淺談10KV配電系統(tǒng)的配網(wǎng)自動化

孫紅亞 顧立華

（長慶油田分公司水電廠，陜西 西安 710201）

油田電網(wǎng)是跟進式發(fā)展的，油氣井打到哪里供電服務(wù)就跟到哪里，油田電網(wǎng)遍布陜甘寧蒙的黃土高原及毛烏素沙漠區(qū)域，線路長分支多，因此維護運行很困難。為了保證電力系統(tǒng)、工作人員以及大范圍油田開發(fā)的用電安全，實行配電系統(tǒng)的自動化，對電力網(wǎng)絡(luò)運行進行不間斷的監(jiān)測、控制及分析是當(dāng)前保證電力配電系統(tǒng)安全的必然選擇。

1 配電系統(tǒng)配網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀

目前，隨著電力市場以及人們思想觀念的轉(zhuǎn)變，配電系統(tǒng)的自動化已經(jīng)成為了一項迫在眉睫的任務(wù)。早在八十年代人們就意識到了電網(wǎng)存在的潛在危險，并同時積極的開展城市電網(wǎng)的改造工程，組織全國性質(zhì)的大會對電網(wǎng)的改革進行過討論組織，通過各種渠道進行資金的籌集，同時引進高科技設(shè)備及技術(shù)來從事配電網(wǎng)的改造工作。如早在1990年5月間就開展了以全國電網(wǎng)改造為主要內(nèi)容的工作性會議，明確配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的重要位置，要求采用性能優(yōu)良的先進裝備提高配電網(wǎng)的可靠性，從而保證配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。供電部門也提出了配電系統(tǒng)對用戶供電的可靠性要求，供電的可靠性上升到99.6%，銀行、機場以及計算機網(wǎng)絡(luò)中心，尤其是油田的開發(fā)等都是對電力具有較高要求的區(qū)域，如果沒有一個可靠的配電網(wǎng)系統(tǒng)是無法進行保障的。

實行配電網(wǎng)的綜合改造是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的基本前提條件，沒有良好的電網(wǎng)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備是難以達到電網(wǎng)自動化的要求的，由于我國早期的配電網(wǎng)已經(jīng)形成規(guī)模，因此只能在原有配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行改造，具有較大的難度，想要完成高自動化的目標(biāo)就必須做好統(tǒng)籌規(guī)劃，首先從硬件上符合現(xiàn)代配網(wǎng)自動化要求，因此，電網(wǎng)自動化設(shè)備的基本就是技術(shù)先進、安全可靠、操作簡單、經(jīng)濟合理、節(jié)能以及符合環(huán)境要求等。

2 配電系統(tǒng)配網(wǎng)自動化構(gòu)成及原理

10kV配電系統(tǒng)的配網(wǎng)自動化是一項系統(tǒng)的工程，大致可以分為三個部分：配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)以及配網(wǎng)自動化終端。

2.1 配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)。主要包括了配電SCADA主站系統(tǒng)以及配電管理系統(tǒng)DMS等系統(tǒng)部分（如圖1）。

圖1 配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)示意圖

配電網(wǎng)的配電SCADA主站系統(tǒng)主要由前置服務(wù)器、SCADA服務(wù)器、調(diào)度員工作站、DA服務(wù)器、GIS服務(wù)器等組成。前置服務(wù)器包括了若干臺服務(wù)器，其中的一臺為主要的服務(wù)器，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時，服務(wù)器中的一臺將會自動升級成主前置服務(wù)器，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，這一轉(zhuǎn)變過程由nap完成。主前置服務(wù)器通過dater接收子站通過交換機發(fā)來的數(shù)據(jù)，由vcterm經(jīng)過解析存入內(nèi)存，同時形成數(shù)據(jù)庫的共享內(nèi)存文件。主前置服務(wù)器通過rawd想其他的前置服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)，各前置服務(wù)器通過datsrv來接收該數(shù)據(jù)同時形成自己的數(shù)據(jù)實時共享內(nèi)存。

配電網(wǎng)配電管理系統(tǒng)DMS。從供電系統(tǒng)自動化發(fā)展來看，我國目前普及了SCADA功能為主的地調(diào)自動化系統(tǒng)，但是作為更高層的能量管理系統(tǒng)目前還沒有達到全面，但是SCADA所發(fā)揮的作用已經(jīng)非常的巨大。配電系統(tǒng)與輸電系統(tǒng)相比具有復(fù)雜性與分散性特點，從而要實現(xiàn)具備全面、綜合的管理水平的配電管理系統(tǒng)DMS難度也較大。因此，要不斷的吸取配電系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)驗，在使用中不斷的提高自身水平。

2.2 電網(wǎng)配電系統(tǒng)的自動化子站系統(tǒng)。配電網(wǎng)的監(jiān)控設(shè)備具有點多面廣的特點，因此，配電系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)監(jiān)控對象包含了大量的開閉所及環(huán)網(wǎng)柜，同時又包括了數(shù)量眾多的柱上開關(guān)，因此，不可能將所有的配電設(shè)備都連接至配電網(wǎng)主站，從而需要增加中間的一級系統(tǒng)，也就是配電網(wǎng)子站系統(tǒng)。

2.3 配電網(wǎng)配電自動化終端。配電系統(tǒng)的自動化終端主要負(fù)責(zé)對管轄區(qū)域內(nèi)的環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、開閉所以及配電變壓器等設(shè)備進行監(jiān)控，既要實現(xiàn)FTU、TTU等三遙功能，同時也要具備對故障的識別以及控制功能，從而配合配電自動化子站系統(tǒng)實現(xiàn)對管轄區(qū)域內(nèi)，配網(wǎng)運行中的工況監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、優(yōu)化運行以及故障區(qū)域的故障隔離以及非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

3 10kV配電系統(tǒng)實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的意義

3.1 信息技術(shù)在10kV配電網(wǎng)運行管理中的應(yīng)用及意義。配電網(wǎng)的信息主要應(yīng)用于設(shè)備管理、狀態(tài)監(jiān)測以及用電管理等方面。安全是現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行的最重要指標(biāo)，因此，為了保證電力系統(tǒng)的安全就必須在其運行過程中不斷的進行監(jiān)測、控制。如絕緣系統(tǒng)，絕緣系統(tǒng)在很大程度上就決定了整個設(shè)備的運行壽命。電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)在運行過程中，由于長期在電、機械以及各類不確定環(huán)境因素等應(yīng)力作用下，不可避免的逐步發(fā)生老化，在系統(tǒng)較薄弱的環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)絕緣缺陷故障，假如沒有及時的發(fā)現(xiàn)故障并采取有效的措施，那么很可能會引發(fā)運行事故，造成很大損失。配電網(wǎng)絡(luò)通過手動或者是自動化運行，對高壓配電線上開關(guān)設(shè)備和線路參數(shù)進行遙控及監(jiān)測，從而實現(xiàn)故障區(qū)域的自動隔離，同時以最佳方式與最快速度恢復(fù)非故障區(qū)域的通電，從而保證提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

3.2 配電監(jiān)控終端在10kV配電網(wǎng)中的應(yīng)用及意義。配電監(jiān)控終端包括了聯(lián)絡(luò)開關(guān)終端以及開閉所開關(guān)終端等，其基本的功能有信息采集處理、執(zhí)行遙控命令、時間記錄上報、電源失電保護、參數(shù)設(shè)定、診斷恢復(fù)以及通訊等功能。監(jiān)控終端在配電自動化中的運行特點有以下幾點：采用交流采集。監(jiān)測電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率以及電能等精度要求較高的數(shù)據(jù)，同時具備了強大的通訊功能，同時支持多種通訊規(guī)約，具備遙控功能。

3.3 智能開關(guān)在10kV配電網(wǎng)中的應(yīng)用及意義。智能開關(guān)既可以不使用通訊線路實現(xiàn)電網(wǎng)故障的自動診斷、隔離以及恢復(fù)，也可以與通訊系統(tǒng)相互連接，通過系統(tǒng)子站與主站的控制單元來實現(xiàn)遙控。分段模式開關(guān)功能有延時合閘、時限閉鎖、脈沖閉鎖以及閉鎖自動解除等功能。遙控接口可以對開關(guān)裝置進行監(jiān)測遙控，正確的進行開關(guān)的分、合等位置操作。

3.4 通信網(wǎng)絡(luò)在在10kV配電網(wǎng)中的應(yīng)用及意義。一般為了提高系統(tǒng)控制管理能力及減少通訊端口設(shè)備使用，同時提高系統(tǒng)可靠性，將系統(tǒng)劃分為若干個子群，每個子群幾十個監(jiān)控終端組成，統(tǒng)一由一個通訊管理器管理。通信控制器起到承上啟下作用，承上接受后臺發(fā)出的控制指令，啟下則收集數(shù)據(jù)與后臺轉(zhuǎn)發(fā)指令，同時控制上、下位的通訊。對RTU與FTU等監(jiān)控終端通道狀態(tài)及通訊質(zhì)量進行監(jiān)控，當(dāng)主通道的通信出錯或中斷時，系統(tǒng)將自動切換到備用通道，在進行網(wǎng)絡(luò)接入方式時，也能同時進行正常的監(jiān)控，并報警提示。

結(jié)束語

目前，隨著石油開發(fā)行業(yè)的不斷發(fā)展以及范圍的不斷擴大，對其供電的要求也越來越高。開展配電網(wǎng)自動化改造，其最終的目的就是為了實現(xiàn)配電網(wǎng)安全、可靠的運行，從而實現(xiàn)電力服務(wù)的優(yōu)化。電力工作者要遵從從實際出發(fā)，對工作進行統(tǒng)籌安排循序漸進，進一步設(shè)計出先進、通用、標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，對電力市場的發(fā)展將會產(chǎn)生重要的意義。

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