我国配电网自动化的发展及方案的解析
摘 要 本文结合我国经济发展的现状，对配电网自动化的发展做出了阐述，点明配电网自动化是我国经济发展的必然要求。
当然本文也结合我国一些地方电网的具体特点及实际情况，提出了相应的解决方案。
毕业论文网 关键词 配电网自动化 通讯通道 故障 1 引言 随着改革开放的不断发展, 人民生活水平的不断提高, 电力作为与国民经济息息相关的产业, 其地位和作用越来越突出。
摆在我们面前的是用户对供电的质量及可靠性的高要求与现有的配电设备落后、自动化水平低之间的矛盾。
电力法颁布实施以来, 保证供电可靠性已经作为供电企业的法定职责, 全国供电系统对供电可靠性的要求已成为一种趋势, 配电网实现自动监控已迫在眉睫。
2 国外配电网自动化的发展和对我国的影响 国外配电网自动化发展较早, 欧美等国受其供电方式以及地域的影响, 配电线路自动化是由多组重合器、分段器来完成的, 其特点是由于其配电线路较长, 重合器、分段器、熔丝定值比较容易整定, 重合器与分段器容易配合, 当线路有故障时自动隔离。
但其特点也十分明显, 多次重合到永久性故障上对系统冲击较大, 容易引发其他事故, 其方案及设备以40—50 年代至今没有什么突破性进展。
日本由于地域较小, 其配电网自动化方案发展包括以下几个方面。
（1） 采用先进的计算机技术, 对整个配电网进行多功能监控。
（2） 柱上配电开关与变电所主保护开关配合, 具有自动判断故障及延时合闸功能, 能自动判断故障段并隔离。
（3）具有远动功能及负荷控制功能。
我国长期计划经济体制下,只重视对发、供电设备的建设更新改造,而在配电网科研建设上投入太少。
近年来随着市场经济体系的建立与完善,加快了对配电网自动化的研究,并制订了一些方案,有些方案已经开始实施。
但这些方案总体来说还都是处于起步摸索阶段,其性质与包括的内容也各不一样,存在着大家一起搞各搞一套的局面,水平良莠不齐。
南方经济发达的地区,着重选取进口设备,对自动化要求的内容比较多,而西北地区等一些经济尚不发达地区,则着重选取国产以及自己开发的产品。
这样就造成了人力、财力的巨大浪费。
3方案、原理及功能 （一）方案提出 制定配电网自动控制方案不但在于其是否经济可靠,功能齐备,更要看是否能发挥出巨大的经济、社会效益。
本着这种原则,结合当地电网的实际情况, 我们制定以下方案。
传统的配电方式采用辐射形状,一旦线路某处故障或检修时,就会造成线路全线停电。
目前城网已经朝着环网供电发展。
为了实现分段检修、故障隔离,我们选择2条10kV线路形成环网供电方式,这2条线可以是同一变电所的2条出线,也可以是不同变电所的出线,线路上装设分段器 R,如图1所示。
分段器选择至少带两相 CT 的操作可靠性高的储能式断路器, 即在线路失电后仍能靠储能分断1次,并带手动、电动两种操作方式。
RTU采用具有遥测(可以采集故障电流)、遥信、遥控、遥脉功能的小型远方数据终端,以有线或无线的通讯方式与设在变电所或供电局内的上位机通讯,这样可在不改变变电所原有保护和重合闸的情况下,实现自动隔离。
图 1 配电线路自动监控接线示意图 DL1,———DL2变电所10kV出线断路器;R1、R2、R5、R6———分段器;DL3———联络断路器; F———熔断器; RTU 为分段控制用远方数据终端 （二）方案的原理 变电所断路器DL1、DL2的重合闸方式不变,0s跳闸,3s重合,重合不成功180s强送。
F1点故障,熔断器F快速熔断,由于整定上有困难DL1可能动作,重合闸1次成功。
F2、F3、F4点故障时,DL1跳闸后,3s重合1次成功,此时上位机只作事件记录而没有任何控制。
F1点故障,熔断器F快速熔断(与重合闸整定值配合好),DL1可能动作,但重合1次成功,故障隔离。
F2点故障,DL1动作跳闸,经3s后重合不成功,这时故障电流流经DL1,而R1未有故障电流,RTU 将采集的电流量通过通道送入上位机,由上位机判断故障所在段I,并闭锁 DL1,通过遥控跳开分段器 R1。
F3点故障,DL1动作跳开,经3s后重合闸不成功, 这时故障电流流经 DL1、R1,而R2未流过故障电流。
RTU将采集的电流量通过通道送入上位机,由上位机判断故障所在段为,遥控跳开R1、R2,然后用 DL3,经180s后闭合 DL1,这样故障段被隔离。
F 4点故障,DL1动作跳闸,经3s后重合不成功,故障电流流经DL1、R1、R2。
RTU将采集的电流量通过通道送入上位机,经过逻辑判断确定故障段为III,自动控制跳开R2。
后经180s合 DL1,这样故障段III从线路上被隔离开了。
同样,线路上任一处发生故障, 自动化监控系统都能判别,并将其自动隔离,而且对分段器的操作都是在线路完全失电情况下进行的,提高了操作的安全性。
对分段器的开断能力并无要求。
只是考虑到目前真空断路器价格不贵,并且使用真空断路器可切负荷电流实现局部停电检修,所以分段器最好选用储能式真空断路器。
这样由小型远方数据终端与上位工控机构成配电网自动化的低层网络结构(建议采用现场总线方式)上位工控机可作为几条线路监控使用,当低层网络系统发展到一定数量,为实现集中管理,在供电局内设置中心,以一般局域网方式将各控制系统联网建立高层网络,如图2所示。
图 2 网络结构 （三）功能的介绍 供电企业可根据实际情况分阶段实现下述功能。
单一配电线路自动化阶段,在有必要实现自动化线路上装设自动化装置。
实现以下功能。
b 通过RTU建立实时动态数据库对整条线路实时监控。
c 建立线路参数静态数据库(包括线路电力设备参数,负荷特性,用户资料)。
在资金允许的情况下, 实现多条线路自动化, 并监测线路信息。
建立高层网络结构, 在低层网络中加入负荷控制, 自动电量抄表功能, 完善高层网络功能, 以供电局为中心, 实现以下功能：自动故障隔离;负荷控制;自动抄表远传;地理信息管理。
4 概述 该方案不但功能齐全,而且在安全性、可靠性、经济性等方面也具有明显优势。
但在实施中需注意几个问题。
a以上位计算机作为控制中心,其与RTU的通讯通道一定要十分可靠。
无线通讯方式从现有的使用情况来看并不令人满意,建议架设有线通道,其无论经济性还是可靠性都强于无线通道。
最新工业现场总线CAN在配电自动化通讯系统中是一种极为有前途的总线,它具有通讯安全可靠,抗干扰性强,硬件配置灵活,价格适宜,开发方便等优点。
储能断路器一定要操作方便可靠,尤其在完全失电情况下,要可靠断开开关。
至于断路器的开断能力根据用户需要而定。
5结束语 本文所提出的方案其安全性不容质疑,但是其可靠程度受各种相关设备的影响,所以在工程实践中把好设备选型关。
希望本方案能得到更好的推广。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。