配網自動化的建設應用設計

王強

摘 要：隨著人民生活水平的不斷提高，要求進一步提高供電質量，在大規模的兩網改造工程結束之后，開始對配電網的布局進行不斷的優化。而對高水平的配電網進行設計，是提高配電網可靠性的前提，文章重點探討了配電自動化的建設應用設計。

關鍵詞：配網自動化；設計；建設；應用

目前，中國的配網自動化工作已經開始進入了實施和應用階段。它是利用現代化的技術，并有機的結合電力設備，通過將配電運行正常情況下及意外發生事故時的控制和計量、保護、檢測與供電部門的工作管理進行很好的融合，同時與用戶間的關系緊密銜接，通過改進供電質量，制定的價格更加合理，使供電經濟性指標達到標準值，以滿足用戶多樣化的需求。

1 當前配網的現狀

一直以來，中國電力的矛盾集中體現在：有較大的電力缺口，電力生產和需求不相匹配。所以，國家將輸電網及發電廠的建設，作為中國電力投資的重點。而經過若干年來的建設和投入，已經基本上滿足了電力的需求。而當前配電環節是矛盾的焦點所在，因為過去只有較少的投入在配電系統上，造成了不合理的配電網結構。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，只能將整回線路切除，從而導致大片區域停電的問題。由于配電線路有較小的送電能力，很多已經超過使用壽命的線路仍舊在使用。這種過負荷運行的線路，會達到超過20%以上的線損，在用電高峰期，會有非常落后的斷電技術性能。目前，關于城網改造的相關政策已經制定和出臺，通過加大資金投入，要求將配網自動化積極穩步的推進。

2 配網自動化建設和實施的意義

針對電力企業而言，建設和實施配網自動化的意義在于：一是將故障停電時間和故障停電次數減少，使供電的可靠性得到提升，實現故障的自動隔離和檢測，將停電范圍縮小，使非故障區的供電功能快速恢復，同時，將由故障導致的電費損失減少；二是將電能質量改善，對穩態和瞬態的電壓質量進行改善和監測，為用戶提供優質的電能；三是將配電網設備的利用率提高，并使系統運行的經濟性得到提升，將線損和運行維護費用降低，使企業的經濟效益得到最大限度的提升。四是使設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絡結構得到優化；六是提高服務質量，采用技術手段，使用戶的服務水平得到改善。

3 配網自動化系統的設計

配電網絡是指低于110 kV 的電力網絡，涵蓋了高、中、低壓配電網絡，10kV 中壓配電網自動化是我們重點研究的配網自動化。配電網自動化設計應對以下的原則進行遵循：具有可靠的電源點和線路、布局、規劃等配電網網架；具有TTU和一次性智能性開關當等可靠的設備；具有通信介質等可靠的設備；具有可靠的網絡、軟件等子站系統和主站系統。配網自動化系統涵蓋了三個子系統，以下是它們的設計和構成。

3.1 配網自動化主站系統

（1）配電SCADA 主站系統。前置機服務器：當服務器有故障發生時，為了使系統的正常運行得到保障，從前置機服務器中的一臺自動成為主前置機服務器，這是由nap 來完成的。通過dater，對由交換機發送來的數據進行接收，并存入到當地內存。

SCADA 服務器：當服務器有故障出現時，為了使系統的正常運行得到保障，從SCADA 服務器中的一臺自動成為主SCADA 服務器，它的完成是由nsp進行的，通過datsrv，服務器對由主前置機服務器發送來的生數據進行接收，并將處理后的數數據形成內存。

（2）軟件子系統DAS。為了能對配網自動化系統投運后的正常運行做出保障，并與本系統的技術要求相符，必須聯調測試恢復和配電故障的診斷功能。在進行DA 聯調測試前，應對其功能的正常運行做出保障；對無故障區段的供電進行恢復時，應遙控測試變電站的出口斷路器。

（3）配電管理系統DMS。從目前不斷發展的輸電系統自動化的進程的分析，我國已經實現了綜合管理系統水平的配電系統。當前急需解決的是提高其綜合水平，通過借鑒和學習發達國家的經驗，進一步豐富系統的功能，使配電自動化系統更加實用。

3.2 配網自動化子站系統

配網監控設備不僅僅包括著有較廣分布的、較多數量的柱上開關，同時又包含著較大數量的環網柜和開閉所，所以，必須對配電子站（SUB - STATION），即中間一級進行增設，由其對附近的配電站端監控設備、開閉所和柱上開關進行管理，完成饋線重合閘和“數據采集器”。同時，向配電主站通信處理器傳送實時數據，這樣，即實現了配電自動化，同時也使主干通道得到了節約。

3.3 配網自動化終端

它負責對配電變壓器和城域所轄的柱上開關等設備進行監控，同時，還要實現識別的功能，能對故障進行有效控制。并且能實現城區配網優化，運完成配網子站和主站的自動化運行運行，網絡重構和工況檢測工作進行配合，在配網發生故障時，對故障進行隔離，并快速恢復非故障區域的供電。

4 應用配網自動化需要注意的問題

4.1 對配網自動化的規劃工作應統籌兼顧

配網自動化的建設和實施工作，涉及到較多的部門，在制定實施方案時，應綜合考慮、統籌兼顧，在設計上的應協調統一，在經濟上能對資金進行節約，在管理上易于維護，在技術上對平臺進行統一，同時還應為將來電力企業的信息化建設奠定基礎。

4.2 需要對配電線路造成干擾的因素進行充分的考慮

一是對包括電磁干擾、振動、風沙、潮濕、雨淋、高溫和低溫工作及雷擊過電壓等因襲進行充分的考慮。另外，和輸電網系統相比，配電網系統中的設備切換非常頻繁，所以對設備的質量、壽命和可靠性要求都很高，這樣，無形中增加了設備的造價，所以，在篩選元器件、設計電子設備、開關的外絕緣材料上，還應考慮其性價比。此外，對配電自動化系統站端設備的可靠性要求也越來越高。如對子站環網進出線間隔安裝電動操作機構，設遠方及就地兩種控制方式；10kV開關柜各間隔均安裝4常開4常閉開關輔助接點。10kV開關柜等設備與站所終端（DTU）之間采用航空接插件經電纜互聯。10kV環網進出線間隔設置A、B、C相電流互感器及零序電流互感器，開關控制方面應可以接收并執行主站遙控命令或當地控制命令，以及返送校核，控制開關執行分、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。如一次設備直流操作電源的輸出電壓應滿足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分合閘電機驅動。并且輸入電源掉電后，直流電源系統能正常工作≥2h，并且滿足環網柜高壓開關分合閘操作不小于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，可滿足滿負荷功率為40W的配電終端、通信等負載連續工作2小時。三是配電自動化對運行人員提出了更高的要求。配網自動化的建設和實施，將配網傳統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 結束語

新的歷史時期，配網自動化已經成為一種必然的趨勢，它同時也是經濟發展的必然要求。在配網自動化建設應用與設計的過程中，我們應借鑒和學習發達國家和地區的經驗，并與本地區實際情況相結合，對主次關系、局部和全局、遠期與近期進行綜合考慮，以其促進電力市場的蓬勃發展。

參考文獻

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