摘要：配電自動(dòng)化技術(shù)是服務(wù)于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù)，配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)，通信技術(shù)是配電自動(dòng)化的關(guān)鍵。目前，我國(guó)配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多試點(diǎn)，由配電主站、子站和饋線終端構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)已得到普遍認(rèn)可，光纖通信作為主干網(wǎng)的通信方式也得到共識(shí)。饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也完全能夠建立在光纖通信的基礎(chǔ)上，這使得饋線終端能夠快速地彼此通信，共同實(shí)現(xiàn)具有更高性能的饋線自動(dòng)化功能。

　　關(guān)鍵詞：配電網(wǎng),饋線自動(dòng)化,應(yīng)用

　　1饋線自動(dòng)化的基本功能

　　饋線自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能:

　　①遙測(cè)、遙信、遙控功能;

　　②故障處理:故障區(qū)域自動(dòng)判斷和自動(dòng)隔離,故障消除后迅速恢復(fù)供電功能;

　　③負(fù)荷管理:根據(jù)配電網(wǎng)的負(fù)荷均衡程度合理改變配電網(wǎng)的運(yùn)行方式;

　　④重合閘控制:當(dāng)發(fā)生過電流并導(dǎo)致斷路器跳閘時(shí)啟動(dòng),并在斷路器一側(cè)電壓恢復(fù)時(shí)開始延時(shí)計(jì)數(shù),從而實(shí)現(xiàn)沿線從電源至末端依次重合,若一次重合失敗則不再重合;

　　⑤對(duì)時(shí)功能;

　　⑥過電流記錄功能;

　　⑦事件順序記錄(SOE)功能;

　　⑧定值的遠(yuǎn)方修改和召喚功能;

　　⑨停電后仍維持工作的功能。

　　2配電網(wǎng)自動(dòng)化的特點(diǎn)和要求

　　2.1 終端設(shè)備工作環(huán)境

　　對(duì)于輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的終端設(shè)備，一般安裝在變電站里，運(yùn)行環(huán)境溫度在0℃至55℃范圍，但是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，有大量的終端設(shè)備是安裝在室外的，滿足設(shè)備運(yùn)行性能指標(biāo)要求的環(huán)境溫度在-25℃至65℃范圍，濕度要求為95%。此外，還要滿足防風(fēng)雨、散熱、防雷電等技術(shù)要求。

　　2.2可靠性

　　對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制非常頻繁，因此對(duì)其可靠性要求很高。

　　2.3 組網(wǎng)

　　配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)控對(duì)象為進(jìn)線變電站、配電變電所、分段開關(guān)、并聯(lián)補(bǔ)償電容器、用戶電能表和重要負(fù)荷等，因此站點(diǎn)一般會(huì)有成百上千甚至上萬(wàn)個(gè)之多。在這種條件下，不僅對(duì)系統(tǒng)的組織帶來(lái)較大的困難，而且在配電網(wǎng)自動(dòng)化中心的計(jì)算機(jī)上處理的信息量也十分龐大。

　　2.4配套

　　需要與配電網(wǎng)的改造配套進(jìn)行，例如配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化、配電線分段化等。沒有配電網(wǎng)的科學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配電網(wǎng)自動(dòng)化的系統(tǒng)、組織方式也難以確定。

　　3 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)類型的選擇

　　目前，國(guó)內(nèi)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用上大致分為兩大類型：一類是電壓型系統(tǒng)，一類是電流型系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)。這里著重分析電壓型系統(tǒng)應(yīng)用于配電網(wǎng)的基本出發(fā)點(diǎn)。

　　3.1從10kV配電網(wǎng)運(yùn)行方式上來(lái)看，因?yàn)槲覈?guó)10kV系統(tǒng)目前多為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，較適合采用電壓式設(shè)備，將其應(yīng)用于10kV架空線的配電自動(dòng)化系統(tǒng)較為合適;

　　3.2從電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性方面來(lái)看，電壓型系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)較為突出。

　　①?gòu)臈U上設(shè)備的故障判斷方式來(lái)看，電壓型設(shè)備僅需根據(jù)配電線路的電源有無(wú)來(lái)進(jìn)行判斷，而電流型設(shè)備用RTU則要求開關(guān)CT配合來(lái)判斷故障電流的位置和方向，RTU自身的故障判據(jù)需要根據(jù)分段區(qū)間的負(fù)荷變化來(lái)整定，這對(duì)負(fù)荷經(jīng)常變化的配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，是相當(dāng)麻煩的;

　　② 從桿上設(shè)備的維護(hù)來(lái)看，電壓型設(shè)備工作電源取自線路，不需要額外提供;而電流型設(shè)備RTU雖然也可用電源變壓器作為正常時(shí)的供電電源，但在線路故障時(shí)，必須依靠蓄電池供電，才能保證通信的正常進(jìn)行。蓄電池需要定期維護(hù)檢查，這使得系統(tǒng)一次設(shè)備的免維護(hù)性大大降低;

　　③ 從線路的恢復(fù)供電方式來(lái)看，電壓型系統(tǒng)雖然由于采用逐級(jí)投入的方式，使開關(guān)動(dòng)作次數(shù)增多，在縮短停電時(shí)間上不如電流型設(shè)備，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因斷路器重合，分段開關(guān)逐級(jí)的投入，可以有效地避免線路因涌流而引起斷路器的誤動(dòng)作。

　　4電壓型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的方案

　　架空配電系統(tǒng)用以電壓型饋線自動(dòng)化為基礎(chǔ)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)可分為3個(gè)階段實(shí)現(xiàn)。

　　4.1桿上配電自動(dòng)化。架空線路用饋線自動(dòng)化設(shè)施由同桿架設(shè)的桿上真空自動(dòng)配電開關(guān)(PVS)、具有故障診斷功能的遠(yuǎn)方終端單元(RTU)和電源變壓器(SPS)組成。電源變壓器從線路兩側(cè)采集配電線路上的電壓，以作為開關(guān)電源和用于故障檢測(cè)判斷的檢測(cè)信號(hào)，利用RTU自身所具有的智能化檢測(cè)功能，可與開關(guān)設(shè)備配合，共同完成故障區(qū)段的隔離、非故障區(qū)段的恢復(fù)供電，并且利用站內(nèi)故障區(qū)段指示設(shè)備，通過計(jì)算站內(nèi)斷路器合分閘時(shí)間，判斷出故障區(qū)段并通知運(yùn)行人員檢修。這一階段的特點(diǎn)是：無(wú)需通信系統(tǒng)，利用桿上設(shè)備自身智能化功能就能夠獨(dú)立完成架空系統(tǒng)配電自動(dòng)化的基本功能。這一階段的完成，可減少停電區(qū)間，縮短停電時(shí)間，提高供電可靠性，實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化的基本功能。

　　4.2遙測(cè)遙控自動(dòng)化。為了使配電自動(dòng)化再上一個(gè)臺(tái)階，以提高供電可靠性、改進(jìn)供電質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的電力信息管理、為用戶提供完善的服務(wù)、降低運(yùn)行費(fèi)用和運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度為目標(biāo),在完成了第一階段的基本功能后，實(shí)現(xiàn)以遙測(cè)、遙控自動(dòng)化為紐帶的計(jì)算機(jī)管理配電自動(dòng)化，是配電自動(dòng)化的更高層次的發(fā)展。

　　4.3計(jì)算機(jī)管理配電自動(dòng)化。在此階段中，作為聯(lián)系桿上設(shè)備和站內(nèi)全面計(jì)算機(jī)管理中間環(huán)節(jié)的遙測(cè)、遙控自動(dòng)化階段，起到了承上啟下的重要作用。采用電壓型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展思路，桿上配電自動(dòng)化階段可以不依賴通信方式，獨(dú)立實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的基本功能，而遙測(cè)遙控自動(dòng)化可以方便地從桿上配電自動(dòng)化階段擴(kuò)展而來(lái)。

　　5配電自動(dòng)化管理系統(tǒng)需注意的問題

　　5.1規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架:規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的基本條件。常用的配網(wǎng)接線有樹狀、放射狀、網(wǎng)狀、環(huán)網(wǎng)狀等形式，其中環(huán)網(wǎng)接線是配網(wǎng)最常用的一種形式。將配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化，并將10kV饋線進(jìn)行適當(dāng)合理的分段;保證在事故情況下，110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力。

　　5.2解決好實(shí)時(shí)系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的一體化問題:由于配電自動(dòng)化(DA)涉及的一次設(shè)備成本較大，目前一般僅限于重要區(qū)域的配網(wǎng)使用，而AM/FM/GIS則可在全部配網(wǎng)使用。若使用一體化可通過AM/FM/GIS系統(tǒng)在一定程度上彌補(bǔ)DA的不足，故配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)SCADA和AM/FM/GIS的一體化頗為重要。所謂一體化，是指GIS作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺(tái)的一個(gè)組成部分，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)(包括圖形數(shù)據(jù))的一致性得以保證，使得SCADA和AM/FM/GIS通過一個(gè)圖形用戶界面(GUI)集成在一起，從而提高系統(tǒng)的效率和效益。

　　5.3配置合理的通信通道:通信系統(tǒng)信道的選用，應(yīng)根據(jù)通信規(guī)劃、現(xiàn)有通信條件和配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的需求，按分層配置、資源共享的原則予以確定。信道種類有光纖、微波、無(wú)線、載波、有線。主干線推薦使用高中速信道，試點(diǎn)項(xiàng)目建議使用光纖。

　　5.4選擇可靠的一次設(shè)備:對(duì)一次開關(guān)設(shè)備除滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)滿足配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的要求：第一、三遙接口。模擬量接口：電流互感器或電流傳感器，電壓互感器或電壓傳感器;狀態(tài)接口：開關(guān)分、合狀態(tài)，開關(guān)儲(chǔ)能狀態(tài)，SF0壓力狀態(tài);控制接口：分閘控制，合閘控制。第二、操作電源。滿足開關(guān)操作時(shí)的電源供應(yīng)：交流失電后，與控制設(shè)備配合能滿足數(shù)據(jù)通信和故障隔離、恢復(fù)供電對(duì)動(dòng)作次數(shù)的要求。

　　6饋線保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　目前，配電自動(dòng)化中的饋線自動(dòng)化較好地實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)功能。但是隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及實(shí)踐，對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的目的也悄然發(fā)生變化。最初的配電網(wǎng)保護(hù)是以低成本的電流保護(hù)切除饋線故障，隨著對(duì)供電可靠性要求的提高，又出現(xiàn)以低成本的重合器方式實(shí)現(xiàn)故障隔離、恢復(fù)供電，隨著配電自動(dòng)化的實(shí)施，饋線保護(hù)體現(xiàn)為基于遠(yuǎn)方通信的集中控制式的饋線自動(dòng)化方式。在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，配電網(wǎng)通信得到充分重視，成本自動(dòng)化的核心。目前國(guó)內(nèi)的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)。

　　這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)上是在自動(dòng)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性，就可以大大提高饋線保護(hù)的性能，從而一次性地實(shí)現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個(gè)保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動(dòng)作，共同實(shí)現(xiàn)有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統(tǒng)保護(hù)的基本思想。

　　7結(jié)語(yǔ)

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，觀念的變化，在電力市場(chǎng)自由化的環(huán)境下，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求將會(huì)更高，配電自動(dòng)化各種功能之間的協(xié)調(diào)性要求增強(qiáng)，對(duì)信息的需求加大，新的技術(shù)和管理措施，從而對(duì)配電自動(dòng)化功能的集成及綜合提出了更為嚴(yán)格的要求。

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