智能电网下县域配电自动化应用探讨

徐磊

引言：随着智能电网的不断发展，作为电网网架结构中较为基础的县域配网，也面临着深刻的变化。由过去粗放的登杆操作逐渐过渡到现代配电自动化系统，如何在这种大环境下更好的深化配电自动化系统应用，更换的服务于县域经济，是当前县级供电企业面临的问题。本文从实际出发，将先进的技术、理念与基层工作经验想结合，对智能电网下县域配电自动化应用进行了有效的探讨。

一、县域配电自动化建设原则建设原则

（1）建设区域内配电线路宜采用“集中型”馈线自动化。

（2）对于线路陈旧、故障多发线路的用户支线馈线自动化采用分界开关，自动隔离用户故障，避免事故波及主干线路。

（3）部分支线、分支线架空线路和不具备改造条件的电缆分支箱等采用带通信功能的故障指示器方式，实现故障点的定位。

二、“集中型”馈线自动化

（一）基本原理

主站系统根据配电终端检测到的故障告警信息，结合变电站、开关站的保护动作信号、开关分闸等相关信息进行综合判断，启动故障处理程序，确定故障类型和故障区段，实现故障区段隔离和非故障区段供电恢复。

（二）对通信网络和配电终端要求

1、通信网络要求

采用GPRS无线公网通信。

2、配电终端要求

（1）集遥测、遥信、遥控、通信及电源管理于一体，适用于10kV配电室、环网柜、电缆分支箱、开关站等场所。

（2）DTU/FTU软硬件可组态，硬件模块化设计，模块标准通用，某一模块的损坏不影响其它模块及系统运行，可根据实际需求灵活扩展遥信、遥测、遥控点数。

（3）支持接入以太网交换机、无源光网络（PON）、无线等通信设备。

（4）智能化电源管理，支持电源实时监视，交流失电及电池欠压告警、电池在线管理、电池充放电保护。

（5）电流输入具备防开路自动保护，所有输入、输出回路具有安全防护措施，模块互换性强，拆装易操作。

（6）具备设备状态自诊断，支持远程参数维护和程序升级。

三、用户侧馈线自动化

（一）基本原理

在用户侧加装分界开关。用户侧发生故障时，分界开关与变电站10kV出线断路器配合隔离故障或自主分闸隔离故障。

分界开关成套设备要求

（1）用户分界开关能快速分断相间短路和接地故障。

（2）具备自诊断、动作指示和通信功能。

（3）适应中性点不接地系统、消弧线圈并联中电阻选线接地系统、小电阻接地系统。

（4）开关内置三相CT和零序CT（保护级）。

四、配电设备及终端建设与改造

（一）设备建设与改造原则

（1）“集中型”FA的架空线路配置柱上真空开关；环网柜进线采用负荷开关，出线采用断路器。

（2）重要用户侧和主要的支线和分支线加装分界开关，通过架空线连接的高压用户安装柱上分界断路器，通过电缆连接的高压用户安装分界开关柜。

（3）自动化分段开关、联络开关要具备“三遥”功能，分界开关配置“二遥”终端。新增设备小型化和免维护。

（4）柱上分界开关FTU的无线通讯设备采用嵌入式安装，不独立配置通讯箱，但通讯设备必须便于更换、维护。

（5）配电终端满足环境要求，运行可靠，安装方便，免维护，统一接口标准，与一次设备集成。

（6）所有成套设备要求工厂化组装联调，满足电气接口、结构安装统一标准和运行可靠性要求。

（7）对需实现遥信功能的环网柜、电缆分支箱优先改造，配置带通信功能的故障指示器。

（8）设备改造宜结合配电网一次网架的建设和改造同步进行，避免重复改造施工。

（二）配电终端方案

配电终端有站所终端DTU、馈线终端FTU、故障指示器等类型，配电终端要求采用模块化、可扩展、低功耗设计，其结构形式应满足现场安装的规范性和安全性要求，具有明显的装置运行、通信、遥信等状态指示，支持DL/T 634.5—101、DL/T 634.5—104通信规约。

1、DTU终端方案

模拟量采集功能：电压Uab、Ucb，电流Ia、Ib、Ic。数字量采集功能：每回路不少于4个开关量接入；

事件记录及主动上报功能：记录并上报开关状态变位、馈线故障、电源故障等情况；

控制功能：主站下发遥控命令，通过控制器执行对开关的合闸、分闸控制，并上报相关动作信息；

过流检测功能：实时检测相间、零序过流信息并上报，配合集中型模式对故障进行处理。

2、FTU终端方案

数据采集：可采集2个电压、3 个电流、1～2 个开关状态信号并可进行功率等信息的演算；

故障检测及故障判别功能；

事件顺序记录：记录开关状态变化的时间和先后次序、馈线发生短路故障的时间、电源发生故障的时间并上报；

控制功能：支持遥控指令的接收、执行，控制开关的分、合，并具有当地手动控制功能及当地/远方闭锁功能；

防护等级达到IP67级。

3、故障指示器方案

应基于电磁场及其变化的方式来获得故障检测；

应能够调整定值；

能够提供不同的方法来判别指示永久故障和瞬时性故障；

內置高性能电池，可以保证五年的免维护寿命时间，且电池易于更换；

用于单相接地故障检测的故障指示器应能满足对消弧线圈补偿接地系统的短路故障与接地故障的精确定位。

（三）配电设备方案

根据负荷、线路长度均等改造原则，对环网柜、电缆分支箱及柱上开关进行改造或更换，使线路具备1～3个自动化分段开关。

（1）现有环网柜一次设备电动操作机构无法使用，且不具备改造安装空间；

（2）电缆分支箱不具备电动操作机构且没有终端安装空间，通过加装故障寻址器，实现遥信、遥测功能；

（3）因网架结构调整，坝上站新配出10kV芳香路线，因与另一回联接均为电力电缆线路，需新增配置DTU终端的环网柜1台；

（4）关键节点环网设备不具备改造条件需进行整体更换配置DTU终端的环网柜5台；

（5）加装柱上自动化分段、联络开关和分界开关。

（作者单位：国网山东莒县供电公司）