浅谈关于县城电力系统配电网自动化

经过1998年的农网改造以后，农村供电情况已经有了很大的转变和发展，目前大部分县的农网已成功地实施了县调自动化及变电站(110千伏、35千伏)自动化。县城配电网应做为农村配电网的一部分，有其自身的特殊性：其人口密度相对较大，用电负荷相对较大，季节性负荷反差较大，用电可靠性要求相对较高，比城市配电网的标准低，比农村配电网的标准又高，因此，如何因地制宜的搞好县城配电网的规划与改造，提高县城配电网自动化水平，切实的提高配电网供电可靠性，已经迫在眉睫。

一、实施县城配电自动化的重要性

县城配电自动化是提高县级供电企业管理水平，提高经济效益的需要。通过对配电网络的监控，可以减轻倒闸操作的工作量，提高全员劳动生产率和安全性。

这是大力开拓电力市场，不断提高供电能力的需要，是兑现供电服务“十项承诺”的有力保证。实施配电自动化，能正确判断故障位置，自动隔离故障，自动恢复供电，将故障损失减少到最小程度，大大提高电网安全性和可靠性，提高事故处理的效率。

这是提高供电质量的需要，实施配电自动化，降低损耗，提高供电可靠性，改善供电质量。是提高配电网科技含量的需要，实施配电自动化，能提高设备及技术水平，提高供电企业管理水平。

二、县城配电网自动化的应用原则

(一)适应性原则

适应城乡经济实际条件的原则。由于县城的条件不是很发达，应结合县城的实际条件，以解决配电网的实际问题，符合供电可靠性及用户的要求为出发点，将有限的资金有效地投入配电网自动化中去。

适应配电网发展的原则。随着“农网改造”的不断发展，配电网无论是线路长度还是设备容量都在不断增长。配电网自动化应该适应发展了的配电网，反过来，发展配电网更需要实现自动化。

适应定时限保护的原则。定时限保护方式采用电流阶梯和时间阶梯重合模式，这样就使的上下级保护配合方便、协调。而反时限保护由于设备、产品的实际保护特性有差异，使上下级保护的配合不协调。

(二)逐步完善的原则

配电网自动化是一项综合性系统工作，它涉及到县城建设、配电网规划、设备选择等一系列繁杂工程，内容丰富、技术性强。对于配电网自动化的发展应落实分期、分阶段进行。首先，变电站出线以自动化重合闸作保护，线路上装多组自动配电开关，建立电压控制系统。其次，增设通信及控制设备。各分支线自动配电开关，由各营业所实现控制，对负荷进行调配。再次，增加各营业所与配电管理中心的通信。将各点信号传送到配电管理中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。

(三)县城电网的建设与改造坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则。积极采用适合国情的先进成熟的技术和设备，禁止使用国家明令淘汰及不合格的产品。

(四)县城电网自动化及通信系统的建设应与县城电网的发展框架相适应，统筹规划，分步实施。

三、配电网自动化的必备功能

配电网自动化是以实时方式就地或远方对配电网进行数据收集、控制、调节和事故处理的技术，其目的在于保证配电网安全经济运行，保证电压质量，降低电能损耗、快速处理、提高供电可靠性。配电网自动化应具备以下功能：

(一)通过实时监控系统，监测每条线路上的负荷运行情况，及时发现不安全因素，消除事故隐患，使配电网安全运行;

(二)通过系统监测功能及时发现用户计量表故障，防止窃电，避免用电量损失;

(三)具备可靠的、高速率的通讯;

(四)具备完善的、能识别故障电流的、满足室外恶劣环境的故障控制器FDR，以及实现断路器远方操作的RTU;

(五)能通过系统监测功能及时计算线路线损，使线路能在最佳的经济状态下运行;

(六)系统的电量控制和功率控制可促进电费回收;

(七)配电网自动化的主站系统应具有扩充性和开放性功能，主站软件功能完善，硬件上有足够的处理速度。

四、配电网自动化的技术要求

(一)对配电网络的要求

要求建立本县区域内接线合理、结构牢固的10伏配电网络，其供电电源点、供电半径、导线截面、导线架设、设备装备水平等应满足配电网自动化的技术要求;满足正常情况下的供电可靠、损耗小、运行稳定、电能质量高的要求;还应满足在环网供电情况下出现故障时，能够进行故障定位和隔离，并改变负荷供电路径;能够解除分支线路过负荷，实现平衡负荷、保证电压质量、降低损耗。

(二)主站控制中心的必备技术要求

县城面积一般不大，因而县城配电网接线比较简单，重点用电大户较少，因此只需建立主站控制中心，没必要建立分区站。也就是所有的RTU、FTU、TTU都受主站控制中心的领导，可以直接进行通讯联络。主站应满足下面三个条件：

具有实时监控功能(SCADA)，能采集处理整个系统终端传上来的实时数据，完成事故报警，远程控制，故障判断、隔离，非故障区域的供电恢复。

具有配电设施和地理信息管理(AM/FM/GIS)功能，以地理图为背景对配电设备、配电网络进行分层次管理，包括查询、统计，地理信息系统能共享SCADA系统的数据。

本系统的子系统间功能互相开放，与其他应用系统(如MIS系统)接口，能根据生产管理要求，实现数据交换。

(三)主要设备选择分析

配电网设备包括架空线(电缆)、绝缘线、开关设备(断路器、重合器、分段器、熔断器、隔离开关)、电能计量仪器仪表、变压器、RTU、计算机及通信设备等。因为配电网设备大多是分散在户外恶劣环境中，对远动设备(RTU、FTU、TTU)、 开关设备、控制器、通讯终端等相关设备提出了更高的要求，必须满足高低温变化(-20o～+75o )、湿度、淋雨、抗凝露、抗老化、抗风沙等技术要求。所以一定要严抓质量关，选用的设备功能、技术、运行稳定可靠等重要项目通过正规的试验后仍符合相关规范和要求，方能选用。

a、开关设备

在配电线路上使用的开关设备，应具有电动、手动操作的双重功能，且合闸与分闸速度不应受到外界人为因素的影响。配电线路上用配电断路器宜采用真空型，应符合配电网自动化的规范，能自行隔离线路故障，不会影响到变电所内部。若选择的配电网自动化方案一次设备与通信软件不能同时完成时，应选用重合器方案，重合器可以选用自具功能、机电一体化的SF6重合器，其优点是自具保护控制功能、整体灵活方便。也可选用真空开关配电保护控制器组合成重合器。配电网采用的真空分段器应具有远动的就地遥控、电动、手动操作功能，并按要求在两侧加装明显断开点和保护装置。采用跌落式分段器时，安装的高度和位置应便于操作。室内负荷开关应具有远方和就地操作功能，配电线路分段处装设的避雷器应选用带间隙型的氧化锌避雷器。

b、保护装置

配电网用的重合器、断路器必须配有可靠的保护装置。保护装置必须经过严格的试验，使用的环境温度应满足-20o～+75o及湿度95%的要求，并应具有防电磁干扰的性能、具有远动通信功能和接口，能对配电线路故障进行监测、判断和执行。保护装置应是一个独立的单元，可与断路器一体化安装或分体安装。

c、远动设备

远动系统中最重要的设备是配网自动化终端装置FTU，该设备的选型应具有高速故障检测要求，实现实时分析、采样、判断故障、信息上报等，总之是充当检测故障、隔离故障、恢复故障执行机构的角色;具有操作监视和数据保护功能，其工作电源由同段配变提供;具有备用的操作电源(内附蓄电池)，当操作主电源失去后，至少能维持FTU正常工作24小时以上。

d、通信系统建设

配电自动化系统应根据系统的规模配置相应的计算机硬件，主站系统应采用双机备用方式。其软件要成熟稳定，并具备以下功能：具有国际标准化平台机网络数据接口，能够与SCADA、MIS及其它管理系统方便地实现数据共享;地理信息管理应包括电力设备分布、供电区域划分等与地理有关的供电信息管理;设备信息管理应包括各种电力设备的数量、型号、使用年限;实时监控应包括通过RTU及通信环节对线路配电断路器、配电变压器进行实时监测与控制;具有四遥功能，并有相应的系统完成对故障的诊断及隔离;进行负荷情况分析，合理控制负荷;配电网络管理主要对配电网的结构进行管理，包括断路器开、合状态以及配电设备的运行、检修、备用状态;配电运行管理主要对配电网的运行进行管理，包括设备负载率、故障率、电压合格率、线损率和供电可靠率等;配电维护管理主要对配电设备的故障、缺陷障碍及其维修等进行管理;配电工程管理主要对用户接电工程、配电网建设工程进行管理，包括供电方案、扩建方案、进行概预算等。