温州供电公司　余一　陈莽原

试论城区配电网自动化建设

温州供电公司余一陈莽原

在当前科学技术快速发展的时代背景下，电力技术有了很大进步，并且得到了广泛的运用，而电力供应对国民经济和社会生活有着重要影响。因此必须提高对电力供应安全性和可靠性的重视，这就要求实现城区配电网自动化建设。本文首先分析了实现城区配电网自动化建设的作用，重点论述了城区配电自动化建设的基本原则、功能配置以及改造方案，以期能提供一些建议和参考。

城区；配电网；自动化；原则；配置

0　引言

近年来，城市配电网得到了进一步的改造，加强了配电网网架保证，并且逐步形成了“区域明确、联络简单、供电可靠、容量充足”的城市配电网络结构。进行配电自动化建设，在提高供电可靠性，保证电网运行经济性上有着不可或缺的作用。

1　城区配电网自动化建设的作用分析

1.1实现用户供电的可靠性

进行城区配电网建设，可以有效地用户处理停电问题，过去是以辐射状线路为主要的配电网路线，并没有设置分段开关和分支开关，线路分散而又复杂，因此一旦电路出现故障就会影响整条线路的用电，这样解决故障往往需要耗费很长时间，而且会造成大范围的停电波，不利于提高用户供电的可靠性。

实施配电自动化，有以下几点优势，首先通过设置分支开关和用户分界开关，在线路存在故障或进行检修时，其他区段的线路还能够确保正常供电。其次可以实时监测和告警配电设备和配电网络。还能在不对电网结构做出重大改变的条件下，及时实现故障隔离并最大限度地恢复非故障区段的供电。

1.2改善供电网质量

实现城区配电自动化后，有利于降低电网损耗，实现对无功补偿设备的自动投切和控制，进而提高供电的效率；也能对配电网线路进行合理的监控和检测，实时了解电网的运行情况，进而方便相关人员及时处理故障，避免由于线路过载而导致供电网质量下降的问题；还可以保证在不停电的情况下，可以实现三相电压平衡，保证配电网供电安全，提高自动化程度。

1.3提升电网运营效率

实施城区配电网自动化建设，实现了环网供电，有利于自动检测定位故障区域并进行隔离，进而减少了事故、检修次数，缩小停电范围和停电时间，提高电力配送的效率，有助于降低化石燃料使用和碳排放量，做到了多供少损，由此市供电局取得了可观的社会效益和经济效益

1.4提高企业管理水平和服务质量

配电自动化作为提高企业生产管理水平和供电服务质量的重要手段，能够结合后期发展战略，扩展配电自动化的其他功能，例如电网分析、负荷转供以及远程抄表等，使多种功能整合在一起，大大减少了需要操作的环节，进而促进配电网自动化建设迈上新台阶，推动整体系统地改造升级。

2　城区配电动化建设的基本原则

现阶段，实施配电网自动化系统，是配电网发展的必然选择，同样需要经过长时间的实践和积累，进行城区配电网自动化建设应该深入分析当地社会经济的发展水平和趋势，结合配电网的具体特点以及长远的规划，在适用的范围内，采取分阶段投资和实施的方法实现配电网自动化，再将各配电自动化子系统进行合理整合，进而建立起完善的配电自动化大系统。

2.1可靠性原则

首先要确保系统的软硬件技术的可靠性和安全性，选用具有质量保证和完善售后服务保证的产品，这样面对外部干扰时，就能够平稳运行，这也说明配电网技术在不断地发展和成熟；还应该保证计算机网络运行的实用性和安全性，采取必要的措施避免受到病毒的入侵。

2.2资源利用和信息共享原则

选用数据采集通信系统信道时，需要按照当地现阶段的通信规划、通信条件、配电自动化及管理系统发展的目标，要实现配电网的分层配置、资源共享功能，将已有的调度通信网络充分地利用起来，这样可以节省投资成本，保证配电网建设的经济性和有效性。

2.3简化原则

首先应该尽可能地简化配电网一、二次设备，同时注意不能影响功能需求，进而逐步减少投资压力，初期规划时应有一个总体考虑，结合当地的实际供电条件、供电水平、电网结构以及用户性质，分区、分阶段建设配电网自动化系统，有针对性地改造配电自动化技术方案及设备类型。

2.4可扩充原则

配电自动化系统建设需要充分考虑持续发展的实际需要，应该分批分期逐年完善。目前，配电线路上层与终端之间仍然不能进行网络互连，这就要求配电自动化系统具有良好的可扩充性，以及发展潜力，在配电网远景规划中，仍具有充足的冗余，可以不断创造条件进行后续的扩展，进而完善整个配电自动化系统。例如在线增加终端和服务站，满足配电网运行管理业务进一步发展的需要。

3　城区配电自动化功能配置

3.1配电自动化主站功能配置

配网调度主站层，放在供电局调度大楼的配网调度中心，实施对城市配网自动化系统的管理。主站层是整个配电网自动化监控和管理系统的核心层，主要负责从各个区域配网子站采集实施信息，协调各配网子站之间的关系，使整个配电系统的运行状态能够得到优化。

首先充分利用现有资源，建立具有SCADA功能的配电网后台系统，对配电网运行进行实时监控；其次，针对配电网架结构和开关设置的的实际情况，配置故障自动处理功能；并且在配电网覆盖面不断扩大，积累的基础数据越来越多的条件下，进一步扩展配电网的高级应用分析功能。

具体来说，配电SCADA功能可以实时监控和管理配电网的实际运行状况，能将数据采集、数据处理、遥控、事项及告警处理、数据管理、报表管理、系统管理以及制表打印等结合在一起，有很高的安全性和集成性。

至于配电故障自动处理功能，当配电网的运行状态出现异常时，可以实现配电线路的故障诊断、故障隔离并恢复非故障区段供电。再按照各个分区的实际情况来分权处理配电网信息和报警信息，而且能够自动执行。

而配电高级应用功能，主要包括状态估计、网络优化、负荷预测及仿真培训等功能模块1，并结合配电网自动化系统的实质进展，不断积累有效的配电网信息和数据量，分阶段进行逐步扩展。

3.2配电自动化开关功能配置

为了满足配电网自动化要求，市供电公司在设计配电网自动化系统时，应该结合各供电区域的实际特点和需求，采取多种方式为各类开关配置行之有效的自动化功能。

（1）电缆线路联络开关及环网开关

需要配置三遥功能，这样当环网线路出现故障的时候，就可以及时判断故障所在区位，对所有故障区段进行隔，而非故障区域的供电往往不会受到太大影响，也减少了停电时间；而电缆线路分支开关，只需配置一遥功能或两遥功能。

（2）架空线路联络开关和环网开关

实现主站系统监测的准确性显得非常重要，因此可以设置两遥功能，另外还需要设置具有就地分合闸操作功能的自动化终端。

（3）架空分支线路开关

应该配置两遥功能，并设置具有保护功能的自动化终端，这样当分支线路出现故障时，可以自动隔离故障分支线路，大大缩短了故障查找时间，保证主干线路可以正常供电。

（4）没有安装开关的电缆及架空线重要位置

需要配置一遥功能，并利用简易监测终端，采集故障信号，帮助实现故障定位以及信号的远传。

4　城区配电网自动化的建设与改造

配网自动化系统建设按照安全可靠、简化方便、信息共享的原则，结合现有配电网的特点、管理模式，为适应后期城区配电网建设，提供有力的改造措施。

4.1配电自动化的基本实施手段

实现城区配电自动化系统要求的所有基本功能，并且充分考虑系统发展的需要，合理开发相关的功能；满足企业标准和具体技术规范要求，在馈线自动化模式的选择上一般采用的是重合器和全自动设备配合动作；建构配电网自动化系统时，首先应该建立架空网，然后建立电缆网，这一步骤顺序不能改变；架空线路联络开关和开关站都相应增加遥控、遥测以及遥信等功能，实现配电自动化；对于新增的电缆网站点，能够依照一、二类区域的模式进行设置；对柱上变压器进行自动无功补偿，进而达到配电网设备自动化的要求；在架空线路和多分段多联络电缆网上，可以全部更换为用户分界负荷开关，以实现故障快速隔离。

4.2配网设备的选择与改造

根据工程规划目标，配电网设备通常涉及相当大的信息量，在配电自动化实施对象的过程中，存在大量的相关设备，因此有必要对实施的对象进行一系列选择。在配电网设备中，大多数故障往往发生在架空路线上，这就要求工作人员第一步应该重点研究对架空路线，也不能忽视开闭站以及配电室等方面的建设与改造。

（1）架空网设备改造

由于架空线路受外部干扰的影响较大，容易遭到雷击，风雨过大时也会对架空线路产生威胁，这就极大提高了该设备的故障率，因此建议设置行之有效的抗干扰措施，做好架空网设备的防雨、防潮，减少受高电压、大电流、雷电、强磁场的干扰2，提高设备的耐候性，使其能够在恶劣环境下能持续安全运行。另外，由于接地故障占架空网设备故障的多数，就可以采用电压—时间性自动化设备进行改造，发挥就地故障处理的功能，同时选用可靠性最高的通信方式，实现三遥功能。

（2）开闭站的改造

开闭站通常建于负荷中心位置，大部分是随城市建设配套建立的，而开闭站所供负荷较大，虽然在数量上不敌配电室和柱上开关，但它包含了相对较多的配网信息。而开闭站中的配电终端一般是在室内运行，很少有故障发生。除了中心区以外，其他大部分配电自动化的开闭站并不具备管理机。因此应该加装保护管理机或者开关站测控终端（DTU），以及通信协议转换模块3，为上传遥信和遥测数据创造可行的条件，进而实现自动化功能；可以远方控制开关；按无人值班的方式设计，以达到所有配电网设备自动化的要求。

（3）配电室的改造

实现配电室自动化，可以在配电室加装馈线自动化FTU装置，对环网柜故障信号实施采集和通讯，中低压采用单母线分段接线，装设抵压母联开关，并通过越限报警方式进行遥测，实现遥测、遥信功能。由于受资金和现场条件限制，对于配电室自动化信息，可以运用无线方式进行上传，也可选择节能型主变压器。

4.3通信自动化方案

对于配电自动化系统的数据传输通道，必须保证安全可靠，并具有较强的实时性。通信系统的可靠性是实施配电网自动化建设必须要认真对待的因素，在通信方式的选择上要特别慎重。首先城区配电网自动化实施应该设置可靠的终端信息网，以确保数据信息的传输。其次，可以保证能够将配网主站系统的控制命令准确地传送到远方配电终端，并将传送中的安全监测数据、生产调度数据以及端丽数据等收集到控制中心。然而，现阶段配电自动化系统的通信设备面临着比较恶劣的工作环境，例如分布广泛而又分散，数量众多，而且有着相对复杂的运行系统，所以应该综合考虑通信方式可靠性、实时性、安全性以及可扩展性等多方面的因素，采取最合理的通信方式，提高配电自动化运行的可靠性。

现阶段，城区配电网中配电自动化系统的数据通信方式包括三种，即光纤、无线公网和电缆屏蔽层载波，其中以光纤为主要方式。针对不同业务需求，可以选择最适合各自发展的通信方式组建通信网络，保证都可以获得良好的效果。对于一些有预埋光缆或预留光缆通信管道的城区，可以利用光纤接入通信网。而运用工业光纤以太网交换设备，则能够为组网和运行管理带来便捷，使配电网自动化系统在许多方面发生质的变化，大幅提高了性能指标。至于电缆屏蔽层载波通信，其主要辅助的是需要采用专线通信又无法敷设光缆的配电自动化终端设备，而无线公网通信仅仅适用于配电自动化终端单向传送采集数据4。通信子站则是负责所连接配电终端的数据集中与转发。

5　结束语

提高供电水平，进行城区配网自动化建设时当前电力企业实现现代化的必然趋势，而对配电网自动化系统进行全面、合理的规划设计，不仅可以确保城区配电网的可靠性，降低配电线路故障停电时间，还能完成各项功能的集成，实现资源共用、信息共享，建设成为具备“自愈、兼容、互动、优化”特征的配电网，进而获得显著的经济效益和社会效益。结合当前城市电网运行管理部门的规定，只有符合配电网自动化运行要求的新建和改建项目，才可以投入运行，因此在今后的工作中，应该充分利用新的科学技术，加强配网运行的质量和效率，实现市配电网系统的自动化、信息化和互动化，提供充分的信息支撑，使配电网能够安全可靠地运行。

［1］ 王鹏. 朝阳市城区配电自动化建设方案的应用研究［D］. 保定:华北电力大学， 2014（11）: 123-124.

［2］彭昊. 试论城区配电网络自动化建设［J］. 城市建设理论研究（电子版），2012（8）:27-28.

［3］杨睿.浅谈城区配电网络自动化管理［J］.华人时刊（理论研究），2011（12）:32.

［4］胡波.配网自动化故障定位问题的研究与应用［D］.山东大学，2012（7）:78-80。

［5］邓部钦，胡萍.城区配电网自动化规划分析［J］.电子质量，2013（8）:75-77。