配電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展分析

李星暉

摘要：首先介紹DNMS的功能及技術(shù)特點(diǎn)，將廣州思泰DNMS與同類廠家DNMS進(jìn)行技術(shù)對(duì)比，然后，介紹DNMS運(yùn)行中現(xiàn)存的問題，最后，提出新的DNMS建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；配電線路；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；故障監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）08-1959-03

我國(guó)配電具有線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)境多樣變化，故障頻繁，復(fù)雜，維護(hù)工作量大等特征，為提升供電可靠性和及時(shí)率，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)保駕護(hù)航，配電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其中，廣州思泰公司運(yùn)營(yíng)中的配電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱DNMS 系統(tǒng)）STDW-JC-01為行業(yè)中的佼佼者，這些系統(tǒng)融合了電力傳感測(cè)量、故障定位、太陽(yáng)能供電與低功耗、無線通信集成、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成等諸多技術(shù)，具有多功能、智能性、數(shù)據(jù)完整性等優(yōu)勢(shì)；當(dāng)配電線路出現(xiàn)接地，短路，雷擊與老化擊穿等故障時(shí)，監(jiān)控中心在數(shù)秒內(nèi)顯示故障類型及具體位置，并將故障定位信息發(fā)送至線路有關(guān)人員，使維護(hù)人員能夠快速排查故障，及時(shí)恢復(fù)正常供電， 避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

1 DNMS 系統(tǒng)分析

廣州思泰公司運(yùn)營(yíng)中的DNMS 系統(tǒng)STDW-JC具有以下功能及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1.1 DNMS功能

1）監(jiān)測(cè)線路上的三相不平衡、斷線、過流、短路、接地等故障情況，幫助運(yùn)行人員維護(hù)人員能夠快速排查故障，及時(shí)恢復(fù)正常供電。

2）監(jiān)測(cè)線路短路動(dòng)作電流、接地電流、負(fù)荷電流，保存歷史數(shù)據(jù)并可生成圖型報(bào)表，用于事故分析和故障統(tǒng)計(jì)。

3）檢測(cè)線路暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)信息，捕捉故障發(fā)生時(shí)刻，實(shí)時(shí)更新20 個(gè)周波的電流信息，用于故障暫態(tài)數(shù)據(jù)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的推算。

4）實(shí)時(shí)在線查詢線路當(dāng)前電流，實(shí)時(shí)監(jiān)控線路運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 DNMS技術(shù)特點(diǎn)

1）以實(shí)時(shí)采集在線電流方式對(duì)線路故障進(jìn)行全面監(jiān)控，故障判斷更加及時(shí)、準(zhǔn)確。

2）本地通訊采用雙向短距離無線調(diào)頻通訊RF 模塊，遠(yuǎn)程通訊采用GSM 網(wǎng)絡(luò)通訊，本地和遠(yuǎn)程維護(hù)方便。

3）故障檢測(cè)器安裝簡(jiǎn)單，使用托杯和標(biāo)準(zhǔn)絕緣操作桿，無需特殊工具不停電安裝、拆卸。

4）監(jiān)測(cè)中心軟件可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的故障檢測(cè)器進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量、調(diào)試、配置，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路負(fù)荷電流和短路動(dòng)作電流、接地動(dòng)作電流。

5）監(jiān)控中心界面采用聲光報(bào)警，動(dòng)態(tài)著色，圖形顯示故障位置，短信通知維護(hù)人員，實(shí)現(xiàn)無人值班。

6）自動(dòng)復(fù)位：1 ～ 72 小時(shí)（在線可設(shè)） ，或者遠(yuǎn)程遙控復(fù)歸。

7）防空載合閘涌流誤動(dòng)；防重合閘期間非故障分支誤動(dòng)。

1.3 DNMS技術(shù)對(duì)比分析

2 DNMS運(yùn)行中存在的問題

經(jīng)過對(duì)配電線路故障監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行深入的調(diào)查研究，現(xiàn)有的DNMS運(yùn)行中存在以下問題。

1）配電線路故障監(jiān)測(cè)工作涉及面廣，相應(yīng)的技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等出臺(tái)很少，滿足不了應(yīng)用的需要，企業(yè)缺乏有強(qiáng)有力的部署和協(xié)調(diào)；

2）對(duì)配電線路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一細(xì)致的規(guī)劃，存在“盲人摸象”的現(xiàn)象，因此提不出完整而準(zhǔn)確的需求，容易套用調(diào)度自動(dòng)化的建設(shè)思路，過分強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)應(yīng)用，而忽略了管理應(yīng)用，大量投資用于饋線自動(dòng)化，而忽視了對(duì)其他相關(guān)系統(tǒng)的整合和對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理和利用。

3）對(duì)相關(guān)系統(tǒng)和信息的整合和關(guān)聯(lián)缺乏整體的考慮，尤其是對(duì)GIS和SCADA之間的模型、圖形和接口等沒有細(xì)致周密的設(shè)計(jì)和切實(shí)可行的解決方案，直接導(dǎo)致了后期的應(yīng)用無法實(shí)用化，在GIS應(yīng)用上對(duì)配網(wǎng)的建模上缺乏深入的研究，導(dǎo)致只滿足了靜態(tài)應(yīng)用（即圖資管理）而不能滿足動(dòng)態(tài)應(yīng)用（如實(shí)時(shí)應(yīng)用和分析計(jì)算）；

4）存在管理體制對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的不適應(yīng)，工作職責(zé)界定不清楚，運(yùn)行管理工作跟不上，系統(tǒng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)維護(hù)工作很薄弱，開發(fā)廠商對(duì)供電企業(yè)配網(wǎng)管理流程不熟悉，對(duì)需求了解不深，因而產(chǎn)品的適應(yīng)性不好；

5）對(duì)配電線路故障監(jiān)測(cè)的認(rèn)識(shí)和定位不清楚，應(yīng)用主體不明確，導(dǎo)致后期的應(yīng)用沒有具體的受益者，出現(xiàn)了只解決了少數(shù)饋線的自動(dòng)化而沒有對(duì)整個(gè)配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，投入產(chǎn)出比很不明顯。

3 DNMS建設(shè)思路

為貫徹電網(wǎng)公司提高供電可靠性、提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平的工作要求，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)配電自動(dòng)化建設(shè)，在總結(jié)配電自動(dòng)化前期試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)電網(wǎng)公司的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)方向，配電自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)結(jié)合城市定位及供電可靠性要求分批次、分階段推廣，由一級(jí)城市向二級(jí)城市、由中心城區(qū)向郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)逐步推進(jìn)；綜合考慮城市定位、供電可靠性要求、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完善程度、技術(shù)力量和基礎(chǔ)管理?xiàng)l件等因素，合理選擇配電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方式，分區(qū)域、分階段制定規(guī)劃及建設(shè)方案，優(yōu)先在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定、完善的區(qū)域開展建設(shè)；根據(jù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用目標(biāo)和供電可靠性要求，選擇適宜的配電自動(dòng)化建設(shè)模式：特級(jí)及一級(jí)城市宜以集中控制型模式為主，二級(jí)城市宜以運(yùn)行監(jiān)視型模式為主。

1）配電終端：終端選點(diǎn)原則應(yīng)明晰，突出業(yè)務(wù)應(yīng)用目標(biāo)，針對(duì)不同供電區(qū)域及一次設(shè)備、通信通道的情況采用不同類型的配電自動(dòng)化終端，支持多種通信方式；加強(qiáng)配電終端的自身處理能力，滿足相對(duì)獨(dú)立于主站的區(qū)域配電故障智能化處理的需要，優(yōu)先選擇A、B類供電區(qū)域10kV電纜線路和C類供電區(qū)域10kV電纜主干線分段開關(guān)及聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行建設(shè)，可采用“三遙”終端為主，且每回饋線以2～4個(gè)“三遙”終端為宜；其他10kV電纜線路及節(jié)點(diǎn)，宜以故障指示器終端為主進(jìn)行建設(shè)。配置斷路器的環(huán)網(wǎng)柜出線可采用電流級(jí)差保護(hù)方式建設(shè)。

在提高配電終端的可靠性和耐用性的前提下增強(qiáng)其靈活性，可以方便地按需要配置和升級(jí)，協(xié)調(diào)配合計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)改造，納入配變監(jiān)測(cè)終端的電流、電壓、功率、電能質(zhì)量等實(shí)時(shí)信息，擴(kuò)展配電自動(dòng)化的信息采集范圍。

配電終端主電源可采用單獨(dú)安裝電壓互感器取電，也可根據(jù)需要采用電流互感器取電或就近從低壓電網(wǎng)取電。

2）通信系統(tǒng)：過去已有的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，通信是瓶頸，往往由于通信通道故障，導(dǎo)致使已有的系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果不理想，甚至癱瘓。因此，在通信系統(tǒng)建設(shè)中，必須充分利用現(xiàn)有通信資源，結(jié)合其他業(yè)務(wù)發(fā)展需求和通信技術(shù)發(fā)展前景，既要適應(yīng)當(dāng)前應(yīng)用，還要考慮將來配網(wǎng)發(fā)展、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，統(tǒng)籌安排配電自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

通信系統(tǒng)應(yīng)與配電網(wǎng)一次設(shè)備及配電終端建設(shè)改造同步進(jìn)行，充分考慮配電網(wǎng)一次網(wǎng)架的地理結(jié)構(gòu)，所有電力管溝建設(shè)改造時(shí)，應(yīng)同步預(yù)留光纜敷設(shè)位置；對(duì)于新建電網(wǎng)工程，應(yīng)根據(jù)需要同步建設(shè)通信系統(tǒng)。

在配電網(wǎng)網(wǎng)架成熟、對(duì)通信可靠性要求高的“三遙”配電節(jié)點(diǎn)宜采用光纖專網(wǎng)通信方式；非“三遙”節(jié)點(diǎn)宜采用無線通信方式，也可就近采用光纖專網(wǎng)通信方式。

3）監(jiān)控主站：是整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要是通過收集、分析、處理、存儲(chǔ)終端傳回的數(shù)據(jù)，按照各類故障預(yù)先設(shè)置的不同處理流程，進(jìn)行故障的事件記錄、數(shù)據(jù)發(fā)布、自動(dòng)告警、日志、語(yǔ)音報(bào)警、短信報(bào)警等工作。

在監(jiān)控主站建設(shè)中，可根據(jù)實(shí)際情況分步實(shí)施，除非管理必要，不要片面追求系統(tǒng)硬件特別是主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高檔。

地（市、州）級(jí)供電局宜建設(shè)獨(dú)立的配電自動(dòng)化主站，區(qū)、縣局使用地（市、州）級(jí)供電局的配電自動(dòng)化主站，采用遠(yuǎn)程工作站方式實(shí)現(xiàn)對(duì)本地配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控。

應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)整體規(guī)模、負(fù)荷密度、配電自動(dòng)化建設(shè)模式確定主站系統(tǒng)規(guī)模和應(yīng)用功能，特級(jí)及一級(jí)城市宜采用“集中采集、分區(qū)應(yīng)用”體系架構(gòu)。

目前不要追求將不同的自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)互聯(lián)的信息量，互聯(lián)的目的是共享有關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)先規(guī)劃好需要共享的數(shù)據(jù)和用途再去決定那些系統(tǒng)應(yīng)該互聯(lián)；在建設(shè)初期實(shí)現(xiàn)配電SCADA、饋線自動(dòng)化、WEB瀏覽等基本功能，根據(jù)配網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的需求在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)滿足要求時(shí)分期擴(kuò)展建設(shè)配電網(wǎng)分析應(yīng)用及智能化應(yīng)用等功能。

通過運(yùn)行服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)與輸電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化、GIS、生產(chǎn)管理、營(yíng)銷管理等系統(tǒng)的信息共享和應(yīng)用集成，縱向滿足上下級(jí)配電網(wǎng)運(yùn)行管理流程的貫通，橫向滿足系統(tǒng)間的信息共享，促進(jìn)配電網(wǎng)自動(dòng)化信息綜合利用。

主站系統(tǒng)的配網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、模型參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞染膳渚W(wǎng)生產(chǎn)信息管理和GIS系統(tǒng)自動(dòng)同步導(dǎo)入，確保設(shè)備模型和參數(shù)的唯一性和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼_性。明確劃分各交互系統(tǒng)的維護(hù)界面，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)及管理制度兩方面確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)源端維護(hù)、及時(shí)同步。

4 結(jié)束語(yǔ)

DNMS在實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化過程中發(fā)揮著重要的作用，通過DNMS系統(tǒng)，建成高效、靈活、合理的配電網(wǎng)絡(luò)，使得配電網(wǎng)具備快速切除故障、靈活重構(gòu)和可再生能源接納能力，增強(qiáng)配電網(wǎng)自愈能力，大大提高了供電可靠性、供電能力和電能質(zhì)量，全面提升配電網(wǎng)主要技術(shù)裝備和運(yùn)行管理的水平。

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