配网自动化的建设应用设计

王强

摘 要：随着人民生活水平的不断提高，要求进一步提高供电质量，在大规模的两网改造工程结束之后，开始对配电网的布局进行不断的优化。而对高水平的配电网进行设计，是提高配电网可靠性的前提，文章重点探讨了配电自动化的建设应用设计。

关键词：配网自动化；设计；建设；应用

目前，中国的配网自动化工作已经开始进入了实施和应用阶段。它是利用现代化的技术，并有机的结合电力设备，通过将配电运行正常情况下及意外发生事故时的控制和计量、保护、检测与供电部门的工作管理进行很好的融合，同时与用户间的关系紧密衔接，通过改进供电质量，制定的价格更加合理，使供电经济性指标达到标准值，以满足用户多样化的需求。

1 当前配网的现状

一直以来，中国电力的矛盾集中体现在：有较大的电力缺口，电力生产和需求不相匹配。所以，国家将输电网及发电厂的建设，作为中国电力投资的重点。而经过若干年来的建设和投入，已经基本上满足了电力的需求。而当前配电环节是矛盾的焦点所在，因为过去只有较少的投入在配电系统上，造成了不合理的配电网结构。辐射型单端供电是很多城市所普遍采用的，若一旦有线路故障出现，只能将整回线路切除，从而导致大片区域停电的问题。由于配电线路有较小的送电能力，很多已经超过使用寿命的线路仍旧在使用。这种过负荷运行的线路，会达到超过20%以上的线损，在用电高峰期，会有非常落后的断电技术性能。目前，关于城网改造的相关政策已经制定和出台，通过加大资金投入，要求将配网自动化积极稳步的推进。

2 配网自动化建设和实施的意义

针对电力企业而言，建设和实施配网自动化的意义在于：一是将故障停电时间和故障停电次数减少，使供电的可靠性得到提升，实现故障的自动隔离和检测，将停电范围缩小，使非故障区的供电功能快速恢复，同时，将由故障导致的电费损失减少；二是将电能质量改善，对稳态和瞬态的电压质量进行改善和监测，为用户提供优质的电能；三是将配电网设备的利用率提高，并使系统运行的经济性得到提升，将线损和运行维护费用降低，使企业的经济效益得到最大限度的提升。四是使设备检修范围和停电时间缩短和减少；五是将电能损耗降低，同时使无功分配和网络结构得到优化；六是提高服务质量，采用技术手段，使用户的服务水平得到改善。

3 配网自动化系统的设计

配电网络是指低于110 kV 的电力网络，涵盖了高、中、低压配电网络，10kV 中压配电网自动化是我们重点研究的配网自动化。配电网自动化设计应对以下的原则进行遵循：具有可靠的电源点和线路、布局、规划等配电网网架；具有TTU和一次性智能性开关当等可靠的设备；具有通信介质等可靠的设备；具有可靠的网络、软件等子站系统和主站系统。配网自动化系统涵盖了三个子系统，以下是它们的设计和构成。

3.1 配网自动化主站系统

（1）配电SCADA 主站系统。前置机服务器：当服务器有故障发生时，为了使系统的正常运行得到保障，从前置机服务器中的一台自动成为主前置机服务器，这是由nap 来完成的。通过dater，对由交换机发送来的数据进行接收，并存入到当地内存。

SCADA 服务器：当服务器有故障出现时，为了使系统的正常运行得到保障，从SCADA 服务器中的一台自动成为主SCADA 服务器，它的完成是由nsp进行的，通过datsrv，服务器对由主前置机服务器发送来的生数据进行接收，并将处理后的数数据形成内存。

（2）软件子系统DAS。为了能对配网自动化系统投运后的正常运行做出保障，并与本系统的技术要求相符，必须联调测试恢复和配电故障的诊断功能。在进行DA 联调测试前，应对其功能的正常运行做出保障；对无故障区段的供电进行恢复时，应遥控测试变电站的出口断路器。

（3）配电管理系统DMS。从目前不断发展的输电系统自动化的进程的分析，我国已经实现了综合管理系统水平的配电系统。当前急需解决的是提高其综合水平，通过借鉴和学习发达国家的经验，进一步丰富系统的功能，使配电自动化系统更加实用。

3.2 配网自动化子站系统

配网监控设备不仅仅包括着有较广分布的、较多数量的柱上开关，同时又包含着较大数量的环网柜和开闭所，所以，必须对配电子站（SUB - STATION），即中间一级进行增设，由其对附近的配电站端监控设备、开闭所和柱上开关进行管理，完成馈线重合闸和“数据采集器”。同时，向配电主站通信处理器传送实时数据，这样，即实现了配电自动化，同时也使主干通道得到了节约。

3.3 配网自动化终端

它负责对配电变压器和城域所辖的柱上开关等设备进行监控，同时，还要实现识别的功能，能对故障进行有效控制。并且能实现城区配网优化，运完成配网子站和主站的自动化运行运行，网络重构和工况检测工作进行配合，在配网发生故障时，对故障进行隔离，并快速恢复非故障区域的供电。

4 应用配网自动化需要注意的问题

4.1 对配网自动化的规划工作应统筹兼顾

配网自动化的建设和实施工作，涉及到较多的部门，在制定实施方案时，应综合考虑、统筹兼顾，在设计上的应协调统一，在经济上能对资金进行节约，在管理上易于维护，在技术上对平台进行统一，同时还应为将来电力企业的信息化建设奠定基础。

4.2 需要对配电线路造成干扰的因素进行充分的考虑

一是对包括电磁干扰、振动、风沙、潮湿、雨淋、高温和低温工作及雷击过电压等因袭进行充分的考虑。另外，和输电网系统相比，配电网系统中的设备切换非常频繁，所以对设备的质量、寿命和可靠性要求都很高，这样，无形中增加了设备的造价，所以，在筛选元器件、设计电子设备、开关的外绝缘材料上，还应考虑其性价比。此外，对配电自动化系统站端设备的可靠性要求也越来越高。如对子站环网进出线间隔安装电动操作机构，设远方及就地两种控制方式；10kV开关柜各间隔均安装4常开4常闭开关辅助接点。10kV开关柜等设备与站所终端（DTU）之间采用航空接插件经电缆互联。10kV环网进出线间隔设置A、B、C相电流互感器及零序电流互感器，开关控制方面应可以接收并执行主站遥控命令或当地控制命令，以及返送校核，控制开关执行分、合闸操作。遥控分、合闸出口继电器常开接点采用点动方式。二是要求后备电源具有较高的可靠性。如一次设备直流操作电源的输出电压应满足DC48V±1.44V、最大输出电流满足8.3A，最大功率：400W，基于此才可满足高压开关分合闸电机驱动。并且输入电源掉电后，直流电源系统能正常工作≥2h，并且满足环网柜高压开关分合闸操作不小于12次。 配电终端和通信单元电源输出电压应满足DC48V±1.44V、输出电流：1A，最大功率：40W、适用于配电终端、通讯等单元、输入电源掉电后，可满足满负荷功率为40W的配电终端、通信等负载连续工作2小时。三是配电自动化对运行人员提出了更高的要求。配网自动化的建设和实施，将配网传统的运行管理模式改变的同时，对运行人员所提出的要求也越来越高。

5 结束语

新的历史时期，配网自动化已经成为一种必然的趋势，它同时也是经济发展的必然要求。在配网自动化建设应用与设计的过程中，我们应借鉴和学习发达国家和地区的经验，并与本地区实际情况相结合，对主次关系、局部和全局、远期与近期进行综合考虑，以其促进电力市场的蓬勃发展。

参考文献

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