配电自动化系统应用

配电自动化系统应用

张国田

(国网山东省电力公司夏津县供电公司山东省德州253200)

摘要：本文从定义起介绍了配电自动化系统，梳理配电自动化系统的功能，分条列出，对配电自动化的意义进行了阐述，然后针对所在的供电公司展开分析，对配电自动化建设提出合理化建议，最后分析了所在供电公司境内主要柱上开关情况。

关键词：配电自动化、配网、柱上开关、分界负荷开关

一、定义：

配电自动化系统是实现配网数据采集、运行监视控制和分析应用的自动化系统，主要由配电自动化系统主站、配电自动化系统子站（夏津公司无）、配电自动化终端和通信网络组成。

二、配电网自动化系统的主要功能及简介

1、系统运行监视和控制

监视界面可显示整个电力监控系统的网络图，一次接线图中动态刷新各电气设备的实时运行参数和运行状态，并且支持现场设备的远程控制功能。

2、电能质量监视和分析

对整个监控系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行实时的监视。实时监视系统电压偏差、频率偏差、不平衡度、功率因数、谐波含量，电压闪变等电能质量问题。记录扰动时的波形，作为电能质量分析和故障分析的依据。

3、功率因数监视和控制

实时监测电网功率因数，智能无功补偿电容器快速补偿系统无功缺额，通过校正系统功率因数来提高电网能效。

4、高精度的电能计量

使用高精度、多时段、双向计量的智能测控仪表，精确测量用户电能消耗，为电能使用管理提供重要数据。

5、电能消耗统计和分析

系统可提供综合的电能和需量统计报表功能，也可以定制符合需求的电能统计功能，包含不同用电设备在不同费率时段的电量消耗，可以按照日、月、季度、年的时间段进行统计和记录，并可以查询、显示和打印。

6、预防性电气火灾监视

连续监视用电设备泄露电流的变化、线缆接头温度的变化，为配电设备的预防性维护提供依据，有效预防电气火灾的发生。

7、报警和事件管理

系统在电能质量事件发生、设备状态改变、电网扰动、电气故障时触发并记录报警。

8、历史数据管理

系统基于SQLserver数据库完成历史数据管理，所有实时采样数据、事件顺序记录(SOE)等均可保存到历史数据库。能够自定义需要查询的参数，查询的时间段或选择查询最近更新的记录数，显示并绘制成曲线图。

9、报表管理

可基于系统已有模板，或自定义新的模板生成报表。

三、配电网自动化意义

配电网自动化是电力系统现代化的必然趋势，在正常运行情况下，通过监视配网运行工况，可优化配网运行方式；当配网发生故障或异常运行时，能迅速查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积；根据配网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行目的；合理控制用电负荷，从而提高设备利用率；自动抄表计费，保证抄表计费的及时和准确，提高了企业的经济效益和工作效率，并可为用户提供用电信息服务等。

四、夏津公司配电网自动化现状

夏津公司配电网自动化主站系统建于2012年，覆盖城区、开发区所14条10kV线路，共计44个FTU、DTU，开关柜内DTU通过光线接入主站系统、柱上开关用FTU通过无线上网卡接入主站系统，配电自动化覆盖率为14/124=11.3%。通过光线接入主站系统的开关可实现三遥功能（遥测、遥控、遥信），通过无线上网卡接入主站系统的开关可实现二遥功能（遥测、遥信）。

配电自动化作为配电管理的重要手段，应全面服务于配电网调度运行和运维检修业务。根据配电自动化建设原则，自2017年9月末起，分批次对全县300余台配有控制终端（FTU）的开关接入配电网主站系统，主要工作为联合FTU厂家技术人员更换FTU通信模块，加入无线上网卡，调试与主站通信。控制终端占有较大比重的厂家有珠海许继（119台）、和信瑞通（77台）、电研华源（55）、河南瑞特（33台），截止2017年11月12日已基本完成珠海许继终端接入主站系统工作。涵盖72条线路，配电自动化覆盖率57.6%，对线路故障诊断收到良好效果。剩余开关控制终端计划在12月31日前全部接入主站，对于线路没有开关控制终端的情况，将安装故障指示器，接入主站系统，确保年底前覆盖率在90%以上。

配电自动化系统功能强大，可实现的功能特别多。下面只简单介绍一下“事件记录”功能。“事件记录”项可监视环网柜内开关、柱上开关后线路单相接地、相间过流、开关分合位、开关储能、电压电流等信号。在线路发生故障时，打开“事件记录”选项，可直观的观察到故障线路开关动作情况和故障发生情况。11月14日下午10kV苏留庄线线路故障。通过主站系统可知故障区域为苏留庄线镇政府支线20-4+1J开关后，开关后支线先发生单相接地故障，随后发生相间短路，变电站出线开关相间保护动作，跳闸，失压后苏留庄线镇政府支线20-4+1J开关跳闸，隔离故障区域，站内出线开关重合成功，非故障区域恢复送电（主站记录情况与当天树木砍伐碰线导致线路跳闸情况一致）。日后线路建设改造时，宜将线路建设为三分段（主线安装2台分段开关），每条支线1台分界开关（断路器更优），线路正常运行时，可对各支线负荷进行监视，线路发生故障时，可直观的显示故障在哪条支线上，确定故障位置，便于抢修，更有利于配网管控。

保障配电网主站系统准确监视线路状况、正确判断线路故障区间的3个必要条件是：

1是柱上开关保护定值设置准确。定值设置不准确，开关不能准确动作。不同位置开关保护定值不一样，同样保护定值不同在开关控制终端设置方法也不一致，夏津公司有近十种不同的保护终端，设置方法复杂。

2是配网主站系统中的线路图准确。必须保证开关和变压器在线路中的位置准确，线路有变动时，及时在系统图中更改，否则无法正确监视和判断故障区域。

3是保证开关控制终端在线，保证终端在线率。省公司要求指标为大于98%。如果开关终端不在线，即使线路发生再大的故障，配电主站也无从得知，无法判断故障区域。

五、夏津公司分界负荷开关简介

夏津公司分界负荷开关近200台，占开关总数一半以上，简单介绍一下分界负荷开关。分界负荷开关主要安装于支线第一基电杆，故障时可快速隔离故障区域，缩小停电范围，减少非故障用户停电时间，提高供电可靠性。由于分界负荷开关灭弧能力差，一般只能分断正常负荷电流，无分断短路电流能力，因此分断短路电流时，需变电站出线开关配合。该开关主要应用如下：

1、自动切除单相接地故障。当分界负荷开关后发生单相接地时，分界开关自动分闸，将故障线路切除，保证线路上其他用户安全用电。

2、隔离相间短路故障（需变电站出线开关配合）。当分界负荷开关后支线发生相间短路故障时，分界开关在变电站出线开关跳闸后，立即切除故障线路，故障线路被隔离，变电站出线开关重合闸后，线路上其他用电客户恢复正常用电。

3、快速定位故障点。分界负荷开关动作后，会主动上报故障信息，在配电网主站系统中可查询，供电公司能迅速明确故障区域，及时进行现场处理，使故障线路尽早恢复供电。

4、负荷监控。分界负荷开关可将检测到的数据（包括电压、电流、零序电流、功率因数、功率等）传送中配电网主站系统，实现负荷远方监控。

另外分界负荷开关定值与上级柱上开关及变电站出线开关保护定值配合问题需特别注意。

参考文献:

1.陈堂等《配电系统及其自动化技术》中国电力出版社

2.王明俊等《配电网自动化实用技术》中国电力出版社

3.罗毅等《配电网自动化实用技术》中国电力出版社