的兴起，配电管理设备和技术的更新都进行了良好的补充。

相信配电网自动化的实施在各方面的共同努力下，不断完善并上升为标准化、规范化管理，一定会取得较好的成效，得到更大的社会效益和经济效益。

参考文献：
[1] 唐赛中等.配电网自动化技术及其应用.东北电力技术，1999（1）
[2] 刘健等.配电自动化系统.北京：中国水利水电出版社，1999.
[3] 方富淇.配电网自动化.北京：中国电力出版社，2000.
[4] 王明俊等.配电系统自动化及其发展.北京：中国电力出版社，1998.
[5] 国家电网公司，《配电网技术导则》，中国电力出版社，2009．。