配网自动化系统方案的比较及实施

张传亮 郑慧芳

（广东电网有限责任公司东莞厚街供电分局，广东 东莞523963）

0 引言

配网自动化系统改善了传统配网中存在的问题，不仅保障了整个配网的稳定性和实用性，更实现了配网系统的先进性、经济性建设目标，切实有效地提高了配电线路的供电可靠性，为市民提供了高质的配电服务，推动了电力企业的发展，促进了电力企业可持续化发展目标的实现。

1 配网自动化系统方案

1.1 一遥配电自动化系统

想要保障整个配电的稳定性，降低故障率，必须做好故障检测和维护。配网自动化系统可通过故障指示器实现短路故障的自动检测，再利用通信模块将故障信息及故障点通过无线通讯设备发送到终端。终端再将采集到的故障信息数据通过GSM等公共通讯网络以手机短信的形式传输到中心站和后台监控系统。这种方式检测故障既快速又经济，并且易操作，故障发生后可立即找到故障点，为后期维修工作提供有利条件。

1.2 二遥配电自动化系统

故障指示器将其采集的电流信号和故障信号就地数字化，传输给通信终端，通信终端再将采集到的开关状态和接收到的故障指示器信息打包上传给监控后台或调度中心，最终达到“二遥”监测的效果。该方案特点是基本满足配网数据监测功能，无需改造设备，所需投资较少，可以监测开关状态和负荷电流；其局限性是不能隔离故障，不能自动转移供电。

1.3 分布式智能馈线自动化系统

分布式智能馈线自动化系统是近些年新兴的概念，是在重合器、电压分断器、电流分断器三大技术的基础上发展而来的配电技术。此系统在电动负荷开关及断路器侧设置了自动化装置，以在线监测开关两侧电压及线路电流。该系统是利用控制器自身的逻辑功能查找故障点，在故障点被发现后可自动启动故障隔离功能，在故障区被隔离后便会自动合上联络开关，实现非故障区域的恢复供电。该方案特点是基本具备标准FTU的三遥功能，系统不依赖通讯，可靠性高，自动化程度高；其局限性是变电站需进行两次重合闸，负荷开关在隔离转供过程中存在一次系统冲击，对系统稳定性及设备绝缘有影响，且方案所需投资较高。

1.4 网络式智能馈线自动化系统

网络式智能馈线自动化系统，就是在分布式智能馈线自动化系统的基础上，融入了网络技术，利用光纤通信网络来进行信息传递。这种方式大大提高了信息传递效率和质量，在故障后毫秒级时间内便能进行故障点分析和数据传送，及时隔离故障区域，变电站出线开关不需跳闸，停电面积最小，停电时间短。该方案特点是能快速查找及隔离故障点，停电时间短、范围小；具备标准FTU的三遥功能；隔离故障转供电过程中负荷不会受到冲击。但由于建设高速光纤信道花费巨大，因此该方案在实际操作中易遇到资金困难。

2 配网自动化系统方案对比及实施建议

通过4个配网自动化系统方案的对比，我们可以得出以下实施建议：（1）以故障指示器为基础的故障定位系统方案简单，最易实现，最经济实用。（2）以故障指示器为基础的二遥自动化方案满足了大多数配网运行数据监测的需要，无需改造任何一次设备，可选取为配网自动化的起步点。（3）各方案既可独立实施，也可组合实施，具体应根据实际情况合理布置一遥、二遥、三遥监控点，以整体提升配网自动化水平，满足对不同设备的运行监控要求。（4）总的来说，可靠性越高，投资越大，网络式智能馈线自动化系统是未来配网自动化发展的方向。

3 东莞市厚街镇配网自动化的实施

根据配网的设备状况、网络结构和对供电可靠性的要求，配网自动化可分3个阶段实施。

3.1 就地控制，无数据传输功能

利用具有故障判别功能的设备，如负荷开关、分段器、重合器、环网柜、故障指示器等，实现就地控制的部分配网自动化功能。

3.1.1 对一般放射性线路

电缆线路：采用环网柜或落地式负荷开关。

架空线路：采用柱上负荷开关，对长线路进行分段，采用短路故障指示器，实现人工及时寻找故障点，隔离故障和恢复对故障点以前区段用户的供电。

3.1.2 对供电可靠性要求较高的放射性线路

电缆线路：采用环网柜或落地式重合器、分段器和故障指示器等具有故障判断能力的设备，自动完成对故障的开断、隔离，及时恢复故障点以前区段的送电。

架空线路：采用柱上重合器、分段器和故障指示器，功能同上。

3.1.3 对供电可靠性要求高、允许开环运行的环形网络

电缆网络：采用环网柜、重合器、分段器和故障指示器等具有故障判断能力的设备，自动完成对故障的开断、隔离及网络重构，及时恢复对非故障区段的送电。

架空网络：采用柱上重合器、分段器和故障指示器，功能同上。

3.1.4 对供电可靠性要求很高、必须闭环运行的环形网络

电缆网络：采用带断路器的环网柜和线路纵差保护以及故障指示器等，发生故障后，由继电保护正确选择故障区段并立即隔离故障，不影响非故障区段的供电。

架空网络：采用断路器、纵差保护和故障指示器等，功能同上。

3.2 由主站／区域主站实行远方集中监测和控制

通过以上分析我们已对系统有了初步的了解和认识，第二阶段是在第一阶段的基础上进行改进和创新，增加了对SCADA配电技术及通信装置的应用，以此实现自动判断故障点及故障原因并自动隔离。工作人员可利用遥控设备来进行非故障区的供电操作，再通过无线通讯设备下达抢修工单以及发送抢修后恢复正常供电的命令等。

为了使第一阶段与第二阶段能顺利衔接，在第一阶段设备选型时应充分考虑第二阶段功能扩充的技术要求。

3.3 应用配电控制中心计算机系统实行自动控制

在第二阶段的基础上配备远动技术、通信技术，还应继续开发计算机自动控制系统，由该系统完成故障判断、故障隔离、网络重构，实现对各非故障区域供电的自动恢复。

当配有AM／FM／GIS系统时，地理信息能自动配合上述故障处理各阶段配网主接线的地理信息，在显示器上以各种不同的颜色标明，并可亮显或闪显故障停电区域和恢复供电区域，实现声光警报。

在供电故障区域被系统自动隔离后，配电控制中心将迅速派出抢修人员至故障地点抢修。当抢修完成恢复供电时，由运行人员操作启动，计算机自动控制系统能按正常运行方式，恢复故障区域的正常供电。

根据负荷的重要性、设备具体情况和资金能力等，各地在进行配网自动化建设改造时，可分阶段逐步实施，也可一步到位，直接实现第二阶段或第三阶段配网自动化的全部功能。在分阶段实施时，需要升级的应充分考虑今后功能扩充的可能性，避免大量更换设备，重复投资，造成浪费。

4 结语

当前，东莞厚街供电分局技术上选取从二遥配电自动化方案起步，进展上对第一阶段和第二阶段并进实施，积累配电自动化运行经验和管理技能后，再向更完善的系统进化和更高实施阶段推进。目前，已对4座110kV变电站具备条件的85回电缆配电线路进行二遥配电自动化改造，安装面板型故障指示器394套、电缆型故障指示器195套、配网自动化（DTU）二遥终端180套、配网自动化工作总站1套。DTU采用无线通讯，将采集到的数据传输给工作站，工作站后台软件处理完成监控、管理、优化和分析统计等功能。

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［2］王成山，王守相.分布式发电供能系统若干问题研究［J］.电力系统自动化，2008（20）

［3］李骞.桂林市配网自动化系统实施方案［J］.电工技术，2008（2）