10kV配网自动化系统的应用探析

焦永泰

（国网运城市盐湖区供电公司，山西 运城044000）

0 引言

国民经济的快速发展和人民群众生活水平的不断提高，加上城市化的不断推进，对电力产生了极大的需求，同时也在供电质量、供电安全、供电可靠性等方面对电力系统提出了更高的要求。配电网作为电力系统的末级，与用户直接相连，其运行质量的好坏直接体现了供电企业的供电品质。因此，加强对配电网的研究，改善配电网的自动化水平，提高配电网的供电能力，是非常有意义的。

配网自动化系统是可以对配电网实施监控、远程控制和协调的自动化集成系统，对保障电力系统安全稳定运行发挥了巨大的作用。配电系统自动化涉及范围主要是10kV中压系统，一般是从变电站的主变低压侧和低压母线开始，直至电力用户为止。配网自动化系统主要负责中压网一次设备（开闭所、环网柜、柱上开关、变压器）的监测与控制以及基于地理信息系统（GIS）的设备管理。本文在分析10kV配网自动化系统结构的基础上，对其应用进行了探讨。

1 10kV配网自动化系统的结构

当前，我国的配网自动化系统主要采用分布式分层体系结构，主要由主站层、配网子站层和配网测控端设备层三部分组成。这种分层体系结构为保障配电网的日常工作发挥了重要作用，各层之间相互独立又互为备用，提高了系统的鲁棒性和可靠性，提升了系统的通信容量，确保了各类电力信息的实时传输。

1.1 主站层

主站层是整个10kV配网自动化系统的核心，负责整个系统的数据存储和管理控制，即对从各区域配网子站采集到的实时信息进行汇集和处理，并利用所采集到的数据分析整个配电网的运行状态，从而对整个配电网实施高效管理和控制，保证整个配网系统工作在最佳状态。此外，主站层还应具有系统维护和显示功能，以确保配网自动化系统安全稳定运行。

1.2 配网子站层

配网子站层是区域工作站层，负责对区域工作站相关仪器设备的运行信息进行调度、监控和管理，并将所采集到的数据传输到主站层。其主要功能是：（1）数据收集和存储。对配网测控端设备层所监测到的信息进行收集，同时存储相关数据，以备后期调阅和分析。（2）数据传输。系统中各类设备均需进行通信，配网终端、配电主站及其他各类智能设备之间均有数据传输、信令传输等需求，可采用以太网、光纤环网或无线通信方式进行传输。此外，配网子站层还有自检管理和自动控制功能，以便更好地支持配网系统工作。

1.3 配网测控端设备层

配网测控端设备层是整个配网自动化系统的基础，通过现代传感器技术和检测技术，对变压器、变电站、开闭所和开关柜等相关设备的工作状态进行采集、传输和监控。主要有配电变压器检测单元 TTU（Transformer Terminal Unit）、馈线终端单元FTU（Feeder Terminal Unit）和配电终端单元 DTU（Distribution Terminal Unit）。其中TTU安装在配电变压器上，对变压器运行参数包括电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率和谐波分量等进行采集和测量。FTU安装在配电网馈线的柱子、断路器、负荷开关和分段开关等处，具有遥控、遥信、故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配网系统运行情况和各种参数，即监测控制所需信息。DTU主要负责对开闭所、环网柜、配变、箱式变等电力设备进行保护、监测和控制。配网测控端设备层通过通信网与配网主站和子站相连，实现完整的配网自动化管理功能。

2 10kV配网自动化系统工程应用

2.1 总体规划

近年来，山西省电力公司积极在全省部分县市进行配网自动化系统试点建设工作，稷山供电公司作为试点之一，积极参与了配网自动化系统建设工作，根据稷山县供电线路和配电管理的实际情况，建设10kV配网自动化系统。系统主要由管理主站、馈线自动化、光纤通信系统和配电网变压器检测等构成，在线路沿线铺设通信光缆并组成双环自愈网接入配网主站，以便各类信息实时传输和处理。

首先，对现有10kV线路进行馈线自动化、SCADA系统和配电变压器监测等建设，在线路供电区域内实现故障定位、隔离等功能，对全县的配电网实现监测自动化。其次，建设以太网光纤通信网、地理信息系统，实现信息的实时传输和定位，帮助配网系统实现馈线的故障定位／隔离、用户电表的远程集抄和非故障区域的自动恢复供电等功能。

2.2 工程实施

根据稷山县配电网现状和规划，10kV配网自动化系统设计为分层分布式体系，采用三层结构构建，三层结构间的通信主要采用光纤通讯方式。

第一层：配电主站层，主要负责所有10kV及以下线路、设备及用户的运行监控和配电运行管理。

第二层：配电子站层，主要负责各个10kV馈线下的终端装置的信息采集和处理，并且上送给主站系统；将主站层的控制及调度命令下达到配电终端。

第三层：配网测控端设备层，架空线FTU主要负责对10kV线路、分段开关、联络开关进行数据采集、状态监测、控制、故障判断及处理。

2.3 应用成效

10kV配网自动化系统在稷山供电公司应用以来，一直运行稳定，为保障稷山县经济发展和人民安居乐业发挥了显著成效，主要体现在以下几个方面：

（1）对原电网内的开关设备与监测设备装设接口，并接入光纤通信网，实现了遥测、遥信、遥控功能，充分提高了系统的自动化管理水平。

（2）10kV配网自动化系统安装应用后，实现了对配电网的设备升级和优化，充分提高了配网系统的安全性和鲁棒性，降低了配电网的故障概率，减少了配电网故障所带来的损失，同时大大减少了因设备故障、检修和维修而停电的时间。

（3）通过配网自动化系统的安装应用，大大缩短了故障排查时间，能迅速确定故障发生位置，并由相关技术人员迅速前往维修，大大提高了工作效率；同时可以确保维修技术人员在监控保障下进行维修，确保了工作人员的安全性。

（4）10kV配网自动化系统安装应用后，配电网的各项相关运行参数都在运行监测中，实现了对配电网整体运行状态的动态控制和无功补偿，同时提高了配电网的功率因数，达到了降低网损、提高电能利用率的目的。

（5）10kV配网自动化系统安装应用后，大大减少了稷山县电网的停电次数和停电时间，以及电力客户因停电而遭受的经济损失和时间损失，为广大电力用户提供了更为优质的供电服务。

3 结语

配网自动化系统是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，集成配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息等，构成完整的自动化管理系统，实现配网系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理，它是集实时配电自动化与配电管理于一体的系统。稷山供电公司通过应用10kV配网自动化系统，提升了该公司的电力信息化水平，大大改善了该公司的供电服务质量，取得了很好的效果。

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