【摘要】簡(jiǎn)要論述了配電自動(dòng)化在10KV供電系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，針對(duì)其模塊化設(shè)計(jì)、控制過(guò)程以及特點(diǎn)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(dòng)化；10KV供電系統(tǒng)；綜合自動(dòng)化

概述

配電自動(dòng)化是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、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(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電、配電管理的現(xiàn)代化。

實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化可減少故障停電次數(shù)和停電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(duì)配電設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化管理，提高設(shè)備的利用率，提高供電能力，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和線損，最大限度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。科學(xué)合理地進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃，保持系統(tǒng)長(zhǎng)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(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

1、實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的前提

1.1采用分?jǐn)嘭?fù)荷開(kāi)關(guān)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)不帶保護(hù)，因此環(huán)路一旦出現(xiàn)永久性故障，均由環(huán)路首端開(kāi)關(guān)保護(hù)跳閘。DA故障處理方式，太多采用集中控制模式處理。分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可用真空開(kāi)關(guān)或六氟化硫開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)和操作電源應(yīng)滿足如下條件：開(kāi)關(guān)具有電動(dòng)/手動(dòng)操作功能，開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)為電動(dòng)儲(chǔ)能操作機(jī)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(kāi)關(guān)盡可能一體化設(shè)計(jì)，開(kāi)關(guān)應(yīng)維護(hù)長(zhǎng)壽命。

若采用斷路器作為分段開(kāi)關(guān)，采用保護(hù)方式來(lái)隔離故障則系統(tǒng)的保護(hù)時(shí)限難以配合，因此大多是將保護(hù)棄掉。所以采用斷路器作為分段開(kāi)關(guān)，將會(huì)造成投資的浪費(fèi)。

1.2建立通信系統(tǒng)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化程度越高，對(duì)通信系統(tǒng)的要求越高。構(gòu)建經(jīng)濟(jì)可靠，實(shí)用的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，是配電自動(dòng)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(duì)距離較短、運(yùn)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(dòng)化的功能規(guī)劃和實(shí)施

2.1功能規(guī)劃

配電自動(dòng)化的功能，內(nèi)容繁多，而且隨著技術(shù)的發(fā)展還會(huì)不斷增加，因此應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，分布實(shí)施，先易后難，逐步完善。應(yīng)遵循先實(shí)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(duì)通信網(wǎng)要求高的功能，后其他功能的原則。就配電自動(dòng)化的功能而言，配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求最高，其直接影響供電可靠性和供電企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)作為配電自動(dòng)化的首選規(guī)劃功能。而其他功能，則可以在實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)展、完善。

2.2具體實(shí)施

配電自動(dòng)化的特點(diǎn)是協(xié)調(diào)和集成，這就決定了配電自動(dòng)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)分層、分級(jí)、分布式的監(jiān)控管理系統(tǒng)，應(yīng)遵循開(kāi)放系統(tǒng)的原則，按全分布式的概念設(shè)計(jì)。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)施。

2.3配調(diào)中心層

配調(diào)中心局域網(wǎng)是整個(gè)自動(dòng)化的最高層，采用高速以太網(wǎng)雙機(jī)配置，互為備用。該網(wǎng)路構(gòu)成配網(wǎng)自動(dòng)化的調(diào)度中心，由共享同一數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)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(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)之上提供配網(wǎng)自動(dòng)化軟件支持平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，各自獨(dú)立實(shí)現(xiàn)不同的自動(dòng)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(diǎn)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。可實(shí)現(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(jì)主要基于兩點(diǎn)考慮：一是進(jìn)行信息分層，減少中心層?jì)D道和底層對(duì)中心層的依賴；二是故障處理是需要遙控變電站（開(kāi)閉所）的出口斷路器，它的實(shí)現(xiàn)必須通過(guò)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(cè)、控制網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)由變電站子站、饋線出口保護(hù)FTU、分段開(kāi)關(guān)FTU、開(kāi)閉所FTU、配電變壓器FTU組成。這層網(wǎng)絡(luò)完成配網(wǎng)自動(dòng)化主要的數(shù)據(jù)交換及控制，是配網(wǎng)自動(dòng)化的核心網(wǎng)絡(luò)。所以這層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的關(guān)鍵，其中的難點(diǎn)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(fù)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(fù)荷節(jié)點(diǎn)結(jié)束，實(shí)現(xiàn)對(duì)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的測(cè)量與控制。主要是自動(dòng)化抄表、負(fù)荷控制，并通過(guò)中壓網(wǎng)、城域網(wǎng)與配電自動(dòng)化中心主站通信等。配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要分階段，分步實(shí)施，首期工程規(guī)模不宜過(guò)大，實(shí)現(xiàn)功能不宜過(guò)多，重點(diǎn)能反映系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(guó)配電自動(dòng)化的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)配網(wǎng)主要以架空配電為主，在城市和開(kāi)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(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的方案可以套用，須結(jié)合實(shí)際情況決定。

配電自動(dòng)化方案對(duì)投資的影響較大，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)合理完善的符合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的配電方案，是由多方面因素決定的，在設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)損失。如果對(duì)自動(dòng)化的目標(biāo)要求過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致資金的大量投入，致使投資和經(jīng)濟(jì)益出線不協(xié)調(diào)，而過(guò)低的要求則失去自動(dòng)化的目的和意義。

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