張萃　李鵬剛

摘 要：隨著我國電力事業(yè)的高速發(fā)展，社會對供電質(zhì)量和供電的可靠性的要求越來越高。電網(wǎng)改造將使配網(wǎng)自動化和其可靠性面臨著空前未有的發(fā)展機遇，因此，配電網(wǎng)自動化將會引起人們很大的重視，很好的滿足現(xiàn)代化建設(shè)的供電需求。文章介紹了配電網(wǎng)的概念及其意義，對城區(qū)配電網(wǎng)自動化建設(shè)及在實際應(yīng)用的注意事項進(jìn)行了詳細(xì)的研究。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動化 供電需求 城區(qū)配電網(wǎng) 自動化建設(shè)

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0174-02

隨著社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民迫切希望得到安全、可靠、高效、低耗的電能以及快捷、方便等全方位的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，要達(dá)到這個目標(biāo)，用戶對供電質(zhì)量提出了越來越高的要求。電力系統(tǒng)為了真正滿足人民和社會的需要，不僅需要配置強大的輸電網(wǎng)和充足的電源，而且還需要的配電可靠性。配電網(wǎng)向用戶供電，本著能源消耗經(jīng)濟化、價格合理便宜化及運行管理有效化的原則，它背負(fù)的使命就是保障供電的質(zhì)量和安全。城區(qū)配電網(wǎng)的主要面向?qū)ο笫谴蟊娪脩簦潆娋W(wǎng)的安全可靠以及經(jīng)濟運行問題越來越受到社會的關(guān)注，因此，在這樣的背景環(huán)境下，城區(qū)配電網(wǎng)自動化建設(shè)快速的發(fā)展壯大。

1 配電自動化的概念

配電自動化（DA）是一項集計算機技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進(jìn)電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。由于配電自動化已經(jīng)收到很多發(fā)達(dá)國家的重視，形成了饋線分段開關(guān)測控、集變電站自動化、電容器組調(diào)節(jié)控制、遠(yuǎn)方抄表以及用戶負(fù)荷控制等功能為一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)。

配電自動化的廣義概念包括基于GIS的配電管理和進(jìn)行實時監(jiān)控的運行自動化DA，具體指的是能夠完成一切單一或者綜合的配電運行和管理自動化功能的系統(tǒng)。起于80年代末，配電自動化是由美國為代表的幾個發(fā)達(dá)國家慢慢發(fā)展的，發(fā)展到今天，它的內(nèi)容也發(fā)生了很大的改變，具體可以用四個層面來概括：一是變電站自動化，它具體指的是只和配電有關(guān)的內(nèi)容；二是配電管理系統(tǒng)（又被稱為DMS主站）；三是饋線自動化；四是需求用戶的自動化管理等。

配電自動化的狹義概念是以SCADA系統(tǒng)為基礎(chǔ)，完成配電網(wǎng)運行自動化功能，可以用饋線自動化FA+SCADA表示，又稱為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

2 配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)意義

在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)作為最后一個環(huán)節(jié)面向用戶提供用電，提供經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)和安全可靠的供電輸送給用戶，較高的配電網(wǎng)建設(shè)水平顯得尤為重要。城市配網(wǎng)自動化是一種系統(tǒng)化、綜合性的項目工程，要求必須是可靠的設(shè)備和方案的有機結(jié)合才能構(gòu)成成功的配網(wǎng)自動化，因此，城市配電網(wǎng)自動化建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的意義遠(yuǎn)大。

（1）實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，確保供電可靠性。配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)有利于確保電力用戶用電的時效性，滿足用電需求，前提是保證供電可靠性；在配電網(wǎng)正常工作的情況下，通過配網(wǎng)運行工況，有利于優(yōu)化配網(wǎng)運行方式；配網(wǎng)自動化能夠避免高峰低谷，符合高新技術(shù)裝備和用戶對家用電器的需求和諧波對用戶產(chǎn)生的不良影響；能夠較大幅度的減輕操作人員的勞動強度和維護(hù)費用，有利于提高配電網(wǎng)設(shè)備的可靠性和運行能力；不僅能夠提高設(shè)備的故障判斷能力、遇到緊急問題時自動隔離故障，以及自動恢復(fù)非故障線路的供電條件，正是由于配電網(wǎng)自動化采用了自動化設(shè)備，當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障或者運行異常的情況下，可以快速隔離故障區(qū)段，在最短時間內(nèi)恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，減少了用戶的停電時間，縮小了停電面積；使用自動抄表計費的方式，不僅能夠提高設(shè)備的使用率，而且還可以提高企業(yè)的工作效率和經(jīng)濟效益，給用戶帶來自動化便捷的用電信息服務(wù)；另外，配電網(wǎng)自動化的使用能夠有效控制用電負(fù)荷，提高設(shè)備裝備的使用率。

（2）為了適應(yīng)“科技興電”的大趨勢，必須加快配網(wǎng)自動化建設(shè)。隨著城鄉(xiāng)一體化發(fā)展，城區(qū)用戶用電量的增加和用電負(fù)荷的快速增長，供電服務(wù)范圍的越來越大，城區(qū)電網(wǎng)的布局也越來越復(fù)雜化，從而大大加劇了電網(wǎng)故障的發(fā)生率，相比城區(qū)以前的配電網(wǎng)科技含量的低水平，導(dǎo)致其配電網(wǎng)的維護(hù)運行工作量的提高，面對電網(wǎng)管理的復(fù)雜化，技術(shù)含量低的運行維護(hù)人員不能完成這項任務(wù)，因此，在這種情況下阻礙了配電網(wǎng)自動化的快速發(fā)展，安全供電服務(wù)業(yè)也不能得到用戶的滿意?！翱萍寂d電”不僅能夠?qū)崿F(xiàn)減員增效的功效，而且還是電力公司快速發(fā)展的成功出路。配網(wǎng)自動化建設(shè)的戰(zhàn)略實行“科技興電”，促使了企業(yè)加大對配網(wǎng)自動化的投入建設(shè)。

（3）為了提高經(jīng)濟發(fā)展和滿足人民生活的需求，提升配電服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)配電自動化建設(shè)。改革開放以來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人民生活水平的質(zhì)量要求越來越高，同時，對供電的安全可靠性和供電質(zhì)量也逐步提高。為了快速適應(yīng)人民生活和經(jīng)濟發(fā)展的需要，通過科技創(chuàng)新，提高供電可靠性，建設(shè)現(xiàn)代化式的城區(qū)配電自動化系統(tǒng)是唯一出路。意識到實現(xiàn)城區(qū)配網(wǎng)自動化工程的重要意義，我們需要把此類工程放到重要位置，并實行有效的措施強化城區(qū)配網(wǎng)自動化建設(shè)。

3 城區(qū)配電網(wǎng)自動化建設(shè)

3.1 城區(qū)配電網(wǎng)自動化的系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

城區(qū)配電網(wǎng)自動化具有包括開閉所、饋線自動化、小區(qū)配電所、電容組以及配電變壓器等具有自動化檢測的功能，具體指的是借助計算機技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)對電網(wǎng)工作的設(shè)備實施遠(yuǎn)方監(jiān)視、測量及控制等的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。配電網(wǎng)自動化的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)是，當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)比較大時，電網(wǎng)中心主站會自動設(shè)置分站，目的是增強系統(tǒng)的反應(yīng)速度。

3.2 城市配電網(wǎng)自動化的組成部分

（1）配電網(wǎng)自動化的中心主站。

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站采用100MNT

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持平臺符合了三個特性：開放性；實用性；可靠性。主站的核心部分是計算機及其有關(guān)程序，其他組成部分包括：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、大屏幕顯示器；前置機、各種監(jiān)控工作站、通信機以及網(wǎng)絡(luò)交換機和路由器，每個部分的功能是根據(jù)各個工作站的實際要求進(jìn)行工作的。

（2）配電網(wǎng)自動化的監(jiān)測、監(jiān)控終端。

配電網(wǎng)自動化的監(jiān)測、監(jiān)控終端的功能包括采集信息并整合、事件記錄和上報、接受和執(zhí)行指令、閉鎖、通信以及電源斷電保護(hù)等。其終端由是三個部分組成，分別為：配變終端（又簡稱TTU）、饋線終端（FTU）及常規(guī)終端（RTU）。配變終端主要是采集配電變壓器的數(shù)據(jù)，具體有功率和無功率，以及電壓、電流、停電狀態(tài)、電流超限記錄、功率因數(shù)、有無功率和壓力等；饋線終端的主要工作就是收集柱上開關(guān)的數(shù)據(jù)，例如：電流和開關(guān)控制狀態(tài)；常規(guī)終端是采集開閉所的數(shù)據(jù)，有連接方式、各路斷開關(guān)的運行狀態(tài)、開關(guān)的控制狀態(tài)、開關(guān)的聯(lián)絡(luò)方式、開閉所的溫度、保護(hù)狀態(tài)和濕度等。此外，非遙控控制的配網(wǎng)終端又包含了三個控制設(shè)備，分別是：分段器、重合器和重合分段器。

（3）配電網(wǎng)自動化的通信功能。

作為配電網(wǎng)自動化程度的一個重要部分是通信能否達(dá)到自動化的要求標(biāo)準(zhǔn)，考慮到城區(qū)的特殊性，城區(qū)的配電網(wǎng)采取的通訊方式應(yīng)有實際使用效果來決定的。通常情況下，配電網(wǎng)的通信方式包括電話線、光纖、微波、電力線載波、無線電和同軸電纜等。作為城區(qū)規(guī)劃電網(wǎng)比較經(jīng)濟且實用的辦法是音頻有線，它的通信設(shè)置和各通信終端的連接沒有特殊的要求，其造價相對低并容易實現(xiàn)，易受到環(huán)境的影響，特別是和高壓配電線路共同架設(shè)，由此造成的強磁場和高壓的強電場嚴(yán)重干擾到通訊線的運行。光纖通訊方式是城區(qū)配電網(wǎng)通信最常使用的方式，它的特點是不受外界環(huán)境條件的干擾且抗干擾能力強、可靠性強，也可以使用數(shù)據(jù)和圖像的方式進(jìn)行通信。電力載波作為電力系統(tǒng)最常用的一種通信方法，其最主要的特性是沒有斷點的線路設(shè)置，原因是由于線路上多臺配電變壓器以及線路的柱上開關(guān)的斷點，使載波通信在配電線路中使用受到了較大的影響。短距離連接的通信方式一般采用同軸電纜。通信接口使用485，大大加強了通信的傳輸質(zhì)量。微波通信、擴頻通信對于高樓林立的城市配電網(wǎng)，效果不佳。無線通信、音頻通信通常作為我國負(fù)荷控制的應(yīng)用領(lǐng)域，在城市應(yīng)用效果得到充分證實，可以用于時效性不高的監(jiān)測數(shù)據(jù)通信。綜上所述，通信方式的使用選擇，必須滿足配電網(wǎng)自動化監(jiān)測、監(jiān)控終端和主站系統(tǒng)的特定的要求。

3.3 配電網(wǎng)自動化方案

（1）環(huán)網(wǎng)式電纜方案。

環(huán)網(wǎng)式電纜方案主要使用在人口密集或城市繁華的商業(yè)區(qū)，把電纜作為配電的主干線，其主體是環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，并根據(jù)用戶的數(shù)量要求決定出現(xiàn)回路數(shù)的數(shù)量，一般采用二進(jìn)四出的原則，一旦進(jìn)出線回路比較大時，可相應(yīng)的轉(zhuǎn)變?yōu)殚_閉所。環(huán)網(wǎng)柜通常是以負(fù)荷開關(guān)和熔斷器相配套的，如果一路電源出現(xiàn)故障，同時兩一路的電源會快速轉(zhuǎn)到母線，恢復(fù)正常的供電狀態(tài)。作為開閉所監(jiān)控系統(tǒng)的一種通信方式，以電話線和光纖為主，這種通信方式和放設(shè)電纜一起設(shè)置，目的是降低干擾。還網(wǎng)柜在城市主干道中是一種非常好的使用方案，關(guān)鍵是其具有運行環(huán)境好和外界影響因素比較少的特點。

（2）輻射型配電網(wǎng)方案。

輻射型配電網(wǎng)的控制設(shè)備主要收到變電所主開關(guān)的保護(hù)，其的應(yīng)用范圍通常包括農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)以及城郊的單電源供電，配電線路為了滿足自動隔離、自動恢復(fù)供電的目的，采用了分段器保護(hù)和多級重合器保護(hù)。

（3）架空線路方案。

城市架空線路方案是被大多數(shù)應(yīng)用在城市道路規(guī)模比較大，環(huán)境相對好的地區(qū)，由于城市道路兩側(cè)的相對寬廣，這種方案主要采用以架空絕緣導(dǎo)線和裸線架空導(dǎo)線為主，通常設(shè)置的雙回路，輸電路線上配置的配電變壓器或者雙電源的選擇是依據(jù)用戶的需求決定的。架空線路一般情況下采用雙電源環(huán)網(wǎng)供電方式，其具體的特點是布置形式靈活、結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備一般都集中在戶外安裝，因此，受外界環(huán)境的影響非常大。正常條件下，由甲電源供電，乙電源開關(guān)為開路運行。當(dāng)情況異常時，由乙電源供電。架空線路方案可以再劃分為分段器型、重合器型，即由重合器、分段器、重合分段器作為控制單元，實現(xiàn)控制。

（4）低壓380/220V式的配電網(wǎng)自動化方案。

380/220V式的低壓配電網(wǎng)自動化方案，必須要進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，其才是配電網(wǎng)自動化的不可忽視的組成部分，一般情況下，這種方案在我國的使用幾率很小低壓配電網(wǎng)自動化的解決方案有兩個，分別是：當(dāng)考慮到計算的情況下，采用低壓側(cè)連接兩臺配電變壓器或者多臺，同樣使用低壓連接開關(guān)，從而組成了屬于低壓式的多電源設(shè)置，達(dá)到了輕負(fù)荷的負(fù)荷轉(zhuǎn)移目的。

4 配電網(wǎng)自動化在實際應(yīng)用中的注意事項

（1）根據(jù)大多數(shù)案例驗證，70%左右歸因于瞬時性故障，因此，在一定條件下，配電線路中的線路開關(guān)應(yīng)投入一次重合裝置，假如出現(xiàn)合閘于永久故障的線路，開關(guān)會自動加速動作斷開。

（2）一般情況下，由于季節(jié)的外部因素，電網(wǎng)故障出現(xiàn)在夏天和冬天的幾率比較大。夏季天氣突變情況比較大，造成降溫負(fù)荷幅度大，不僅會造成無功率和配電容量不足嚴(yán)重阻礙了配網(wǎng)的正常工作，而且也是對配電網(wǎng)的再一次檢驗。與此同時，調(diào)度操作人員的工作也變的相當(dāng)嚴(yán)峻，加大了電網(wǎng)設(shè)備的檢查，對配電自動化系統(tǒng)的投入力度也增強了，所以，加強設(shè)備的巡視檢查工作顯得非常重要，應(yīng)做到：及時預(yù)測問題，遇到問題早發(fā)現(xiàn)、早處理等。

（3）配電網(wǎng)自動化可以有效的對自動化系統(tǒng)誤報或者漏報信號的情況實行適當(dāng)?shù)慕鉀Q，具有找出原因，解決問題，真正意義上實現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測的功能。因此，加強管理配電網(wǎng)自動化設(shè)備，需要做到定期試驗、定期檢查，保證配網(wǎng)自動化設(shè)備健康正常運行。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，在未來幾年或者幾十年后，電網(wǎng)將會大大提高了電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)的速度，因此，對提高供電的質(zhì)量和供電的可靠性也越來越重要。企業(yè)為了增強供電能力，減少用戶的停電時間，保證用戶使用的質(zhì)量，配電網(wǎng)自動化的建設(shè)是唯一出路。配電網(wǎng)自動化是一種包含投資成本大、技術(shù)復(fù)雜化、面向廣泛化等特點的系統(tǒng)工程。在具體工作中必須要進(jìn)行周密的設(shè)置和規(guī)劃，有計劃、有步驟、分階段的實施完成。

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