论文部分内容阅读
摘要：配电网自动化技术是一项高科技的系统工程，无论是在城市的配网改造还是在配网建设中，都具有自动化水平高，供电性能可靠、维护费用低等特点。因此，积极采用和推广配电网综合自动化技术是全面提高国民经济发展的有效手段。
关键词：配电网；通信；电网方案
随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，对供电可靠性指标提出了更高的要求。因此，规划、建设和改造配电网络系统，提高配电网供电可靠性的工作正受到各级部门的重视，很多地区以提高供电可靠性为首要目的的配电自网动化建设和配电网改造工程正在进行之中。由于配电网自动化工作涉及面广、投资高，必须根据用电需求和供电可靠性要求，综合考虑现有配电网结构和设备状况，制订规划、分步实施，与配电网改造和发展规划同步考虑，协调配合，避免重复建设或推倒重来，在总结试点取得成功经验的基础上，逐步推广。
1 配电网自动化的定义
近两年来，在发达工业地区的配电网中，大多都采用安装户外配电线路上设备来减少工程的占地面积和投资，从而达到提高供电质量的效果，具有可靠性和灵活性。在我国供电部门也逐渐普及开来，越来越多的电力部门使用这个方法，由于我国早期线路上的设备自动化程度较低，而且一般都是人工操作，所以被
真正使用的没有多少。但随着现在科学技术的进步，计算机与现代通讯技术逐渐发展起来，可对线路上的设备进行远程的监控和协调，从而实现配电网自动化。如果按照国际电气电子工程协会的说法，则配电网自动化系统是对配电线路上的设备进行远方实时的监测、调整、控制和协调的一个集成系统。
2 城市配电网建设
城市配电网通常指10kV及380/220V电压等级的电力供应网络。当然，目前大部分城市已经把110kV变电所作为城市的枢纽变电所，也纳入了城市配电网的范畴，但城市配电网的主要供电线路仍然为10kV及380/220V電压等级的线路，因此，本文仅讨论10kV及以下电压等级的配电网。
城市配电网自身的建设是城市配电网自动化建设的最础工作，鉴于配电网的网络结构薄弱且不合理的现状，作为城市配电网自动化建设的基础工作，首先应对城市配电网进行建设和改造，加强配电网的网络结构的健壮性，实现城市配电网以10kV线路为主干的环网结构，并辅以可控分段开关，合理地将环网进行分段，以实现各负荷的可转移性。根据我国城市配电网管理工作的特点，对配电网设备的要求是要做到安全可靠性高、技术参数高、效率高、寿命长、结构简单、体积小、便于安装、维护工作量小，并针对城市特点，要朝着无油化、绝缘化、组合化、机电一体化方向发展。
3 城市配电网自动化建设
3.1 城市配电网自动化的系统逻辑结构
城市配电网自动化（DA）是指利用现代通信和计算机技术，对电网在线运行的设备进行远方测量、监视和控制的网络系统。它包括馈线自动化、开闭所和小区配电所自动化、配电变压器和电容组等的检测自动化等。 当配电网系统较大时，配电网自动化中心主站可下设中心分站，以提高系统的响应速度。
3.2 城市配电网自动化组成
3.2.1 配电网自动化中心主站
主站主要是计算机和相关程序。配网自动化系统主站的支持平台应满足开放式、可靠性、实用性要求，采用100MNT 网络结构。由前置机、数据库服务器、各种监控工作站、大屏幕显示器，网络交换机及路由器、通信机等组成，而各种工作站可根据实际需要进行选择。
3.2.2 监控、监测终端
配电网自动化的监控、监测终端一般由FTU （馈线终端）、TTU（配变终端）和RTU（常规终端）等组成，其功能为信息采集和处理、接受并执行遥控指令、事件记录及上报、闭锁功能、电源失电保护、通信等。
FTU作为采集柱上开关（分段开关）数据，如电压、电流、开关控制状态等；
RTU作为采集开闭所数据，如各路开关的运行状态以及连接方式，开关的联络方式，开关的控制状态，保护状态，开闭所的温度、湿度等。
TTU作为采集配电变压器数据，如有功功率，无功功率，
有、无功电压、电流，电压、电流超限记录，停电状态，功率因数，油温，压力等。
另外，作为非遥控控制终端，配网有重合器、分段器、重合分段器等控制设备。
3.2.3 通信
配电网所涉及的通信方式主要有光纤、电力线载波、电话线、微波、无线电、同轴电缆等。配电网自动化程度的重要标志是通信是否符合自动化的要求，对于城市配电网应结合城区的特殊情况，以及实际应用效果来决定采取那一种通信方式。
光纤通信是城市配电网通信的主要方式，特点是可靠性高，干扰小，不受环境条件的影响，可作为语言、数据和图像的传输，是当前较好的通信方式。音频有线是城市规划电网较为经济和实用的方法，通信的布设及各通信端的连接无特殊要求，造价较低，容易实现，但容易受环境的影响，尤其是与高压配电线路同杆架设，高压的强电场和强磁场对通信线的干扰影响。同轴电缆一般用于短距离连接。
电力载波是电力系统常用的通信方法，在对于无断点的线路，例如变电所与变电所之间，已经有成熟的经验，使用效果好。但对于配电网线路，由于线路上多台配电变压器以及线路的柱上开关的断点，使载波通信在配电线路中使用受到了较大的影响。
微波通信、扩频通信对于高楼林立的城市配电网，效果不佳。无线通信、音频通信通常作为我国负荷控制的应用领域，在城市应用效果得到充分证实，可以用于时效性不高的监测数据通信。
通信接口采用485接口，增强通信的传输质量。因此无论配电网采用何种通信方式，对监控、监测终端与主站系统的通信必须符合某一规定的要求。
3.3 配电网自动化方案
3.3.1 环网电缆方案 以电缆作为配电主干线的配电网自动化方案，主要在城市商业繁华、人口密集地方，以环网开关柜为主体，负荷开关柜据所在地域和用户的数量的要求设定出线回路数的多少，一般为二进四出，当进出线回路较多，规模更大时可转变为开闭所。环网柜一般以负荷开关与熔断器相配合，当一路电源发生故障后，会有另一路电源快速切换到母线，恢复正常的供电。对开闭所监控系统的通讯方式，在放设电缆时一并设置，主要以光纤和电话线为主，以减少干扰。环网柜的主要特点是运行环境较好、外界影响因素较少，也是城市主干道的较好的方案。
3.3.2 架空线路方案
市内架空线路方案一般在城市道路规模和环境较好，两侧路较为宽敞的条件下，以裸线架空导线和架空绝缘导线为主，一般情况下是双回路架设，在输电路线上根据用户要求设配电变压器或设双电源，架空线路通常是双电源环网供电方式。这种配电方式结构简单，布置形式灵活，设备都集中在户外安装，受环境条件的影响较大，正常条件下乙电源开关为开路运行，由甲电源供电。当情况异常时，由乙电源供电。架空线路方案可以再划分为分段器型、重合器型，即由重合器、分段器、重合分段器作为控制单元，实现控制。
3.3.3 辐射型配电网方案
辐射性配电网主要应用在單电源供电的市郊和农村配电网络，控制设备由变电所主开关作保护，配电线路可根据需要设多级重合器和分段器保护，达到自动隔离和恢复供电的目的。
3.3.4 低压380/220V 配电网自动化方案
低压配电网自动化方案在我国应用较少，但作为配电网自动化的重要组成部分，也必须在系统规划中加以考虑。低压配电网自动化方案解决两个问题。一是要实现低压的双（多）电源问题；二是解决配电变压器的经济运行问题。解决方案有两个，一是合理布局配电变压器，实现合理的供电半径和负荷密度；二是在计算的前提下，将两台或多台配电变压器（通常为相邻）之间，在低压侧实现联络，并配以低压联络开关，实现低压的多电源配置，满足配电变压器（某电源）故障或轻负荷时的负荷转移。
4 结束语
随着我国电力工业的不断发展，配电网建设的问题越来越引起人们的广泛关注。因此，要加强配电网的建设，提高供电的质量，就必须学习和掌握配电网自动化技术，使电力建设者能够跟上电力行业技术的发展，从而保证配电网运行的效率。
参考文献
[1]江志昌.略谈配电网自动化系统实施的几点建议[J].广东科技，2011
[2]黄家兵.县级配电网自动化通信系统设计探讨[J].安徽电力，2009
关键词：配电网；通信；电网方案
随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，对供电可靠性指标提出了更高的要求。因此，规划、建设和改造配电网络系统，提高配电网供电可靠性的工作正受到各级部门的重视，很多地区以提高供电可靠性为首要目的的配电自网动化建设和配电网改造工程正在进行之中。由于配电网自动化工作涉及面广、投资高，必须根据用电需求和供电可靠性要求，综合考虑现有配电网结构和设备状况，制订规划、分步实施，与配电网改造和发展规划同步考虑，协调配合，避免重复建设或推倒重来，在总结试点取得成功经验的基础上，逐步推广。
1 配电网自动化的定义
近两年来，在发达工业地区的配电网中，大多都采用安装户外配电线路上设备来减少工程的占地面积和投资，从而达到提高供电质量的效果，具有可靠性和灵活性。在我国供电部门也逐渐普及开来，越来越多的电力部门使用这个方法，由于我国早期线路上的设备自动化程度较低，而且一般都是人工操作，所以被
真正使用的没有多少。但随着现在科学技术的进步，计算机与现代通讯技术逐渐发展起来，可对线路上的设备进行远程的监控和协调，从而实现配电网自动化。如果按照国际电气电子工程协会的说法，则配电网自动化系统是对配电线路上的设备进行远方实时的监测、调整、控制和协调的一个集成系统。
2 城市配电网建设
城市配电网通常指10kV及380/220V电压等级的电力供应网络。当然，目前大部分城市已经把110kV变电所作为城市的枢纽变电所，也纳入了城市配电网的范畴，但城市配电网的主要供电线路仍然为10kV及380/220V電压等级的线路，因此，本文仅讨论10kV及以下电压等级的配电网。
城市配电网自身的建设是城市配电网自动化建设的最础工作，鉴于配电网的网络结构薄弱且不合理的现状，作为城市配电网自动化建设的基础工作，首先应对城市配电网进行建设和改造，加强配电网的网络结构的健壮性，实现城市配电网以10kV线路为主干的环网结构，并辅以可控分段开关，合理地将环网进行分段，以实现各负荷的可转移性。根据我国城市配电网管理工作的特点，对配电网设备的要求是要做到安全可靠性高、技术参数高、效率高、寿命长、结构简单、体积小、便于安装、维护工作量小，并针对城市特点，要朝着无油化、绝缘化、组合化、机电一体化方向发展。
3 城市配电网自动化建设
3.1 城市配电网自动化的系统逻辑结构
城市配电网自动化（DA）是指利用现代通信和计算机技术，对电网在线运行的设备进行远方测量、监视和控制的网络系统。它包括馈线自动化、开闭所和小区配电所自动化、配电变压器和电容组等的检测自动化等。 当配电网系统较大时，配电网自动化中心主站可下设中心分站，以提高系统的响应速度。
3.2 城市配电网自动化组成
3.2.1 配电网自动化中心主站
主站主要是计算机和相关程序。配网自动化系统主站的支持平台应满足开放式、可靠性、实用性要求，采用100MNT 网络结构。由前置机、数据库服务器、各种监控工作站、大屏幕显示器，网络交换机及路由器、通信机等组成，而各种工作站可根据实际需要进行选择。
3.2.2 监控、监测终端
配电网自动化的监控、监测终端一般由FTU （馈线终端）、TTU（配变终端）和RTU（常规终端）等组成，其功能为信息采集和处理、接受并执行遥控指令、事件记录及上报、闭锁功能、电源失电保护、通信等。
FTU作为采集柱上开关（分段开关）数据，如电压、电流、开关控制状态等；
RTU作为采集开闭所数据，如各路开关的运行状态以及连接方式，开关的联络方式，开关的控制状态，保护状态，开闭所的温度、湿度等。
TTU作为采集配电变压器数据，如有功功率，无功功率，
有、无功电压、电流，电压、电流超限记录，停电状态，功率因数，油温，压力等。
另外，作为非遥控控制终端，配网有重合器、分段器、重合分段器等控制设备。
3.2.3 通信
配电网所涉及的通信方式主要有光纤、电力线载波、电话线、微波、无线电、同轴电缆等。配电网自动化程度的重要标志是通信是否符合自动化的要求，对于城市配电网应结合城区的特殊情况，以及实际应用效果来决定采取那一种通信方式。
光纤通信是城市配电网通信的主要方式，特点是可靠性高，干扰小，不受环境条件的影响，可作为语言、数据和图像的传输，是当前较好的通信方式。音频有线是城市规划电网较为经济和实用的方法，通信的布设及各通信端的连接无特殊要求，造价较低，容易实现，但容易受环境的影响，尤其是与高压配电线路同杆架设，高压的强电场和强磁场对通信线的干扰影响。同轴电缆一般用于短距离连接。
电力载波是电力系统常用的通信方法，在对于无断点的线路，例如变电所与变电所之间，已经有成熟的经验，使用效果好。但对于配电网线路，由于线路上多台配电变压器以及线路的柱上开关的断点，使载波通信在配电线路中使用受到了较大的影响。
微波通信、扩频通信对于高楼林立的城市配电网，效果不佳。无线通信、音频通信通常作为我国负荷控制的应用领域，在城市应用效果得到充分证实，可以用于时效性不高的监测数据通信。
通信接口采用485接口，增强通信的传输质量。因此无论配电网采用何种通信方式，对监控、监测终端与主站系统的通信必须符合某一规定的要求。
3.3 配电网自动化方案
3.3.1 环网电缆方案 以电缆作为配电主干线的配电网自动化方案，主要在城市商业繁华、人口密集地方，以环网开关柜为主体，负荷开关柜据所在地域和用户的数量的要求设定出线回路数的多少，一般为二进四出，当进出线回路较多，规模更大时可转变为开闭所。环网柜一般以负荷开关与熔断器相配合，当一路电源发生故障后，会有另一路电源快速切换到母线，恢复正常的供电。对开闭所监控系统的通讯方式，在放设电缆时一并设置，主要以光纤和电话线为主，以减少干扰。环网柜的主要特点是运行环境较好、外界影响因素较少，也是城市主干道的较好的方案。
3.3.2 架空线路方案
市内架空线路方案一般在城市道路规模和环境较好，两侧路较为宽敞的条件下，以裸线架空导线和架空绝缘导线为主，一般情况下是双回路架设，在输电路线上根据用户要求设配电变压器或设双电源，架空线路通常是双电源环网供电方式。这种配电方式结构简单，布置形式灵活，设备都集中在户外安装，受环境条件的影响较大，正常条件下乙电源开关为开路运行，由甲电源供电。当情况异常时，由乙电源供电。架空线路方案可以再划分为分段器型、重合器型，即由重合器、分段器、重合分段器作为控制单元，实现控制。
3.3.3 辐射型配电网方案
辐射性配电网主要应用在單电源供电的市郊和农村配电网络，控制设备由变电所主开关作保护，配电线路可根据需要设多级重合器和分段器保护，达到自动隔离和恢复供电的目的。
3.3.4 低压380/220V 配电网自动化方案
低压配电网自动化方案在我国应用较少，但作为配电网自动化的重要组成部分，也必须在系统规划中加以考虑。低压配电网自动化方案解决两个问题。一是要实现低压的双（多）电源问题；二是解决配电变压器的经济运行问题。解决方案有两个，一是合理布局配电变压器，实现合理的供电半径和负荷密度；二是在计算的前提下，将两台或多台配电变压器（通常为相邻）之间，在低压侧实现联络，并配以低压联络开关，实现低压的多电源配置，满足配电变压器（某电源）故障或轻负荷时的负荷转移。
4 结束语
随着我国电力工业的不断发展，配电网建设的问题越来越引起人们的广泛关注。因此，要加强配电网的建设，提高供电的质量，就必须学习和掌握配电网自动化技术，使电力建设者能够跟上电力行业技术的发展，从而保证配电网运行的效率。
参考文献
[1]江志昌.略谈配电网自动化系统实施的几点建议[J].广东科技，2011
[2]黄家兵.县级配电网自动化通信系统设计探讨[J].安徽电力，2009