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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/26 21:24:47
关于在农网中实现配电网自动化的探讨张利民(河北省电力公司，河北石家庄050021)摘要：文章概述了配电网自动化的主要内容和实施的技术原则及目的，提出了实现配电网自动化的一些技术要求，并讨论了实施配电网自动化过程中要注意的问题。
关键词：农村电网；配电系统；电力系统自动化1概述
配电网自动化是一项涉及面广、技术较为复杂的电力系统工程。经过第一期农村电网的大规模建设与改造，农村电网的变电站布点、网络结构已趋向合理，设备装备水平有了大幅度提高，为实现农村电网10kV配电网自动化创造了较好的条件。目前大部分县的农网已成功地实施了县调自动化及变电站（110kV、35kV）自动化，再经过若干年的努力，将实现县域配网自动化，逐步实现整个农网的配电网自动化。
2配电网自动化主要内容
配电网自动化就是在县调自动化实用化的基础上，利用计算机技术、自动控制技术、数据采集传输技术，集配电网运行管理、生产管理、营业管理于一体的综合管理系统。配电网自动化涉及面广，层次较多，目前各地正处于试点阶段。由于农网还没有出台正式的配电网自动化技术标准，因此其涵盖的内容说法不一，没有定论，但最基本的内容应包括以下几方面：变电站自动化系统（开关控制保护及RTU）、馈线自动化系统（重合器、分段器、FTU）、负荷控制及管理系统、抄表计费管理系统、地理信息系统/设备管理系统、智能分析管理系统及用户管理信息系统。
3配电网自动化实施的技术原则和目的
3.1实施配电网自动化应遵循的技术原则
a.可靠性要求具有可靠的2个以上的电源点，其电网结构、设备、控制器、RTU、FTU、通讯、中心主站及硬件设备都应具有较高的可靠性和稳定性。
b.分散性由于配电网地域分散广，应尽量实现功能分散，在发生故障时能实现就地监控，就地处理。
3.2实施配电网自动化的目的
实施目的是为了提高配电网的供电可靠率，改善供电质量，降低损耗，降低运行费用，提高企业经济效益，给用户提供更加优质的服务。
4实现配网自动化的技术要求
4.1配电网络要求
要求首先应建立本县区域内接线合理、结构牢固的10kV配电网络，其供电电源点、供电半径、导线截面、导线架设、设备装备水平等应满足配电网自动化的技术要求；满足正常情况下的供电可靠、损耗小、运行稳定、电能质量高的要求；还应满足在环网供电情况下出现故障时，能够进行故障定位和故障隔离，并改变负荷供电路径；能够解除分支线路过负荷，实现平衡负荷、保证电压质量、降低损耗等方面的运行要求。
4.2对控制中心站的技术要求
由于县域面积普遍较小，通常县域配电网接线比较简单，重点用电大户较少，中间层的FTU、TTU数量不会太多。因此可以只建立主站控制中心，而不必建立分区站。也就是所有的RTU、FTU、TTU都可以直接与主站控制中心进行通讯联络。
县域配电网自动化主站是整个系统的核心，它除了完成配电网SCADA功能外，还应为DMS系统在线和离线应用提供支持平台。因此它应满足以下技术要求：
a.满足配电网大量实时数据的采集处理和电网监控功能，有足够的响应性。
b.满足长期在线稳定运行的要求，具有足够的运行可靠率。
c.有良好的开放性，硬件、软件、接口符合国家（国际）标准。
d.采用分布式结构，具有良好的网络性能，便于系统扩展、互联。
e.系统的配置应具有一定的先进性和较高的性能价格比。
4.3设备选择
配电网设备包括架空线（电缆）、绝缘线、开关设备（断路器、重合器、分段器、熔断器、隔离开关）、电能计量仪器仪表、变压器、RTU、计算机及通信设备等。由于配电网设备全部分散运行在户外恶劣环境下，对开关设备、控制器、远动设备（RTU、FTU、TTU）通讯终端、备用电源等提出了更高的要求，必须满足高低温变化（-20°～ 75°）、湿度、淋雨、抗凝露、抗老化、抗风沙等技术要求。因此在实施过程中一定要把好设备选型、选厂关，选择的设备必须通过正规的型式试验，必须功能强、技术先进、运行稳定可靠（包括后备电源），并满足技术参数的要求。
4.3.1配电网用开关设备
凡是在配电线路上使用的开关设备应具有电动、手动操作的双重功能，且合闸与分闸速度不应受到外界人为因素的影响。
配电线路上用配电断路器宜采用真空型，应符合配电网自动化的方案，能自行隔离线路故障，而不引发到变电所内部，以免事故扩大。
当选择的配电网自动化方案一次设备与通信软件不能同时完成时，应选用重合器方案，重合器可以选用自具功能、机电一体化的SF6重合器，其优点是自具保护控制功能、整体灵活方便。也可选用真空开关配保护控制器组合成重合器。
配电网采用的真空分段器应具有远动的就地遥控、电动、手动操作功能，并按要求在两侧加装明显断开点和保护装置。采用跌落式分段器时，安装的高度和位置应便于操作。
户内负荷开关应具有远方和就地操作功能；配电线路分段处装设的避雷器应选用带间隙型的氧化锌避雷器。
4.3.2保护装置
配电网用的重合器、断路器必须配有可靠的保护装置，保护装置必须经过严格的试验，使用的环境温度应满足-20～ 75°及湿度95的要求，并应具有防电磁干扰的性能、具有远动通信功能和接口，能对配电线路故障进行监测、判断和执行。保护装置应是一个独立的单元，可与断路器一体化安装或分体安装。
4.3.3远动装置
配电自动化所用的运动装置应是独立、单元化的结构。采用交流采样时，其精度及各项指标应符合电力标准的要求。远动装置户外安装应符合户外运行的环境和温度要求，并具有以下基本功能：能随时正确无误地接收和发送遥控（遥分、遥合）命令；能即时反馈遥控的信息，确定分合位信号及非正常操作时事故变化信号以及电气测量和事故记录等。
4.3.4计算机及通信系统
配电自动化系统应根据系统的规模配置相应的计算机硬件，主站系统应采用双机备用方式。其软件要成熟稳定，功能应具有扩展能力，并应具有以下功能：具有国际标准化平台机网络数据接口，能够与SCADA、MIS及其它管理系统方便地实现数据共享；地理信息管理应包括电力设备分布、供电区域划分、大用户分布等与地理有关的供电信息管理；设备信息管理应包括各种电力设备的数量、型号、使用年限；实时监控应包括通过RTU及通信环节对线路配电断路器、配电变压器进行实时监测与控制；具有四遥功能，并有相应的系统完成对故障的诊断及隔离；进行负荷情况分析，合理控制负荷；配电网络管理主要对配电网的结构进行管理，包括断路器开、合状态以及配电设备的运行、检修、备用状态；配电运行管理主要对配电网的运行进行管理，包括设备负载率、故障率、电压合格率、线损率和供电可靠率等；配电维护管理主要对配电设备的故障、缺陷障碍及其维修等进行管理；配电工程管理主要对用户接电工程、配电网建设工程进行管理，包括供电方案、扩建方案、进行概预算等。
通讯的可靠性对配网自动化是至关重要的，由于县域地域面积不太大，可以采用载波、无线、有线或光纤通讯方式。光纤通讯的特点是传输速度快、容量大、不受干扰，可靠性高，是比较理想的通讯方式。通信的形式和功能可根据系统的实际情况确定，通信规约应符合部颁通信规约的要求。
5配网自动化要注意的几个问题
配电网自动化是一项投资大、技术复杂、涉及面很广的系统工程。因此电力企业要量力而行，结合自己的实际情况和发展状况，讲究实用，讲求效益；并且要有计划有步骤地分期分批分层进行。首先要实施投资少、见效快的配电网自动化的最基本部分。
a.建设和改造县域配电网，建立起县域多电源供电的配电网络（一般要求有2个电源点），县域10kV配电网要具备环网供电的能力，正常情况下可开环运行。
b.建立10kV配网自动化控制中心配网自动化控制中心采用的是先进的计算机技术、通讯技术、控制技术，它由计算机前置机、打印机、通讯设备、模拟接口、UPS电源等硬件设施和相应的软件组合而成。10kV配网自动化控制中心一般应该和县调度所设在一起。
c.县域配网的自动化建设要实现对配网线路的遥控、遥信、遥测，并通过运行方式的转换达到清除10kV线路上的瞬时故障、隔离永久性故障，恢复正常线路段的供电，通过联络开关转代相关负荷，提高供电可靠性。
d.目前还不具备条件的地方可开展一些配网自动化的前期工作，对农村供电线路较长、负荷较大的配电线路应加装分段器。通过10kV线路出口重合器（或重合开关）与分段器的自动配合，实现清除线路上的瞬时故障，隔离永久性故障的配电线路半自动化方案。这一方案每条线路一般只增加2～3个分段器，不用通讯就可以实现，这项工作投资省、见效快，且降低故障停电时间和缩小停电范围。参考文献：
［1］常万福，农村用电规划设计与配电自动化［M］.北京：兵器工业出版社，2001.
［2］汤人杰，朱小平.配电网自动化的发展与实践［J］.农村电气化，1998，(4).
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