浅析城市配网自动化与配网规划的应用实施方案

浅析城市配网自动化与配网规划的应用实施方案

谢成

(广东电网有限责任公司河源源城供电局广东河源517000)

摘要：文通过对现如今城市配网的一些变化及其进步做出了必要的分析，并提出一些相应的调整举措，分析使配网自动化系统规划建设方案及实施中的注意事项。

关键词：配网自动化；配网规划；应用；实施方案

引言

城市配网自动化水平高低直接影响到人们日常生活、工作和学习，以往城市配网由于设备老化、技术水平偏低，所以很难满足当前社会日益增长的用电需求。实现配网自动化，建立配网运行管理体系，主要是将现代化电子技术、网络技术和通讯技术融入其中，实现配网信息实时监控和收集，为电网管理提供数据参考，提升管理成效。由此看来，加强城市配网自动化及其配网规划的应用是十分有必要的，有助于为后续理论研究以及实践工作开展提供参考依据。

1城市配网自动化

1.1城市配网自动化类型

当下，城市配网自动化类型较多，电压-电流型馈线自动化应用较多，供电系统主站会借助GPRS技术优势，收集重要的故障数据，实时准确定位运行中供电系统故障发生的具体位置，并进行仔细检查。同时，自动化开关作用到供电系统运行中，一旦失去电压，开关会自动关闭。供电系统主站会借助信息传输技术，实时发送故障信号，开关自动跳闸，将故障区域隔离开，隔断处理出现的故障，随时动态监测供电系统。在开关命令、通电合闸作用

下，确保故障区域恢复供电。该类型城市配网自动化同时具有电压、电流两类配网自动化优势，可以避免配网运行中出现大面积停电情况，可以在一定程度上减少配网运行中支出的成本。

1.2城市配网自动化特征和功能

1.2.1城市配网自动化的特征

城市配网自动化特征体现在多个方面，接线方式复杂化，应用其中的电气元件多样化，可以直接为地区客户提供日常生产生活中所需的电能。城市配网自动化下的分布式电源并网、电力改造并不少，可以离线监控运行中的配网，也可以对其进行必要的智能监测，实时向地区输送所需的电量。同时，自动控制技术、计算机技术不断作用到配网自动化方面，最大化降低城市供电事故发生率。

1.2.2城市配网自动化的功能

从某种意义上说，城市配网自动化可以不受距离影响，工作人员可以远距离掌握供电系统运行情况，客观分析运行数据，开展针对性的系统维护工作，确保运行中的供电系统具有较高的安全性。在应用过程中，城市配网自动化发挥着多样化功能，可以科学管理供电系统电压，自动化控制运行中的无功补偿电容器，可以实时监测供电系统，收集并分析关键性数据，掌握配网运行的具体情况，明确供电系统运行中的隐患问题，进行自动化报警。城市配网自动化可以准确记录用户用电情况，以账单的形式呈现出来，可以有效简化工作流程，减少工作人员任务量，避免抄表不准确，影响相关工作的顺利开展，实时保存供电系统运行中的事故报告、现场维修等信息数据，为日后供电系统检修维护工作的开展提供重要的参考数据。

２配网自动化系统规划建设方案

２．１配网自动化系统结构

配网自动化系统结构如图１所示。第一层为主站层，其配电数据平台为ＡＭ／ＦＭ／

ＧＩＳ，整合了配电ＳＣＡ－ＤＡ系统、配电ＭＩＳ和ＧＩＳ功能，通过全面共享ＧＩＳ

数据，实现配电调度、生产管理等。第二层为子站层，主要负责数据的传输和处理，实现对终端设备的实时监控、信息收集以及故障处理等。第三层为终端层，主要负责对线路、开闭站、配电室、配变电压器及环网开关柜的实时控制。

图1配网自动化系统结构示意图

２．２配网自动化主站建设

配网自动化主站的规划目标为系统实时数据采集量５０万，主站层硬件采用标准通用设备，以提高系统的可维护性。主站硬件结构如图２所示。

图2主站硬件结构图

主站系统的软件主要采用Ｕｎｉｘ和Ｌｉｎｕｘ操作系统，数据库主要为实时数据库和商业数据库相结合，数据库访问接口为ＡＰＩ。主站系统软件功能配置如图３所示。

图3主站系统软件功能配置图

２．３配网自动化终端建设

配网自动化终端是指电网系统的各种终端设备控制单元，包括配电变压器监测终端ＴＴＵ、柱上开关监控终端ＦＴＵ、开闭所监控终端ＤＴＵ、环网柜监控终端ＦＴＵ等。

由于配电自动化终端设备多安装在户外，因此其安装、维护工作难度大，且运行环境复杂，设备使用量大。在配电自动化大面积推广的情况下，为避免出现重复建设和系统终端设备间不匹配的问题，应制定统一的行业标准，规范市场行为。

配电自动化终端建设方案如下：

（１）监控选点。①配网线路主干点或供电联络点；②具备转供电能力的线路；③具备自动化改造的线路；④与上下级环网距离适中的点；⑤户外设备；⑥重点用户；⑦高负荷区域；⑧专线用户；⑨计划近期实施自动化改造的线路。

（２）三遥选点。①能明显提高重要用户的环网设备供电可靠性；②具备快速转供电条件和能力的环网设备；③条件成熟、经济合理的环网设备。

（３）两遥选点。①不具备三遥改造或无法使用光纤通信的环网设备；②分支线开始端的环网设备；③重要线路开关或分段开关。

２．４配网自动化开关改造方案

（１）负荷开关改造原则。

①在不影响开关柜设计性能的情况下，应优先考虑使用原配的设备；②严格按照改造方案执行，尽量减少改造比例，保证改造质量和效率；③尽量选择在用电低谷期进行配电房相关开关改造，减少对用户的影响。

（２）安装电流互感器。

①给开关柜分别安装Ａ相电流互感器、Ｃ相电流互感器和零序电流互感器；②

对于单芯进柜开关柜，将Ａ相电流互感器、Ｃ相电流互感器安装于柜内，零序电流互感器安装于电缆进柜分线点。

（３）安装电动操作机构。

①将负荷开关操作机构更换为电动操作机构，实现对分合闸的控制；②开关操作机构电源为ＤＣ４８Ｖ；③将开关分合信号引入开关端子排。

３配网自动化规划与实施中的注意事项

（１）预留发展空间。在配网规划和改造的过程中要充分考虑当前的技术水平和今后一段时间内社会发展的程度，在确保配网自动化系统可靠性和稳定性的情况下选择合适的配电设备，为配电系统升级改造预留技术空间，避免造成大规模的设备更换及资源浪费。

（２）做好设备预留工作。随着城市电网改造速度的加快，传统的架空线、柱上开关和变压器将逐渐被地下电缆、开关站及箱式变压器取代。在这一过程中，电力部门要及时和市政相关部门进行协调沟通，做好相关设备预留工作，为以后电力系统技术更新做好预设准备。

（３）优化线网结构。利用城区配网变电站多的特点，优化线网结构，提高“两供一配”或“三供一配”的接线水平。高负荷区域采用双环网，并进行合理分段，确保事故发生时

１１０ｋＶ变电容量、１０ｋＶ主干线和１０ｋＶ馈线有足够的负荷转移能力。对条件成熟、对电力系统稳定性要求较高的地区优先实施自动化配网；其余地区则做好相应的规划设计工作，以逐步推进配网自动化改造。

（４）加快配电房设备改造。采用具有自动化功能的新式高压柜替换传统的老式高压柜，增加ＦＴＵ终端、ＰＴ柜及光纤通信功能。增设线路负荷开关和环网柜，增强配网联络能力，从而实现对故障区的有效隔离，以控制停电范围，为配网自动化实施奠定基础。可靠性是配电自动化系统稳定运行的关键，因此配电自动化系统应能对各分段故障进行自动定位、隔离及非故障电路的自行恢复供电。目前，配网自动化系统在故障自动隔离方面的技术尚未成熟，只能实现故障的定位和自动报警，通过相关设备自动告知故障地点，以便维护人员第一时间赶往现场。

（５）做好前期规划信息收集。地理信息系统（ＡＭ／ＦＭ／ＧＩＳ）是配网自动化的一个重要组成部分，在规划过程中应充分结合其功能特性和实际情况，做好配套软件开发、原

始数据收集等工作。收集所在区域的１０ｋＶ配电网络图纸资料，对其线路长度、配送半径、负荷情况等进行统计。

充分考虑配电网的自动化需求，选择合适的一次性设备。柱上开关要重点考虑其是否符合配电自动化系统的需要，是否简单实用，而不仅仅关注是否配备ＴＶ、ＡＶ及电动操作。对于环形柜，除了配备ＴＶ、ＡＶ及电动操作外，还需集成ＤＴＵ。

（６）充分考虑配电网远端设备的实用性。由于户外环境状况较为复杂、恶劣，因此要求配电网自动化系统的远端终端设备应具备良好的防风沙、腐蚀、雨水、雷电及强抗干扰等能力，还应杜绝使用蓄电池。

（７）准确定位通信系统。通信系统是配网自动化建设过程中的重点和难点，因此合理定位有利于配网自动化的建设。由于配网自动化系统终端通信网规模巨大，在事故状态下其可靠性将难以得到有效保障，因此应重点关注通信系统监控功能，而不是保护。即当故障发生时终端设备直接进行开关隔离动作，而不是通过后台通信网络进行处理，从而有效地提升系统的可靠性，避免造成更大范围的停电事故。

4结束语

总而言之，在城市建设过程中，电力综合管理是一项关键性工作，配网合理规划是其首要前提。电力企业要根据当下配网规划建设要求，将城市配网自动化作用到配网规划各个环节，明确地区配网运行情况，实时处理故障问题的基础上，科学开展配网规划工作。在应用城市配网自动化中，电力企业要注重新技术的规范应用，优化配网规划管理方法，加强配网自动化规划管理。以此，降低城市配网规划成本，促使规划建设的城市配网具有较高的运行效益，供电质量明显提高，不断推动现代化城市建设进程。

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