开闭所DA的分布式设计张鹰，周敬嵩，曹建伟（湖州电力局，浙江省湖州市313000）　摘要：对城市开闭所配电自动化（DA）的分布式设计进行了详细介绍，归纳了主要设计原则，并就关键问题进行了探讨。通过与集中组屏式设计相比，指出采用分布式设计实现开闭所的配电自动化将成为配电自动化技术发展的方向。
关键词：开闭所；配电自动化；分布式设计1引言
城市的10kV开闭所是配电网的重要组成部分，对其实施自动化是供电部门提高供电可靠性、提升服务质量的有效途径，也是当前和今后配电网信息化工作的主要任务之一。同时，如何实现开闭所的配电自动化（DistributionAutomation，DA）也成为有关专业技术人员所关心的课题。从实现方式来说，开闭所的配电自动化系统大致可分为集中组屏式和分散分布式2种方式。所谓分散分布式（以下简称分布式），体现的是面向间隔的设计思想，即一个间隔采用一个测控单元，该测控单元安装到相应间隔的屏（柜）上，然后通过网络将各测控单元连在一起，从而组成一个完整的系统。与集中组屏式相比，它在安装、调试、运行、检修等方面有着明显的优势。本文将从湖州市区开闭所工程实践的角度，讨论开闭所DA的分布式设计。
2主要设计原则
根据湖州市配网自动化的规划,该市区配网自动化系统采用三层结构模式，由高到低依次为配网自动化主站、配网自动化子站和配网自动化终端设备，其中，开闭所自动化属于最底层，它的主要任务是采集信息和遥控开关，并与它的上级（子站）通信，实现信息的上传并执行上级下达的遥控操作指令。由此，我们确定了开闭所自动化设计的一些主要原则：
（1）开闭所按无人值班要求设计，具备遥测、遥信、遥控等功能。
（2）采集的信息包括各段母线电压、各路交流电流、有功、无功、零序电流，开关位置及其手动/远方切换把手的位置等信息，遥控操作对象为各路开关。
（3）采用面向间隔的设计思想，使对各线路的测控尽可能就地完成；公用信息的采集和公用设备采用组屏方式设计。
（4）主控单元和各测控单元之间采用485网络，用双绞线作传输介质，通信规约选用DF1。
（5）主控单元和子站的通信采用具有自愈功能的光纤以太网，通信规约选用IEC870-5-104。
（6）采用直流加双路交流电源的供电系统。
3总体设计
根据上述设计原则，本文设计了开闭所配电自动化系统的总体配置图，如图1所示。其中，虚线框内的设备为组屏设备。
（1）主要一次设备概况
1）电气接线方式为单母分段，其中G1、G2、G3、G4、G5是I段母线上的进出线开关柜，G6为母分柜，G7、G8、G10是II段母线上的进出线开关柜，G3、G9为压变柜，分别接于I、II段母线。
2）开关柜为ABB公司生产的SafePlus系列免维护、全绝缘、全封闭SF₆负荷开关柜。
3）电流互感器（CT）为天津泰莱公司生产的ASG100系列CT。设计时考虑在进线、馈线柜加装A、B、C三相CT和零序CT，其中A、B、C三相CT的变比不小于300/5，精度优于1级；零序CT的变比为75/5，精度优于1级。
4）电压互感器（PT）为天津市纽泰克电气科技公司生产的UNZ10型电压互感器。设计时考虑在每个压变柜安装3个PT，每个PT具有双绕组线圈，采用Y-Y-△接线方式，变比依次10000/、二次Y绕组精度为1级。（2）装置选型
1）主控单元采用美国Rockwell公司生产的A&M3000智能测控单元，该单元由主模块A&M3000-1404、任选的显示模块和通信接口模块（如RS232、RS485、以太网）等部分组成，具有采集电压、电流、功率以及双向通信、遥控输出等功能。该测控单元的信息容量为4路交流电压输入，4路交流电流输入，8路状态量输入，1路合、分闸遥控输出。在本设计中，主控单元主要完成以下3个功能：①采集公共信息；②与各测控单元通信，完成信息的汇集；③与子站通信，实现数据的上传下达。
2）测控单元也采用A&M3000智能测控单元。设计时考虑在每个开关柜各安装一个测控单元，用来采集本条线路的交流电压、电流、有功、无功、电量等遥测信息，采集开关位置、刀闸位置等遥信信息，并通过485总线与主控单元通信，完成信息的上传和接受遥控指令。
3）通信设备采用ODT以太网络光Modem，其速率为10Mbps，具有双环自愈功能。
4间隔设计
间隔设计包括电压、电流回路设计和电源、控制信号回路设计2部分。
（1）电压、电流回路设计
如图2所示，电压、电流回路设计采用了三相四线制接线方式，即利用3组PT分别测量A、B、C相的相电压，A、B、C三相CT及零序CT分别测量三相电流及零序电流。其中，电压回路被设计成同一段母线上的测控单元共用该段母线的PT输出。图中I1 、I1-、I2 、I2-、I3 、I3-、I4 、I4-为电流接线端子，V1、V2、V3为电压接线端子。（2）电源、控制信号回路设计
此回路设计如图3所示。其中，R14与R11、Y与K为测控单元内部的固态继电器接点，可由通信口发出的遥控命令控制，其动作情况为带时标的事件记录。HJ、TJ分别为遥控合闸、分闸中间继电器，使用它的主要原因是因为测控单元内部的继电器接点容量太小，不能直接驱动分、合闸回路的负载。遥信回路设计目前只采集了负荷开关位置、接地刀闸位置、“远方/就地”切换把手位置3个遥信量。D11、D12、D13为3个遥信端子，G10为3个遥信的公共端，L1（ ）、L1（-）为智能测控单元AM3000的工作电源，KM 为操作回路公共端。5组屏设计
考虑到公用信号的采集、电源、通信等设备的安装以及投运后检修、维护的方便，作者设计了一面公用屏，如图4所示。屏上的主要设备有主控单元、光Modem、光纤接线盒、电源模块和蓄电池等。其中，主控单元采集的信息包括开闭所I段和II段母线开口电压、两个电源的失电告警遥信量，其目的是在远方可以监视母线的接地故障和电源的工作状况；对于电源的设计，采用了直流加双路交流电源供电方案，以提高电源装置的可靠性，两路交流电源分别取自I、II段母线上的压变，因此，只要任何一段母线带电，电源模块均能正常供电，同时完成对后备直流电池（ 24V）的充电，当两路交流电源全部停电时，后备直流电池自动投入工作，仍可继续维持设备正常运行8h左右。[1][2]下一页