配電線(xiàn)路自動(dòng)化系統(tǒng)配置及其運(yùn)行方式分析

摘 要：市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制促進(jìn)了電力技術(shù)的發(fā)展，為電力企業(yè)供電能力提出了新的要求。而且隨著用電量的急劇增加，電力技術(shù)如果還停留在傳統(tǒng)模式上，自然不能夠適應(yīng)電力企業(yè)發(fā)展需求。因此，在配電線(xiàn)路上應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)是發(fā)展必然趨勢(shì)。本文以某縣城供電公司中配電線(xiàn)路中應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)所涉及設(shè)備配置進(jìn)行分析，并探析了在這種配置下供電方式系統(tǒng)運(yùn)行方式，為相關(guān)人士提供理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)行方式 自動(dòng)化系統(tǒng)配置 配電線(xiàn)路

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0123-02

作為電力配送電中最后環(huán)節(jié)的配電，其重要性至關(guān)重要。但是從各個(gè)方面來(lái)看，配電一直沒(méi)有被相關(guān)人士重視。但是隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的推進(jìn)，隨著對(duì)供電質(zhì)量與供電可靠性提出新要求，有效優(yōu)化了配電網(wǎng)的布局，提升了配電網(wǎng)可靠性。但是隨著供電能力的需求量進(jìn)一步提升，配電線(xiàn)路的自行化成為發(fā)展趨勢(shì)。而自動(dòng)化系統(tǒng)的配置不當(dāng)，必然影響到運(yùn)行方式，因此嘆息配置自動(dòng)化系統(tǒng)級(jí)運(yùn)行方式具有實(shí)際意義。

1 配電線(xiàn)路自動(dòng)化功能

要探究配電線(xiàn)路的自動(dòng)化系統(tǒng)配置以及運(yùn)行方式，首先要了解應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，體現(xiàn)出具體意義。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控配電運(yùn)行狀況，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效優(yōu)化，進(jìn)而確保了配電網(wǎng)正常運(yùn)行；一旦配電網(wǎng)莫名發(fā)生了運(yùn)行異?；蛘叱霈F(xiàn)了故障之時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)快速將故障區(qū)段定位，并且及時(shí)進(jìn)行排查，對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行隔離之時(shí)，并不會(huì)對(duì)非故障區(qū)域造成多大影響，這樣就避免應(yīng)部分故障而造成全局?jǐn)嚯姮F(xiàn)象發(fā)生，有效縮短了停電的區(qū)域面積。

（2）合理控制電網(wǎng)中的無(wú)功負(fù)荷及電壓水平，有效增強(qiáng)設(shè)備的利用率，改善了供電質(zhì)量。

（3）實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)抄表計(jì)算電費(fèi)，確保及時(shí)準(zhǔn)確抄表計(jì)費(fèi)，增強(qiáng)了電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益以及工作效率。

2 配電線(xiàn)路自動(dòng)化系統(tǒng)配置

隨著供電可靠性指標(biāo)逐漸提升，配電線(xiàn)路的自動(dòng)化系統(tǒng)成為發(fā)展必然趨勢(shì)。為了研究其系統(tǒng)配置，本文就以某縣城的供電公司作為研究案例，探究其配電線(xiàn)路的自動(dòng)化系統(tǒng)配置。在本案例中應(yīng)用了基于FTU集中控制模式。該系統(tǒng)劃分為主站層（配電網(wǎng)監(jiān)控與監(jiān)控中心層）、子站層（配電監(jiān)控子站）、終端層（配電終端設(shè)備），為了一個(gè)區(qū)域全部實(shí)施自動(dòng)化系統(tǒng)，就形成一個(gè)完整通信/控制分層，具體設(shè)計(jì)如圖2、3。

上圖所對(duì)應(yīng)的監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖如圖3。

自動(dòng)化系統(tǒng)各層之間應(yīng)用通信系統(tǒng)構(gòu)建出通信聯(lián)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了各層間交換信息、協(xié)調(diào)工作，形成有機(jī)整體，共同實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化工作。某縣城供電公司實(shí)行自動(dòng)化主要是對(duì)配電網(wǎng)中柱上開(kāi)關(guān)、重要配電變壓器、開(kāi)閉所等進(jìn)行協(xié)調(diào)與監(jiān)控，通過(guò)自動(dòng)化控制提升整體監(jiān)控性能以及管理水平。

2.1 主站層

（1）主要功能；這一層主要功能就是負(fù)責(zé)采集與管理整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)子站所傳來(lái)的數(shù)據(jù)；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、事故報(bào)警、存儲(chǔ)以及遠(yuǎn)程控制；隔離事故、恢復(fù)無(wú)故障區(qū)域供電等，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享；負(fù)責(zé)配電線(xiàn)路信息管理與維護(hù)。

（2）選擇關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)硬件；作為整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中監(jiān)控與管理最高層，主站主要是由兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器、兩個(gè)SCADA工作站、兩臺(tái)前置機(jī)、一個(gè)調(diào)度站、一個(gè)報(bào)表站、一個(gè)GIS網(wǎng)關(guān)以及一個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)共同組成。通過(guò)集成計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)配電網(wǎng)匯總信息、人機(jī)交互，分析、控制操作及系信息共享等等功能。

其一，選擇服務(wù)器；作為網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的服務(wù)器，選擇時(shí)必須要考慮其運(yùn)行可靠性與性能指標(biāo)。本研究中依據(jù)配電系統(tǒng)的規(guī)模以及自動(dòng)化系統(tǒng)控制目標(biāo)，就選用了SUN400/SUN500兩種型號(hào)來(lái)滿(mǎn)足要求。

其二，選擇網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)工作站；該站要考慮到應(yīng)用業(yè)務(wù)性質(zhì)，雖然不能夠千篇一律，但最好選用同樣品牌便于維護(hù)，當(dāng)然也要考慮到用戶(hù)的已有硬件資源。

其三，選擇交換機(jī)；在交換機(jī)的選擇上就應(yīng)該依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件配置，選擇配套的交換，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件與交換機(jī)的最優(yōu)化結(jié)合，實(shí)業(yè)務(wù)靈活性、安全性、可擴(kuò)展性等各種特征，當(dāng)然還必須要考慮到系統(tǒng)擴(kuò)充發(fā)展而留下余地。

其四路由器，主要是用來(lái)連接邏輯上分開(kāi)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)路由器能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)子網(wǎng)到另一個(gè)子網(wǎng)的傳輸，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息流的過(guò)濾與分割。

2.2 子站層

該層屬于自動(dòng)化系統(tǒng)中間層，使用在饋線(xiàn)回路、低壓控制中心單元、配電柜中各種終端機(jī)中壓以及變電站間隔層單元，能夠和配電主站及各種智能設(shè)備進(jìn)行通信，收集以及轉(zhuǎn)發(fā)各種遙測(cè)與遙控?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別、隔離故障以及恢復(fù)供電等。本研究中設(shè)立了兩個(gè)子站，現(xiàn)場(chǎng)所有信息都經(jīng)過(guò)子站傳送到調(diào)度中心，子站設(shè)置在變電站中，經(jīng)過(guò)光纖和所屬監(jiān)控終端通信，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)的方式和主站進(jìn)行通信。

2.3 終端層

終端分布在區(qū)域中配電線(xiàn)路上，附屬于線(xiàn)路柱上的分段開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、配電變壓器，用來(lái)采集與控制信號(hào)。柱上開(kāi)關(guān)安裝在遠(yuǎn)方控制終端，遠(yuǎn)方檢測(cè)柱上開(kāi)關(guān)。本研究中總共應(yīng)用了48臺(tái)配電變壓器，用來(lái)對(duì)配電終端進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)還對(duì)某區(qū)域開(kāi)閉所中運(yùn)行的四條出線(xiàn)上安裝饋線(xiàn)，用來(lái)監(jiān)控終端。

3 配電線(xiàn)路自動(dòng)化系運(yùn)行方式

當(dāng)配電線(xiàn)路工作在正常情況下，自動(dòng)化開(kāi)關(guān)中FTU就會(huì)持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行記錄，同時(shí)還記錄線(xiàn)路的電壓、電流等，計(jì)算出有功功率、功率因素以及無(wú)功功率等各種運(yùn)行參數(shù)。在開(kāi)關(guān)的線(xiàn)路與狀態(tài)發(fā)生異常現(xiàn)象時(shí)，F(xiàn)TU就會(huì)通過(guò)通信系統(tǒng)把異常信息反潰到主站上.主站上的DMS每間隔一定時(shí)間就會(huì)對(duì)線(xiàn)路上FTU進(jìn)行輪詢(xún)，不斷的將新信息送進(jìn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)保存在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)長(zhǎng)，值班人員只需要通過(guò)主站的大屏幕顯示器查詢(xún)相關(guān)數(shù)據(jù)即可，還可以通過(guò)遙控對(duì)各線(xiàn)路開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，改變其運(yùn)行方式。一旦配電線(xiàn)路出現(xiàn)了故障時(shí)，主站的DMS就會(huì)接收到FTU傳遞過(guò)啦的故障信息，并且對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)與隔離并報(bào)警，將相關(guān)FTU事件進(jìn)行記錄，自動(dòng)對(duì)故障隔離進(jìn)行判斷，并給非故障段的負(fù)荷提供轉(zhuǎn)換方案，實(shí)施模擬校核，并發(fā)出信息提請(qǐng)操作人員進(jìn)行遙控操作或者主站的DMS系統(tǒng)實(shí)施即可。為了對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行研究，本文以多電源多回路的供電方式作為例子進(jìn)行闡述（如圖4）。

當(dāng)正常運(yùn)行之時(shí)，配電線(xiàn)路之間聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)b、a、c、d都被斷開(kāi)，而且這四條線(xiàn)路均進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行。線(xiàn)路中每臺(tái)開(kāi)關(guān)上FTU檢測(cè)、儲(chǔ)存及計(jì)算開(kāi)關(guān)的電壓、電流等各個(gè)電量的模擬量參數(shù)以及觸頭的分合閘位置等參數(shù)，DMS就會(huì)對(duì)FTU進(jìn)行自動(dòng)查詢(xún)，對(duì)主站的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行刷新與存儲(chǔ)，操作人員也可以實(shí)時(shí)查詢(xún)或者遙控操作。假設(shè)瞬時(shí)性的故障點(diǎn)出現(xiàn)在線(xiàn)路A段II上，那么開(kāi)關(guān)e就會(huì)分閘之后重合；如果故障點(diǎn)出線(xiàn)在區(qū)段I上，那么斷路器1就會(huì)分閘后進(jìn)行重合。假如線(xiàn)路A出現(xiàn)了永久性的故障，斷路器出線(xiàn)分閘閉鎖，自然線(xiàn)路A 就會(huì)停電，線(xiàn)路上的各個(gè)開(kāi)關(guān)就會(huì)將異常信息快速上報(bào)到主站，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)與隔離，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)供程序，判斷出故障的區(qū)段，主站就會(huì)自動(dòng)或者提請(qǐng)人工對(duì)故障進(jìn)行隔離操作。將線(xiàn)路開(kāi)關(guān)e分?jǐn)啵瑢?duì)故障段進(jìn)行隔離，為非故障段卻東負(fù)荷的專(zhuān)供方案。系統(tǒng)首先就會(huì)將線(xiàn)路B作為轉(zhuǎn)供電源，實(shí)施負(fù)荷的專(zhuān)供進(jìn)行模擬校核，校核后此方案成立，就會(huì)制定出開(kāi)關(guān)動(dòng)作的次序，操作人員通過(guò)遙控或者DMS會(huì)自動(dòng)操作實(shí)施轉(zhuǎn)供方案；假如經(jīng)過(guò)了校核之后，線(xiàn)路B承載不了非故障段的負(fù)荷，系統(tǒng)就會(huì)重新選擇另外的線(xiàn)路并校核，一直到卻東了最終轉(zhuǎn)供方案之后才終止。

4 結(jié)語(yǔ)

本文所研究的自動(dòng)化配置方案可以使用在各種供電配電線(xiàn)路上，能夠?qū)⒐收暇€(xiàn)路自動(dòng)的進(jìn)行隔離，自動(dòng)回復(fù)非故障段的供電，極大提升了配電線(xiàn)路的可靠性與自動(dòng)化。同時(shí)主站應(yīng)用開(kāi)放式平臺(tái)，能夠兼容各種高級(jí)應(yīng)用軟件，能夠橫縱集成，實(shí)現(xiàn)了變電站的綜合自動(dòng)化；PTU的檢測(cè)功能，能夠有效制定檢修計(jì)劃。采取合理的運(yùn)行方式，不但能夠消除永久性的故障，還能夠消除各種故障隱患，保證配電線(xiàn)路的運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣建平.淺談低壓配電線(xiàn)路檢修[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（5）.

[2]王洪才.配電線(xiàn)路自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用[J].云南電力技術(shù)，2011（5）.

[3]馬永崗，靳秀春.全自動(dòng)化改造配電線(xiàn)路掛益分折[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)。20l0（33）.

[4]董新洲，施慎行.對(duì)稱(chēng)故障下基于無(wú)通道保護(hù)的配電線(xiàn)路自動(dòng)化[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011（1）.