中小城市配电网自动化系统实施原则探讨

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[摘 要]本文就10kV中小城市配电网自动化系统实施的原则进行研究和探讨，从经济性原则、施工简易原则和重维护原则三方面阐述了中小型城市配电网自动化系统实施需要注意的方面，并提出了中小城市配电网自动化建设的基本原则。

[关键词]配电自动化；施工简易；重维护

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0279-01

0 引言

配电网覆盖范围广，走径复杂，设备老化程度参差不齐，造成运行维护难度高、工作量大。随着国内经济的高速发展，用电质量需求不断提高，仅靠电网升级改造工程解决用电质量问题需要大量投资和规划时间，不可能在短时间内落实到位。因此，探讨采用一些可靠实用的自动化技术来提升配电网优化管理水平具有实际意义，尤其在故障频发、运维人员严重匮乏地区，采用配电网故障自动定位和隔离措施，可以有效改善配电网管理，提高电力服务水平。

在中小城市实施配电自动化系统，应充分考虑当地的经济发展状况和配电网自身的特点，不能照搬一个标准或一种模式，应符合以下原则：

1 经济性原则

在中小城市实施配电自动化系统，必须考虑投资与售电量之间的配比。一般来说，如果考虑配电自动化系统寿命周期是5年，其预期产生的经济效益，能在两年内收回该系统的投资是合理的。

2 施工简易原则

配电网覆盖面广，地形复杂，造成施工周期长、工作量大。因此在设备选型上，要尽可能选择小型化、一体化设计的终端，降低施工难度和成本。

2.1 选用小型化、一体化设备及终端，减少施工工作量

配电自动化系统施工涉及的设备包括开关、终端智能单元、智能单元工作电源等，其中开关是一次设备，小型化的空间不大。但是终端智能单元和工作电源采用新技术后，可以大幅度缩小设备体积和重量。

（1）选用小型化终端智能单元

选用小型化终端智能单元，可以为配电网施工及维护带来方便。施工时，体积过大的智能终端需要单独吊装，而小型化智能终端可以由安装人员直接携带上杆操作。维护时，安装在电线杆上的终端智能单元如果体积过大，当线路维护人员需要登杆作业时，体积过大的智能单元成了跨越障碍。

（2）选用小型化工作电源

目前配电自动化智能终端的工作电源获取主要有三种方式：一是采用电力电压互感器（TV）获取低压电源；二是用太阳能电池板获取能量，转换成低压电源；三是用电力电流互感器获取能量，转换成低压电源。后两种方式因为获取电源不稳定，未得到广泛采用。

采用传统TV获取低压电源是目前普遍使用的方式，但这种方式已不适应新技术发展的需要。传统TV的设计最初是为了电磁式仪表、继电器而设计的，功率输出比较大，铁芯重量及损耗也比较大。而现在广泛采用的基于数字电路技术的智能化终端功耗都比较低，可以不需要这么大的功率输出，完全可用小型化的电容式互感器提供能量，如图1所示。

对于配电线路新增开关选型时，尽可能选择工作电源与开关一体化设计的设备。一体化开关自带智能终端工作电源，电源二次接线部分在出厂前已在开关内部连接好，既节省现场施工时间，又杜绝了施工接线错误。

2.2 通信信道施工易

配电网的特点是线路长，走径复杂。如果敷设光纤做为信道，通信质量和信息安全确实有保证，但是施工造价高，周期长。对于已经敷设了光纤的区域，应优先采用光纤通信方式。

随着无线通信技术的发展，采用无线通信网络是投资最小、最简易的方式。无线通信网络不受配电网架变化影响，不需要投入基础建设费用，也不需要投入专人维护通信设施。

2.3 监控主站简易

主站硬件设备的配置应以实用化为原则，不能机械地套用调度自动化的主站配置。在实时性、数据容量、冗余配置上要参照中小城市电网的实际需求来定。

主站系统软件分为基础平台和应用模块两层。基础平台（SCADA监控平台）要稳定可靠，人机界面操作要简单易学，防误操作的功能要强；应用模块的配置与管理人员日常工作相结合，系统能够自动将监控数据整理成管理人员关心的指标或图形。应用模块的功能设计要充分考虑中小城市电网的实际自动化水平，适应管理人员的工作习惯，不能完全照搬调度自动化的模式。例如潮流计算、无功优化、线损分析等高级应用功能，没有条件象主网调度系统那样自动获得数据的，可以简化为手工录入数据，经验公式计算的模式。

3 重维护原则

3.1 重视保护整定工作

根据配电网实际网架结构、开关配置情况、负荷实际水平来设定保护定值和时限，使配电线路上的各级保护、变电站出口开关保护的定值有效配合，有选择性隔离故障区域。

如果线路中既有涌流控制器做保护的开关，又有安装了终端智能单元（FTU）的开关，应将其中涌流控制器做保护的开关换成终端智能单元（FTU），否则在保护的级差配合上会很困难。因为涌流控制器的参数设置不能连续调节，其安装在断路器本体上，又是采用拨码开关的参数设置方式。所以断路器的保护参数必须在断路器安装投运前就设置完毕，需要调整保护参数时必须先停电，然后登杆调整拨码开关，这就给保护参数的调整造成了很大的困难。如果线路运行方式发生变化，需要停电现场操作调整保护参数，费时费力，而且会增加不必要的停电，降低供电可靠性。

3.2 重视后期维护工作

自动化系统不能很好发挥效用的一个重要因素是后期维护跟不上。因此在决定实施自动化系统的同时，应配备相应的专业运行维护人员。或者在选择自动化系统供应商时，优先选择可以提供后期维护的专业厂家。如果自身运维力量不够，也可以考虑在保证安全的前提下，将系统维护工作外包。

4 结束语

建设配电网自动化是为了满足和确保供电的质量，提高网络的供电能力，减少用户的停电概率。通过采用配电网自动化系统，提高设备的故障判断能力，实现自动隔离故障、快速恢复非故障线路。同时，配电网自动化系统能极大地提高配电网的运行管理水平，不仅能确保供电、多供电，而且通过系统的应用，达到降低配电网的损耗，提高电力公司经济效益。配电网自动化建设，一方面城市配电网规划和建设、改造是关键和基础，要做到使配电网布局合理、结构灵活、转供互带能力较强，同时配电网规划、建设还要考虑到今后配电网自动化发展的需要。另一方面配电网自动化的实施要分步进行，先做好规划。配电网自动化技术复杂，系统较多，故可先搞几条线路或一个小区试点，并在试点基础上逐步建立各项配电网自动化功能，再逐步扩大范围。

参考文献

[1] 10千伏配网自动化发展规划要点.国家电力公司，1999.

[2] 配网自动化终端设备通用技术条件.国家电力公司，1999.

[3] PD-2000配电管理系统.中原电子信息公司，1998.

作者简介

王锦，毕业于辽宁工业大学电力系统及其自动化专业，研究生学历，中级工程师，主要研究配电自动化方向，现就职于黄冈供电公司。