配网自动化系统的功能与效果

配网自动化系统的功能与效果

孟鹤芝

(国网山西省电力公司临汾供电公司山西临汾041000)

摘要：随着科技水平的提高，电力配网自动化系统技术逐渐崭露头角，不但适应了目前电力系统发展的趋势，而且还为电力系统供电提供了一定的安全保障，同时，配网自动化系统的功能十分强大，具有信息的监控功能、数据的处理功能以及数据的应用功能等。因此，可在电力系统的运行中起到保驾护航的作用。由于国内网络安全处于较为严峻的局面，电力体制改革也不断深入，因此，需要对现有的一次设备进行设计和改造，使其满足配网自动化系统的要求。开关类设备作为配网运行中的一次设施，在配网自动化系统将发挥重要作用。本文主要介绍配网自动化系统设计改造过程中，对一次设备设计改造的要求和技术要点，并分析配网自动化中改造开关柜和环网柜、更换开关柜和环网柜，更换柱上开关的要求。

关键词：配网自动化；一次设备；改造设计；开关柜

前言：传统配网设备运行年限较长，设备比较陈旧，需要进行设计和改造，使之与配网自动化系统相适应。近年来通过城市配网升级与改造项目，配电网网架逐渐完善，结构更加合理，设备持续升级，线路联络率、“N-1”满足率显著提升，提供了配网自动化系统实施的基础。配网自动化系统实施后，电网供电可靠性和供电质量会明显提升，通过故障隔离、负荷转供，缩小故障停电范围，迅速恢复非故障线路供电。同时，配网抢修人员劳动强度大大降低，工作效率得到提升，配网安全隐患减少。因此，加强配网自动化系统的一次设备设计和改造，是十分必要的。

一、设计改造配网自动化一次设备的要求和要点

配网自动化的内容和特点是监视与控制电网，控制主要指改变设备运行的方式，监视则是指掌握配网的全景数据。通过配网自动化系统的建设，实现配网从“盲调”向配网“可视”、“可控”的目标转变，为实现该目标需要达到以下要求：

（1）合理设置配网网架，简化接线方式。优化线路分断点与联络点，均匀分配各段线路负荷，从而简化故障时网络重构策略，迅速隔离故障，缩小停电范围。

（2）对配网一次设备升级改造，达到三遥或者二遥要求，即配备达到配电自动化终端操作要求的电机、端子和接口，并预留配电终端的安装空间。

（3）通信要求安全、精准、快速、可靠，否则在承载大量数据时配网自动化系统会出现瘫痪。

在设计和改造配网自动化一次设备时，要全面研究设计内容，设计要点如下：

（1）明确配网自动化的层次。要结合配网规模明确使用相应体系结构。配网自动化体系结构有两层和三层之分，县市及以下的配网自动化系统规模偏小，通常是采取两层结构。

（2）明确配网自动化系统的主站功能。配网自动化系统的中心就是主站系统，需要具备安全性与可扩展性。

（3）对信息量进行计算。系统设计人员要全面掌握信息量，确保设计的全面化，并与交换机、光网络单元等相结合，防止设备冗余与信道堵塞。

二、改造开关柜和环网柜

在配网自动化中改造开关柜和环网柜的主要关键点是：

（1）开关柜由于品牌不同、型号不同、生产批次不同，导致部分开关柜无法改造。比如梅兰日兰牌开关柜的RM6型号灰色面板属于老款，无法改造；而黑色面板属于新款，能够改造，需要在设计中注意。

（2）二次线室、开关柜面板问题。例如梅兰日兰牌开关柜的SM6型电动操作机构因柜身没有充分空间，要对环网柜面板进行配套更换。而RM6型电动操作结构也因柜身没有充分空间，要对二次线室进行配套更换。

（3）改造电动操作机构。开关柜的品牌虽然相同，但其电动操作机构可能不同，在对现场进行勘查时要认真，确保准确。比如某型号电动操作机构有两种不一样的电动操作结构。

（4）根据改造设备柜体内及附近的空间情况，选择户内或者户外遮蔽式配网自动化终端。

（5）电流互感器的改造。不同厂家生产的电流互感器有较大差别，要确认电流互感器的大小合适，否则无法完整安装。比如电缆头相间的间距过小，不能把单相电流互感器完整安装。若电缆头的三指套有过大的外径，会导致不能安装零序CT。若电缆的弯曲半径没有达到标准，电缆处就不能安装零序CT。

（6）安装空间合适。在配网自动化中设计和改造一次设备，也要注意DTU的安装位置是否合理，确保有效的检修空间。若DTU柜后没有空间，就只能从前方位置进行检修。然而，如果有底板故障、配线错误等缺陷故障的时候，往往要将后面板打开进行检修。

（7）改造接线线路。开关柜和配网自动化终端有比较复杂的接线线路，同时设备不同，具体零件尺寸也有所不同。所以，改造时要从整体出发，配合各零部件线路接线，选择最佳配置方案，从而将各机构有效连接到一起，开关柜内部空间得到有效利用，提升改造效率。

三、提出配网自动化系统网络安全保护的基本措施

配电网自动化系统网络安全防护措施应严格依照

《电力监控系统安全防护总体方案》和《电力监控系统安全防护规定》中的标准来进行，打造安全良好的电力配网自动化系统。具体防护措施可细化为以下七点：第一，创建安全接入区，通过这道安检关卡拦截识别不良数据和参数，并提高感知层终端设备的鉴别能力和应用层系统报文内容的安全性。借助数据交换系统完成安全接入区与电力配网自动化系统之间的主站与公网的隔离工作，在安全接入平台的基础上实现运营商与电力行业数据的传输工作，保证调度数据网与公网始终处于错开状态；第二，安置可信安全接入网关，由于可信安全接入网关能够对配网主站前置机起到保护作用，因此，当防火墙被攻破或偷袭时，可信安全接入网关可形成第二道防御网，抑制并解决入侵的对象，确保配网主站前置机的安全，此外，还能唤醒感知层终端的多种功能，如加密、访问以及认证等。同时提出了高速Ｈａｓｈ查表方法和加密卡的多核平衡调度方法，这两种方法分别能提高数据隔离摆渡效率和加解密性能；第三，借助访问控制技术和加密认证为感知测和应用层的数据传输提供有效的保障，应用这两种功能来确保数据传输的安全性需要经过四道程序来实现，如鉴权和密钥的协商、激活安全性能、加密信令和数据以及检验信令和数据的完整性；第四，将加密认证功能应用到感知层终端软件中，不但能使感知层终端具备对数据和信息的加密处理功效，而且还能对恶意篡改、非法破译和拷贝等起到一定的遏制作用，提高了终端和系统的安全性；第五，加设串联模式的终端加密认证设备，使配电终端存在的多种问题得以解决，如扩容性较弱、通信方式较多以及厂家和型号较多等；第六，通过硬件的方式将加密认证芯片安置在配电网终端中，使终端的数据得到相应的审核认证；第七，构建安全的管理平台，使配网自动化系统高效完成数据的各种处理工作，如汇集、分析以及存储等。

四、深入确保配网自动化系统网络的安全性

由以下七种专项技术服务工作来维持配网自动化系统网络的安全性：第一，漏洞扫描，在漏洞数据库的基础上，通过一系列扫描手段完成配网自动化系统信息资产的检验，实时反馈其中存在的漏洞和风险，并对风险等级进行客观性的评价。

小结：配网自动化是时代发展的必然趋势，大范围建设配网自动化一方面会消耗大量时间，另一方面前期投入也需要较高的成本。因此，对配网中的一次设备进行改造是一个较好的选择，通过改造开关柜、环网柜，更换柱上开关，实现配网自动化系统的建设目标。

参考文献：

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[2]姚淼.配网自动化中一次设备改造设计探讨[J].技术与市场，2014（8）：76.

[3]张钰.试论10kV配网自动化设计和施工问题分析[J].工业，2016（8）：124.