農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案

王政

摘要：近年來，我國配電網(wǎng)建設(shè)不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于合理，但自動(dòng)化程度不足，這就會(huì)影響配電網(wǎng)的供電能力與安全運(yùn)行。而農(nóng)網(wǎng)作為電網(wǎng)的一部分，其自動(dòng)化建設(shè)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)具有極大的作用，本文對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化的建設(shè)目標(biāo)和原則進(jìn)行了分析，進(jìn)一步探訪了農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，最后分析了農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng)配電；自動(dòng)化系統(tǒng)目標(biāo)原則；方案；設(shè)計(jì)

配電自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的主要基礎(chǔ)，與城市電網(wǎng)相比，農(nóng)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，一次設(shè)備技術(shù)性能、通信系統(tǒng)、自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用以及電網(wǎng)運(yùn)行管理水平上都有很大的差距。因此，建設(shè)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化應(yīng)以提高配電網(wǎng)的供電可靠性和改善供電質(zhì)量為目標(biāo)，以實(shí)用化為檢驗(yàn)配電自動(dòng)化是否取得成效為標(biāo)志，避免僅為實(shí)施配電自動(dòng)化而對(duì)配電一次網(wǎng)架進(jìn)行大規(guī)模改造。

一、農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的原則目標(biāo)

（一）建設(shè)實(shí)際的目標(biāo)

配電自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)三遙功能，通過對(duì)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提升配網(wǎng)調(diào)度的安全性，避免由于支撐信息不足造成的可靠性較差的調(diào)度出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行故障隔離、恢復(fù)非故障區(qū)供電，減少停電范圍，縮短故障停電時(shí)間，提高供電的可靠性。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、改善電壓質(zhì)量。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無功配置，降低電能損耗。提高配電臺(tái)區(qū)供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)配變參數(shù)監(jiān)測(cè)、保護(hù)、測(cè)量、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償控制和三相不平衡治理等，提高服務(wù)質(zhì)量，提高為用戶服務(wù)的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量，保證故障時(shí)對(duì)用戶供電的能力，通過自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，真正提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平。

（二）建設(shè)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化原則

在建設(shè)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)期要遵循以下幾個(gè)原則：第一，穩(wěn)定性原則，在建設(shè)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)要兼顧設(shè)備與系統(tǒng)雙方的穩(wěn)定可靠，保證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，提升農(nóng)網(wǎng)在各種運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)故障處理的可靠性；第二實(shí)用性原則，農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化方案要統(tǒng)籌考慮方案特點(diǎn)、綜合規(guī)劃，根據(jù)各單位特點(diǎn)選擇最合適、效果好的自動(dòng)化方案，可以分期、分布實(shí)施改造，逐步升級(jí)，做到因網(wǎng)制宜、因地制宜；第三，先進(jìn)性原則，在設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)要有前瞻性，使用穩(wěn)定有效的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，但不能理解為只使用最新的設(shè)備和技術(shù)。

二、農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)城區(qū)內(nèi)的開閉站。在城區(qū)內(nèi)的開閉站中安裝DTU設(shè)備，以便能夠?qū)φ緝?nèi)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)提供的電壓、開關(guān)分合狀態(tài)、保護(hù)新型號(hào)等數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行收集，并利用通訊網(wǎng)絡(luò)將其傳遞到主站，這樣監(jiān)控人員就能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握，以便及時(shí)處理出現(xiàn)的問題。

（二）在配電室、箱式變和組合變中應(yīng)加裝配電變壓器綜合測(cè)控儀，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、電量、低壓開關(guān)位置以及低壓無功補(bǔ)償?shù)刃畔⒌氖占瑫r(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器的眨動(dòng)投切控制；再次，刀閘室所有高壓出線電纜應(yīng)加裝電纜故障指示儀，利用DTU采集該信號(hào)以及電壓、電流、開關(guān)分合狀態(tài)等，通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳到主站，以便監(jiān)控人員對(duì)刀閘室運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（三）在對(duì)新建配電設(shè)施進(jìn)行施工的時(shí)候，應(yīng)嚴(yán)格按照配電自動(dòng)化系統(tǒng)的要求與相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行，并將項(xiàng)目的通訊方式在實(shí)施中建設(shè)。另外，在購買設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)配電配網(wǎng)自動(dòng)化裝置進(jìn)行購置。

三、農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)來說，其主要包括三層，如圖1所示。第一層：主站層。主站層是整個(gè)系統(tǒng)的最高層，包括一個(gè)主站系統(tǒng)，具體組成包括計(jì)算機(jī)設(shè)備及其外設(shè)、構(gòu)件。一般來說，主站層設(shè)置在電業(yè)公司變電調(diào)度部門，以實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)度、管理、分析、調(diào)整、優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的功能。第二層：子站層是系統(tǒng)的第二層，它包括若干個(gè)子站，它的主要設(shè)備為配電載波網(wǎng)關(guān)，通常設(shè)置在變電站中，其功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳與下達(dá)。子站可以通過現(xiàn)場總線網(wǎng)連接就地的自動(dòng)化設(shè)備（如RTU，出線電能表），將其接入配電自動(dòng)化系統(tǒng)。子站可以通過以太網(wǎng)連接就地的自動(dòng)化系統(tǒng)（如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)），將其接入配電自動(dòng)化系統(tǒng)。第三層：終端層。它是系統(tǒng)的最底層，包括若干柱上開關(guān)監(jiān)控終端、變壓器監(jiān)控終端等監(jiān)控終端，一般設(shè)置在被監(jiān)控設(shè)備的位置，主要職責(zé)是對(duì)被監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制與保護(hù)。

（二）通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信數(shù)據(jù)量、通信實(shí)時(shí)性要求以及數(shù)據(jù)流特性等情況，農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)可以設(shè)置成4層通信網(wǎng)絡(luò)。第一層：局域網(wǎng)采用帶有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的10/100M以太網(wǎng)，電纜為其主要的通信媒質(zhì)，與主站內(nèi)的計(jì)算機(jī)及其它設(shè)備相連；第二層：城或網(wǎng)將子站層的所有子站連接到主站。利用現(xiàn)有的光纖信道建立其子站到主站之間的通信信道；第三層：配電載波通信網(wǎng)，它是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中較為重要的一層通信網(wǎng)，在這一層通信網(wǎng)上，連接著配電點(diǎn)系統(tǒng)的大部分設(shè)備。

（三）站端裝置設(shè)計(jì)

（1）故障指示器設(shè)計(jì)

在具體的實(shí)踐中，有很多方法可以對(duì)接地故障進(jìn)行判斷，這里要說明的是信號(hào)源注入法，也就是在長線路分段節(jié)點(diǎn)和線路發(fā)生接地故障，信號(hào)源設(shè)備就會(huì)很快根據(jù)脈寬變化自動(dòng)投入不同的阻性負(fù)載，以利用電流疊加促使故障信號(hào)器自動(dòng)發(fā)擊故障信號(hào)：當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，故障指示器會(huì)根據(jù)短路特征、電流突變、執(zhí)行的保護(hù)動(dòng)作等信息，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的定位，此外，還可起到檢測(cè)負(fù)荷電源的作用。

（2）配電終端監(jiān)控設(shè)計(jì)

配電終端監(jiān)控可以對(duì)故障信息進(jìn)行采集與轉(zhuǎn)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化中遙測(cè)、遙信與遙控的功能。具體來說，當(dāng)故障指示器發(fā)出信號(hào)時(shí)終端設(shè)備會(huì)及時(shí)接收線路中的負(fù)荷電流、動(dòng)作信息與開關(guān)狀態(tài)等，并且還會(huì)對(duì)其進(jìn)行分析、編譯與發(fā)送。若電控開關(guān)具有監(jiān)控條件，通常在通信終端的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的遠(yuǎn)程分合閘操作，但應(yīng)將分合閘狀態(tài)下的電源情況考慮在內(nèi)，如果采用的為遙控開關(guān)，建議配置直流電機(jī)或TV。

四、農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化改造應(yīng)采用的方法

（一）繼續(xù)完善配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)施

在進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)自動(dòng)化改造時(shí)，技術(shù)人員要充分利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，并將之與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，使之能及時(shí)、有效的獲取供電系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如用電地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷變化情況。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村用戶用電情況的數(shù)據(jù)分析，為農(nóng)村電力市場未來的發(fā)展及電能的分配提供了數(shù)據(jù)理念基礎(chǔ)。此外，對(duì)于農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化改造過程中所需要的設(shè)施和設(shè)備要加大投入，對(duì)于工作性能落后、操作靈敏度低的設(shè)備要及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)和更新。

（二）不斷提高農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化供電能力

對(duì)于電力企業(yè)來說，如何有效提高其供電能力，確保能夠在保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，滿足電力用戶的用電需求，是其當(dāng)前發(fā)展階段的重要目標(biāo)。而體現(xiàn)在農(nóng)村電力方面，即在進(jìn)行電網(wǎng)自動(dòng)化改造時(shí)通過對(duì)供電負(fù)荷的數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)，確保各農(nóng)村電力方面，即在進(jìn)行電網(wǎng)自動(dòng)化改造時(shí)通過對(duì)供電負(fù)荷的數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)，確保各農(nóng)村供電站能夠以最佳距離進(jìn)行建設(shè)，進(jìn)而減少因超負(fù)荷以及傳輸過程中造成的耗損，降低對(duì)供電系統(tǒng)的影響，最終達(dá)到保障供電電壓穩(wěn)定性的目的。

（三）定期維護(hù)和加強(qiáng)管理

農(nóng)村電網(wǎng)在進(jìn)行自動(dòng)化改造后，為保障其自動(dòng)化運(yùn)行的可靠性，電力企業(yè)需要安排專人對(duì)其進(jìn)行定期的技術(shù)維護(hù)與管理，如對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)軟件進(jìn)行定期的校正、修改，尤其是在配網(wǎng)供電負(fù)荷較大的時(shí)候一定要加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)軟件的維護(hù)，否則會(huì)因?yàn)榕渚W(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)軟件受到供電負(fù)荷的影響而阻礙一些功能的作用的發(fā)揮。對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)也要注重管理，尤其是對(duì)技術(shù)的更新管理，要時(shí)刻讓配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)與供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)相匹配，以保障供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

結(jié)束語：

雖然農(nóng)村配電自動(dòng)化改造在各個(gè)方面都與城市電網(wǎng)有所差距，但是，作為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)發(fā)展的必然要求，各電力企業(yè)對(duì)此需要多加關(guān)注，從提高供電能力、完善電力設(shè)施以及加強(qiáng)管理等方面切實(shí)提升農(nóng)村電網(wǎng)的服務(wù)水平。尤其是在國家加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)改造的今天，各供電企業(yè)要切實(shí)落實(shí)農(nóng)村電網(wǎng)的改造升級(jí)任務(wù)，有效改善農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中存在不足，保障農(nóng)村經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和居民生活所需。

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