何俊峰

(國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司承德供電公司，河北 承德 067000)

淺談承德地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式

何俊峰

(國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司承德供電公司，河北 承德 067000)

結(jié)合承德地區(qū)電網(wǎng)概況和地形地貌特點(diǎn)，介紹承德實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的方法，重點(diǎn)對(duì)線路一次設(shè)備、饋線終端、GPRS通信系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，探討承德市實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的可能性與經(jīng)濟(jì)性，對(duì)推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)有一定的參考價(jià)值。

配網(wǎng)自動(dòng)化；GPRS；饋線自動(dòng)化

0 引言

承德屬深山區(qū)，面積大，山嶺多，地廣人稀。承德轄區(qū)內(nèi)的電網(wǎng)屬于京津唐電網(wǎng)的末梢，10 kV配電線路運(yùn)行中供電半徑過(guò)長(zhǎng)，分支線路較多，出現(xiàn)故障后停電面積大。另外，由于線路長(zhǎng)，供電所運(yùn)行人員查線的工作量很大，造成停電時(shí)間相應(yīng)較長(zhǎng)。因此，承德地區(qū)亟需進(jìn)一步加快配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，以提高供電可靠性。

1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、配置及功能

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進(jìn)電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。配網(wǎng)自動(dòng)化是近幾年發(fā)展起來(lái)的，由于國(guó)家尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各地區(qū)的建設(shè)情況不盡相同。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般由下列層次組成：調(diào)配一體化主站、配電子站(可選配)、配電終端設(shè)備層(FTU、DTU、TTU等)和通信網(wǎng)絡(luò)。本文探討的是調(diào)配一體化自動(dòng)化系統(tǒng)，采用兩層體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的相應(yīng)功能。

1.1 調(diào)配一體化主站

主站是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控和管理的核心，負(fù)責(zé)接收、管理整個(gè)系統(tǒng)采集層(FTU)傳上來(lái)的數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)，事故的隔離、報(bào)警，遠(yuǎn)方控制，無(wú)故障區(qū)域的供電恢復(fù)以及與多個(gè)子系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等功能。

1.2 配電終端設(shè)備層

這是整個(gè)系統(tǒng)的底層，主要由配網(wǎng)一次設(shè)備、柱上開關(guān)、監(jiān)控單元(FTU)及附屬設(shè)備組成，負(fù)責(zé)各種現(xiàn)場(chǎng)信息的采集、處理及監(jiān)控。

1.2.1 柱上斷路器

柱上斷路器應(yīng)能承載、開斷運(yùn)行回路正常電流，也能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載、開斷規(guī)定的短路電流，并且滿足以下要求：可靠性高；免檢修(或少檢修)、免維護(hù)(或少維護(hù))；在設(shè)備安全性前提下盡可能體積小、操作方便并具有防誤功能；壽命長(zhǎng)(20年以上使用年限)；具有自動(dòng)化接口；能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)操作；內(nèi)附電流互感器，并提供保護(hù)和測(cè)量?jī)山M電流線圈。依此要求并根據(jù)承德地區(qū)氣候等實(shí)際情況，擬采用兩側(cè)帶隔離刀閘的真空開關(guān)。

1.2.2 FTU及附屬設(shè)備

FTU是饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，基本功能包括遙信、遙測(cè)、遙控，事件順序記錄，對(duì)時(shí)功能，通信功能，微機(jī)保護(hù)功能等。由于FTU大多安裝于室外，運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，因此要求整機(jī)耐受惡劣環(huán)境，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

附屬設(shè)備主要有線路PT、蓄電池、溫控裝置等，線路PT為FTU提供工作電源、三相電壓及零序電壓的采樣電源、真空開關(guān)的操作電源、溫控裝置的工作電源等；蓄電池作為線路失電后的后備電源，向FTU提供工作電源及開關(guān)的操作電源；溫控裝置提供溫度監(jiān)視，并可在冬季作為加熱裝置使用，可自動(dòng)投入也可遙控投入。

1.3 通信方式的實(shí)現(xiàn)

鑒于地理原因，通信方式的選擇鎖定于GPRS移動(dòng)通信系統(tǒng)。

(1) GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱，是一種基于GSM的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有資源利用率高、傳輸速率高、接入時(shí)間短、覆蓋面廣等特點(diǎn)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，所以特別符合配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的需求。

(2) GPRS技術(shù)工程應(yīng)用：GPRS是由移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)構(gòu)成。為了確保電力數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的安全，保證數(shù)據(jù)的正確傳遞、配電網(wǎng)絡(luò)的可靠控制，防止對(duì)電力一次設(shè)備的非法破壞性操作，必須使用只傳輸所需數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，且所有數(shù)據(jù)經(jīng)加密傳輸，確保任何數(shù)據(jù)不受非法入侵修改，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)安全。

總之，GPRS技術(shù)具有較強(qiáng)的通信保障能力和環(huán)境適應(yīng)能力，隨著電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大或改變，站點(diǎn)數(shù)量不斷增多，相應(yīng)的GPRS設(shè)備可以靈活地轉(zhuǎn)移到任意急需的站點(diǎn)，具有初期投資省、運(yùn)行成本低、布置靈活、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化中FA功能的實(shí)現(xiàn)

采用以集中控制為主，分布式智能控制為后備的方案實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能。

(1) 配網(wǎng)故障處理自動(dòng)化：FA系統(tǒng)的故障檢測(cè)、定位、隔離與恢復(fù)控制分為兩個(gè)層次：由FTU進(jìn)行故障檢測(cè)，檢測(cè)故障類型包括相間短路、相間短路接地、三相短路等；配網(wǎng)主站負(fù)責(zé)配網(wǎng)故障的定位、隔離及非故障區(qū)域的恢復(fù)控制。

(2) 故障采用自動(dòng)隔離方式進(jìn)行隔離，非故障區(qū)域恢復(fù)控制采用自動(dòng)或手動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)。故障診斷不區(qū)分瞬時(shí)故障與永久故障，進(jìn)行同樣的故障處理。故障隔離與恢復(fù)成功后，系統(tǒng)提示故障定位區(qū)，運(yùn)行人員到定位區(qū)現(xiàn)場(chǎng)檢查，判斷故障性質(zhì)，制定解決方案。

(3) FTU與變電站保護(hù)配置原則：變電站10 kV系統(tǒng)配置過(guò)流一段及過(guò)流三段保護(hù)，并配置一次重合閘；當(dāng)變電站保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變電站10 kV線路出現(xiàn)開關(guān)跳閘，F(xiàn)TU檢測(cè)到故障，但不啟動(dòng)故障診斷；重合閘啟動(dòng)，若為瞬時(shí)故障，變電站保護(hù)重合成功，線路恢復(fù)送電；若為永久故障，變電站重合閘失敗，配網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)故障區(qū)段FTU傳送回來(lái)的信息啟動(dòng)故障診斷、隔離、恢復(fù)流程。

3 結(jié)語(yǔ)

承德電網(wǎng)亟需加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，這主要是出于承德地理環(huán)境、土地面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多方面因素的綜合考慮，建設(shè)調(diào)配一體化主站，將全面提高供電可靠性，減少故障停電時(shí)間，提高運(yùn)行管理水平，從而為“新農(nóng)村、新電力”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 李凌.縣城配電自動(dòng)化工程的設(shè)計(jì)[J].電力自動(dòng)化產(chǎn)品信息，2004(8)

[2] 楊樂(lè)祥.配網(wǎng)自動(dòng)化通信方式的綜合應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化產(chǎn)品信息，2006(6)

[3] Wood A J，Wollenberg B F.Power Generation，Operation and Control[M].New York∶Wiley InterScience，1996

[4] 諸駿偉.電力系統(tǒng)分析[M].北京：中國(guó)電力出版社，1995

[5] 熊小東.淺析當(dāng)前的配網(wǎng)自動(dòng)化[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(9)

2014-07-10

何俊峰(1972—)，男，河北隆化人，工程師，研究方向：變電檢修。