配網自動化系統方案的比較及實施

張傳亮 鄭慧芳

（廣東電網有限責任公司東莞厚街供電分局，廣東 東莞523963）

0 引言

配網自動化系統改善了傳統配網中存在的問題，不僅保障了整個配網的穩定性和實用性，更實現了配網系統的先進性、經濟性建設目標，切實有效地提高了配電線路的供電可靠性，為市民提供了高質的配電服務，推動了電力企業的發展，促進了電力企業可持續化發展目標的實現。

1 配網自動化系統方案

1.1 一遙配電自動化系統

想要保障整個配電的穩定性，降低故障率，必須做好故障檢測和維護。配網自動化系統可通過故障指示器實現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備發送到終端。終端再將采集到的故障信息數據通過GSM等公共通訊網絡以手機短信的形式傳輸到中心站和后臺監控系統。這種方式檢測故障既快速又經濟，并且易操作，故障發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

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

1.3 分布式智能饋線自動化系統

分布式智能饋線自動化系統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的基礎上發展而來的配電技術。此系統在電動負荷開關及斷路器側設置了自動化裝置，以在線監測開關兩側電壓及線路電流。該系統是利用控制器自身的邏輯功能查找故障點，在故障點被發現后可自動啟動故障隔離功能，在故障區被隔離后便會自動合上聯絡開關，實現非故障區域的恢復供電。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，負荷開關在隔離轉供過程中存在一次系統沖擊，對系統穩定性及設備絕緣有影響，且方案所需投資較高。

1.4 網絡式智能饋線自動化系統

網絡式智能饋線自動化系統，就是在分布式智能饋線自動化系統的基礎上，融入了網絡技術，利用光纖通信網絡來進行信息傳遞。這種方式大大提高了信息傳遞效率和質量，在故障后毫秒級時間內便能進行故障點分析和數據傳送，及時隔離故障區域，變電站出線開關不需跳閘，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、范圍小；具備標準FTU的三遙功能；隔離故障轉供電過程中負荷不會受到沖擊。但由于建設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 配網自動化系統方案對比及實施建議

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

3 東莞市厚街鎮配網自動化的實施

根據配網的設備狀況、網絡結構和對供電可靠性的要求，配網自動化可分3個階段實施。

3.1 就地控制，無數據傳輸功能

利用具有故障判別功能的設備，如負荷開關、分段器、重合器、環網柜、故障指示器等，實現就地控制的部分配網自動化功能。

3.1.1 對一般放射性線路

電纜線路：采用環網柜或落地式負荷開關。

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

3.1.2 對供電可靠性要求較高的放射性線路

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

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、允許開環運行的環形網絡

電纜網絡：采用環網柜、重合器、分段器和故障指示器等具有故障判斷能力的設備，自動完成對故障的開斷、隔離及網絡重構，及時恢復對非故障區段的送電。

架空網絡：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、必須閉環運行的環形網絡

電纜網絡：采用帶斷路器的環網柜和線路縱差保護以及故障指示器等，發生故障后，由繼電保護正確選擇故障區段并立即隔離故障，不影響非故障區段的供電。

架空網絡：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／區域主站實行遠方集中監測和控制

通過以上分析我們已對系統有了初步的了解和認識，第二階段是在第一階段的基礎上進行改進和創新，增加了對SCADA配電技術及通信裝置的應用，以此實現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備來進行非故障區的供電操作，再通過無線通訊設備下達搶修工單以及發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，在第一階段設備選型時應充分考慮第二階段功能擴充的技術要求。

3.3 應用配電控制中心計算機系統實行自動控制

在第二階段的基礎上配備遠動技術、通信技術，還應繼續開發計算機自動控制系統，由該系統完成故障判斷、故障隔離、網絡重構，實現對各非故障區域供電的自動恢復。

當配有AM／FM／GIS系統時，地理信息能自動配合上述故障處理各階段配網主接線的地理信息，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域和恢復供電區域，實現聲光警報。

在供電故障區域被系統自動隔離后，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能按正常運行方式，恢復故障區域的正常供電。

根據負荷的重要性、設備具體情況和資金能力等，各地在進行配網自動化建設改造時，可分階段逐步實施，也可一步到位，直接實現第二階段或第三階段配網自動化的全部功能。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，避免大量更換設備，重復投資，造成浪費。

4 結語

當前，東莞厚街供電分局技術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驗和管理技能后，再向更完善的系統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、配網自動化（DTU）二遙終端180套、配網自動化工作總站1套。DTU采用無線通訊，將采集到的數據傳輸給工作站，工作站后臺軟件處理完成監控、管理、優化和分析統計等功能。

［1］林宇鋒，鐘金，吳復立.智能電網技術體系探討［J］.電網技術，2009（12）

［2］王成山，王守相.分布式發電供能系統若干問題研究［J］.電力系統自動化，2008（20）

［3］李騫.桂林市配網自動化系統實施方案［J］.電工技術，2008（2）