淺談配網(wǎng)自動化在10KV供電系統(tǒng)中的實際應(yīng)用

【摘要】簡要論述了配電自動化在10KV供電系統(tǒng)中的實際應(yīng)用，針對其模塊化設(shè)計、控制過程以及特點和功能作以介紹，并繪制了相關(guān)原理圖以及硬件組成框圖。

【關(guān)鍵詞】配電自動化；10KV供電系統(tǒng)；綜合自動化

概述

配電自動化是利用現(xiàn)代電子、計算機、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電、配電管理的現(xiàn)代化。

實現(xiàn)配電自動化可減少故障停電次數(shù)和停電時間，實現(xiàn)故障的自動監(jiān)測與最佳故障區(qū)域的隔離方案，可縮小停電范圍，快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，從而減少因故障造成的各種損失；可對配電設(shè)備進行優(yōu)化管理，提高設(shè)備的利用率，提高供電能力，降低運行維護費用和線損，最大限度提高企業(yè)的經(jīng)濟效益?？茖W(xué)合理地進行配電網(wǎng)的規(guī)劃，保持系統(tǒng)長期 發(fā)展，可為領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)決策服務(wù)，為配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)服務(wù)，可真正提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。

1、實現(xiàn)配電自動化的前提

1.1采用分斷負荷開關(guān)

負荷開關(guān)不帶保護，因此環(huán)路一旦出現(xiàn)永久性故障，均由環(huán)路首端開關(guān)保護跳閘。DA故障處理方式，太多采用集中控制模式處理。分段負荷開關(guān)，可用真空開關(guān)或六氟化硫開關(guān)。開關(guān)的操作機構(gòu)和操作電源應(yīng)滿足如下條件：開關(guān)具有電動/手動操作功能，開關(guān)操作機構(gòu)為電動儲能操作機構(gòu)，操作電源為直流48V或24V，作為電源的PT容量應(yīng)在50乏以上，三相CT、PT與開關(guān)盡可能一體化設(shè)計，開關(guān)應(yīng)維護長壽命。

若采用斷路器作為分段開關(guān)，采用保護方式來隔離故障則系統(tǒng)的保護時限難以配合，因此大多是將保護棄掉。所以采用斷路器作為分段開關(guān)，將會造成投資的浪費。

1.2建立通信系統(tǒng)

配電自動化系統(tǒng)的自動化程度越高，對通信系統(tǒng)的要求越高。構(gòu)建經(jīng)濟可靠，實用的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，是配電自動化的基礎(chǔ)工作。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配電系統(tǒng)及其設(shè)備的分布地域廣闊、數(shù)量大，通道相對距離較短、運行環(huán)境較為惡劣，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)不同的結(jié)構(gòu)層次和功能要求，選擇不同的通信方式和設(shè)備，構(gòu)成綜合式通信系統(tǒng)。

2、配電自動化的功能規(guī)劃和實施

2.1功能規(guī)劃

配電自動化的功能，內(nèi)容繁多，而且隨著技術(shù)的發(fā)展還會不斷增加，因此應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，分布實施，先易后難，逐步完善。應(yīng)遵循先實施在線監(jiān)控，后管理；先解決提高供電可靠性的主要環(huán)節(jié)，后其他環(huán)節(jié)；先解決對通信網(wǎng)要求高的功能，后其他功能的原則。就配電自動化的功能而言，配網(wǎng)自動化對系統(tǒng)的實時性要求最高，其直接影響供電可靠性和供電企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，應(yīng)作為配電自動化的首選規(guī)劃功能。而其他功能，則可以在實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)上逐步擴展、完善。

2.2具體實施

配電自動化的特點是協(xié)調(diào)和集成，這就決定了配電自動化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是一個分層、分級、分布式的監(jiān)控管理系統(tǒng)，應(yīng)遵循開放系統(tǒng)的原則，按全分布式的概念設(shè)計。系統(tǒng)整體設(shè)計可分為配調(diào)中心層，變電站層、中壓網(wǎng)層、低壓網(wǎng)層，具體設(shè)計實施。

2.3配調(diào)中心層

配調(diào)中心局域網(wǎng)是整個自動化的最高層，采用高速以太網(wǎng)雙機配置，互為備用。該網(wǎng)路構(gòu)成配網(wǎng)自動化的調(diào)度中心，由共享同一數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)配網(wǎng)自動化不同功能的工作站及服務(wù)器組成系統(tǒng)硬件設(shè)備及接口符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)之上提供配網(wǎng)自動化軟件支持平臺，包括數(shù)據(jù)庫軟件，通信軟件以配電監(jiān)控及管理應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件以配網(wǎng)實時數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，應(yīng)用客戶機/服務(wù)器模式，各自獨立實現(xiàn)不同的自動化功能。

2.4變電站層

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第二層網(wǎng)絡(luò)是配調(diào)中心主站與各便點陣子站通信的城域網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)利用各變電站有的一路通道，光纜、電纜、載波、微波均可?？蓪崿F(xiàn)區(qū)域內(nèi)SCADA功能及部分故障處理功能。變電站層的設(shè)計主要基于兩點考慮：一是進行信息分層，減少中心層婦道和底層對中心層的依賴；二是故障處理是需要遙控變電站（開閉所）的出口斷路器，它的實現(xiàn)必須通過安裝在變電站的終端單元。

2.5中壓網(wǎng)層

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第三層網(wǎng)絡(luò)是以中壓10千伏供電系統(tǒng)為依托的中壓監(jiān)測、控制網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)由變電站子站、饋線出口保護FTU、分段開關(guān)FTU、開閉所FTU、配電變壓器FTU組成。這層網(wǎng)絡(luò)完成配網(wǎng)自動化主要的數(shù)據(jù)交換及控制，是配網(wǎng)自動化的核心網(wǎng)絡(luò)。所以這層網(wǎng)絡(luò)的實施，是實現(xiàn)配電自動化的關(guān)鍵，其中的難點是通信方式和系統(tǒng)控制方式的選擇及電流地選擇的定位。

2.6低壓網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第四層網(wǎng)絡(luò)是面向10千伏/0.4千伏配電變壓器低壓側(cè)負荷的低壓數(shù)據(jù)網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)由各配電變壓器的低壓側(cè)出發(fā)，到各負荷節(jié)點結(jié)束，實現(xiàn)對各負荷節(jié)點的測量與控制。主要是自動化抄表、負荷控制，并通過中壓網(wǎng)、城域網(wǎng)與配電自動化中心主站通信等。配電自動化的實現(xiàn)需要分階段，分步實施，首期工程規(guī)模不宜過大，實現(xiàn)功能不宜過多，重點能反映系統(tǒng)的實時性能和主要技術(shù)指標(biāo)即可，應(yīng)盡量減少不必要的損失。

3、我國配電自動化的問題及發(fā)展趨勢

我國配網(wǎng)主要以架空配電為主，在城市和開發(fā)區(qū)，能夠電纜供電方案，配電線路短，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而且各地的情況不一樣，沒有標(biāo)準(zhǔn)的方案可以套用，須結(jié)合實際情況決定。

配電自動化方案對投資的影響較大，要實現(xiàn)一個合理完善的符合地方經(jīng)濟發(fā)展要求的配電方案，是由多方面因素決定的，在設(shè)計時應(yīng)綜合考慮各種技術(shù)的發(fā)展和成熟程度，盡量減少不必要的經(jīng)濟損失。如果對自動化的目標(biāo)要求過高，會導(dǎo)致資金的大量投入，致使投資和經(jīng)濟益出線不協(xié)調(diào)，而過低的要求則失去自動化的目的和意義。

另外，我國城市建設(shè)發(fā)展迅速，符合增長率高，但電力的配套建設(shè)則不及時，而且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)接點較多。特別是，電力設(shè)施差、技術(shù)性能不能滿足電網(wǎng)運行要求，影響供電質(zhì)量和可靠性的問題還沒有從根本上真正解決。