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随着经济的成长和生活水平的提高，对供电质量和靠得住性提出了更高的要求。年夜规模两网改造竣事后，配电网的结构获得了优化，但要进一步提高配电网的靠得住性，还必需周全实现高水平的配电网自动化。现实上，近年来我国许多地域已在分歧条理、分歧规模上进行了配电网自动化的试点工作，也取得了一定的成就。但由于几近所有的系统都是开环运行模式，故障恢复时间都在30s以上甚至数分钟，不能知足对供电靠得住性要求更高的用户，只能接纳双回供电、自备发电、年夜容量UPS等高成本方式来弥补。一供电区域配电网概况及配网自动化计划功能和方针现以一个110KV变电站为列说明一下配网自动化系统的运用，该区共12km2，区内110kV变电站一座，今朝投进31.5MVA变压器2台。110kV进线2回内桥接线，划分引自上级500kV变电站。出线为35kV10回、10kV16回，改造前为排挤线路与电缆出线夹杂方式，中性点不接地；改造后全数以电缆排管方式引出，小电阻接地。二次装备原采用常规继电庇护和远动，远测、远信送往上级调剂中心，通讯通道为载波和扩频，备有商用电话。拟分二期周全实现配电网自动化。本期计划主要方针是：（1）以全闭环运行方式实现区内配电网自动化。（2）提高供电靠得住性，到达“N-1”供电平安准则，供电靠得住率高。（3）建立配电监控系统，提高供电质量，电压及格率高。（4）线路发生性故障时，能自动进行故障识别、故障隔离和恢复供电。（5）实现对用户侧装备的远方监控、抄表等负荷治理功能。（6）同时容纳开环运行的方式。本期配电自动化系统主要实现以下功能：（7）SCADA功能包括数据收集及处置、人机联系和制表打印；（8）馈线自动化功能主要是故障识别、隔离和自动恢复供电；（9）GIS地舆信息系统功能；（10）包括远方自动抄表功能在内的负荷侧治理功能； （11)与变电站RTU和上级调剂中心通讯功能包括传送远测、远信和接收控调饬令。对于电压无功控制，本系统只向变电站/上级调剂中心传送电压运行值，不在本系统中进行调压操作，但提供接进用户侧调压装配的接口，也可转达并执行上级配电中心的调压指令，并保留功能上的扩充余地。二 对原配电网改造的主要内容2．1 变电站综合自动化改造 由于该110kV变电站原有庇护远动均采用常规装配，不具有联网、与用户变电室通讯等功能，故首先对变电站进行改造，全数采用微机型的远动和庇护系统。改造后的系统具有完善的“四远”功能和微机庇护功能，并能与调剂中心、上级配调中心、本级配调中心、客户端RTU/FTU等进行通讯。2．2 部门用户变电室改造 由于该开发区配网自动化计划设计采用电缆环网方式，所触及的用户变电室在改造后均以2回电缆出线，与上下家企业连成环网，出线均安装可以远控的开关。 在每一个企业的降压变加装DEP-900型FTU，并以光纤为信道连成环。区内整个配电网采用手拉手环网方案，可以在线路故障时就近的断路器自动跳闸，动作时间短，不依靠主站，对系统无冲击，避免了开环系统需开关屡次跳合判定故障而带来的弊端。2．3 接地方式的改变及接地电阻值的选择 改造后全数改成电缆出线，电容电流要比排挤线路高得多，需将原小电流接地方式改成经小电阻接地的年夜电流接地方式。从单相接地故障的情况进手，测验考试了多个中性点接地电阻值，对系统的稳态和瞬时二方面进行计较，并比力随之改变的单相接地故障电流值、单相接地故障健全相电压值及弧光接地过电压值、铁磁谐振过电压值等，然后依照运行规程和继电庇护等约束条件进行比力分析，综合计较斟酌系统总电容电流、单相接地故障时的故障电流、工频过电压、继电庇护配合及通讯干扰限制等，将接地电阻阻值肯定为5Ω。2．4 庇护定值的调整系统接地方式改变及加装具有故障状态纵差庇护功能的FTU后，对原110kV变电站内的馈线、母线、主变压器、备自投各类庇护定值均凭据新的系统结构和运行方式进行了调整，上级500kV变电站响应出线的庇护定值也作了微调。2．5 其他 少数企业原采用排挤线路，此次统一改成排管电缆。此外，在小区内敷设了多模光纤的环网信道，既为配网自动化提供高速靠得住的数字信道，又为抄表、MIS系统联网、多媒体数据传输等预留了通讯手段。由于FTU及开关操作都必需有靠得住的不中断电源，以保证在配电网泛起线路故障，致使庇护动作、出线开关跳闸、故障电路全数停电或进行装备检修时，仍能提供FTU工作电源、通讯电源和开关操作电源，故在各用户变设置装备摆设了专用的小型220VDC高频开关式直流操作电源。三 闭环式配网自动化方案系统结构与功能综述3．1配电网监控系统的SCADA功能与系统结构闭环式配网自动化系统SuperDMS-2100的SCADA功能与电网调剂SCADA功能类似，具有完善的数据收集功能、监视功能、事务记实与报警处置功能、控制调理功能、系统治理功能和通讯功能等。配电网自动化运用功能有配电网运行监视、配电网运行控制、配电网故障判别及诊断、在庇护拒动情况下实现配电网故障自动隔离负荷转移及恢复供电、AM/FM/GIS、远方抄表、无功优化与控制等功能。配电控制中心的计较机系统设置装备摆设合适当前进步前辈的水平，采用了主流机型，双以太网、双服务器、双前置机多人机工作站结构，年夜屏幕显示器和高速打印机。配电网自动化系统SuperDMS-2000软件的设计采用了面向对象的设计思想和软件工程的治理方式，各软件模块按功能对象划分，自成一体，接口简捷了然。系统具有尺度数据库接口，合适商用数据库规范；具有网络支持；遵循开放式系统尺度；具有普遍的兼容性和自由的扩大性，便于二次开发和用户功能扩大和规模扩大而庇护原有投资；很轻易过渡到三层数据处置结构。系统基于客户/服务器系统结构，服务器负责数据维护和处置，并响应客户机的请求传送花式化的数据。客户机则负责提供用户接口，如图形、表格甚至声音、动画等。系统支持跨平台运行情况，可以和其他系统互联。3．2 AM/FM/GIS功能 SuperDMS-2000的AM/FM/GIS是配电治理系统的重要功能。它是将地舆学空间数据处置、计较机技术与电力系统相连系，为获取、存储、检索、分析和显示电力装备的空间定位资料和属性资料而建立的计较机化的数据库治理系统。其中AM为自动绘图，FM为装备治理，GIS是地舆信息系统。AM/FM/GIS是配电治理系统DMS的基本平台，它以地舆概念组织并涵盖了SCADA、LM、PAS等子系统。哄骗AM/FM/GIS集成DMS系统，建立统一的DMS数据库，为各子系统提供同享资料，从而削减资料的冗余度，保证资料的一致性，提供优秀的全图形化的人机界面。它以电子化的地舆图形为布景，生成显示输出电网结构图、发电厂变电站接线图、计划图等专业图形，支持导航、漫游、缩放、分块、分层等显示和查询方式；以地舆信息的形式保留和治理电网资料；凭据需求进行负荷预计、变电站选址、线路走向及优化、潮水计较、无功抵偿、短路计较、靠得住性计较等电网改造和计划方面的计较。SuperDMS-2000AM/FM/GIS的基本功能是对电网接线、配电线路和装备等的各类图纸资料进行综合治理，对变电站接线图进行治理，将线路和装备图纸资料同等馈线图连系起来进行综合治理，配电网运行维护治理，配电网停电复役治理和故障处置，配电网的计划和工程设计，和多种统计功能网络互联功能。其在线运用主要在SCADA和停电治理方面，离线运用主要在装备治理、营业治理和计划设计方面。SuperDMS-2100AM/FM/GIS与专业地舆信息系统相比力，更注重AM/FM和其他专业功能，尤其合适配电的现实运用。开放的系统结构能兼容多种操作系统和商用数据库平台，而且与通用GIS有着气概一致的界面。其突出的技术特点是具有高效的海量数据治理和实时多维图形显示能力，优秀的网络协同作业情况，慎密地与实时监控系统融合，高速的分级阅读查询。可以利便地界说基本图形窗口、菜单结构、数据花式和响应的函数库，完成各地舆信息运用所需的公共数据治理和操作，经由过程点、线、多边形、文本、路网等数据结构描写图形数据，并以块和类的方式治理和组织图形数据。装备治理主要有参数治理、图形治理、统计查询、模拟操作、挂牌操作等。3.3其他DMS运用功能SuperDMS-2000的其他DMS运用功能主要有故障线路报警、自动隔离、供电恢复、网络重构、负荷治理、自动抄表、故障呼叫，能知足各类配电网的运用需求，其具体内容笔者将另撰专文论述。3.4馈线自动化馈线自动化是指变电站出线到用户用电装备之间的馈电线路自动化，其内容可以回纳为二年夜方面：①正常情况下的用户检测、资料丈量和运行优化；②事故状态下的故障检测、故障隔离、转移和恢复供电控制。本系统基于DEP-900馈线终端装备（FTU）实现馈线自动化。馈线自动化是配电网自动化的重要组成部门。要实现馈线自动化，需要合理的配电网结构，具有环网供电的条件；各环网开关、负荷开关和街道配电站内开关的操作机构必需具有远方操作功能；环网开关柜内必需具有靠得住的开关操作电源和供FTU、通讯装备用的工作电源；具有靠得住的通讯系统。馈线自动化的实现原则是：故障后的网络重构采用集中控制与散布控制相连系，优先采用散布式控制的原则，以提高反应速度；实现配电网的闭环运行，故障情况下，瞬时切断故障段并连结对非故障区的不中断供电；兼容开环运行模式。FTU基本依照变电室中线路为单元进行设置装备摆设。所实现的功能包括：收集电压、电流等电气参数和装备状态并经由过程RTU自动上送、执行远方控制饬令进行开关开合和参数调整、凭据整定条件实现故障状态纵差庇护。散布式控制和集中式控制相连系是10kV/35kV线路故障处置原则。散布式控建造为主要手段，采用故障状态差动庇护方式，经由过程FTU之间相互通讯甄别故障地址，断开故障点两侧开关，隔离故障，保证健康段线路供电。集中式控建造为后备手段，在庇护拒动情况下，由主站系统进行故障判别、隔离。由于本环网为电缆网，故障通常是性故障，所以不斟酌重合闸方式，但FTU自己具有重合闸功能。系统运行方式以闭环运行为主，兼顾开环运行方式。闭环运行发生故障时，装配将在5个周波内作出判定，为了确保对侧和邻侧故障状态的准确也需要一个时限，是以当发生故障到饬令发出的时间约为0.15～0.2s。单相接地故障、相间短路故障、三相短路故障都可依照上述方案解决。闭环和开环运行由主站系统凭据系统一次侧接线方式和开关状态自行判别。当某开关状态变化时，变位信息上送，主站系统判别该环此时的运行状态。假设运行方式变化，则通知环上所有FTU修改其庇护动作判据。上述方案均基于小电阻接地系统。不接地系统中，当发生单相接地故障时，先经由过程小电流接地选线装配判别故障线路，再由配电自动化软件经由过程成组顺序控制操作线路开关甄别故障段，断开响应断路器，并恢复非故障段负荷的供电。其他故障形式的判别与小电阻接地系统相似。3．5配电自动化终端装配（FTU）配电网监控远方终端（FTU）负责对控制对象实时位置旌旗灯号和丈量值的接受和对控制对象进行远控。对分歧的控制对象，如配电站、开闭所、杆变、杆刀和年夜容量的高压用户等，需选用适当的FTU。为本系统配套的DEP-900型FTU，其容量为8路远丈量、16路远信量、2路远控量、4路RS-232/485接口。其主要功能有：数据收集，馈线监控，故障检测，开关分合控制，故障自动隔离和故障线路供电的自恢复，自动负荷转移、存储和陈述负荷值，接受远方操作指令及转发收集资料、信息，具有相顺应的通讯接口、采样接口和输出接口，顺应户内外情况要求。DEP-900还具有故障电流状态差动庇护的功能。它基于故障电流状态差动原理，可作为每一个断路器的馈线庇护。馈线断路器不装备用和后备庇护，当主庇护拒动时，变电站出线开关跳开，然后由配电网治理软件进行判别，以远控方式隔离故障。该区配电网采用环网结构，电源取自馈线的分歧母线，按闭环方式运行。小区用户多为高科技企业，对用电要求很高，希看在系统发生故障时，能瞬时切除故障，保证不中断供电，是以对配电网电气装备和庇护方式提出了较高要求，只能选择性能很强的DEP-900系列FTU。3．6配电环网状态差动庇护方式本方案庇护方式采用故障状态差动庇护方式，将闭环运行状态和开环运行状态划分斟酌。由于故障电流状态是一个“0”、“1”的数字旌旗灯号，轻易传送和在FTU中综合处置，靠得住性高，价格也远较纵差低。3.7通讯 该小区配电网的治理是一种分层结构，控制中心直接控制和治理用户变电站及110kV变电站的低压部门，并受控于上级配网中心，与调剂中心有信息交换。是以各层装备之间的通讯就显得尤其重要。 配网控制中心与用户变（开闭所、箱变等）RTU/FTU之间的通讯是主要通讯系统，其靠得住性、经济性相当重要，是以选择多模光纤，采用主/从式自愈环形通讯网。正常情况下，只有一个环路在使用。当发生故障时，光端性能自动丈量故障点，使用第二个环路完成通讯，正常装配或正常光缆仍能连结通讯通顺和链路无缺。变电站综自系统与FTU之间、FTU与FTU之间的通讯均采用统一条光缆中的分歧信道。配网控制中心的配电自动化系统以载波和扩频的方式与上级配电中心和调剂中心通讯，并备有商用电话。3．7远方抄表系统远方抄表系统是负荷治理的一个重要组成部门，也是成长较快和相对成熟的配网技术。 哄骗电力线经由过程载波传输电能表数据，能充实哄骗电力线的资本，成本低，治理维护简洁，工程费用较低。 在每一个用户站中都装有带脉冲和智能接口的电能表，这些电能表的脉冲输出经双绞线接进收集终端，每一个收集终端能毗连8个电能表。收集终真个输出经MODEM直接接进380V低压电力线，直接与集中器进行通讯。集中器有RS-485接口与RTU通讯，将各电能表的输出传送到RTU。一个集中器可与64个收集终端进行通讯，即多可毗连512个电能表。智能电度表可直接与RTU通讯。自动抄表的后台系统经由过程控制中心的计较机系统，将列出每一个用户的用电情况：分时电能、日报、月报、电费清单等。四接地系统综述4.1关于中性点接地方式及接地电阻阻值简直定当前我国的年夜部门地域配电网仍以排挤线路为主，是以年夜部门采用小电流接地方式。但在部门重点供电区域，慢慢改成电缆供电，接地故障电流一般在25～2000A，甚至更高。当配电网络成长到以电缆为主时，系统电容电流较年夜，用消弧线圈抵偿有一定坚苦，配网中性点宜改成小电阻接地的方式。至于接地电阻阻值的选择，要凭据现实情况因地制宜，所选阻值必需使接地故障电流年夜于电容电流。这在一些城市已有成功经验，可以借鉴。4．2具有状态差动庇护功能的FTU的设置装备摆设采用闭环方式运行的配电网系统必需采用断路器，具有光纤通讯信道，设置装备摆设具有状态差动庇护功能的FTU，才能实现秒级恢复供电的要求，几个要素缺一不成。4．3 与开环运行方式的连系由于各类身分的限制，不成能在一个供电区域内全数采用闭环运行方式，甚至有的区域主要采用开环运行。是以，配电网自动化主站系统（DMS）必需斟酌兼容闭环和开环运行方式。这对DMS系统提出了更高的要求，需在系统设计时在底层斟酌，否则所打补钉很难与系统有机地连系在一起。SuperDMS-2000在设计开发阶段即斟酌了这些身分，故能完全知足这方面需求。五竣事语经济的成长对配电网自动化提出了更高的要求，配电网自动化也是电力系统现代化成长的必然趋向。实现闭环运行的配电网自动化是一个创举和突破，也是配电网成长的一个更高阶段，秒级的故障恢复时间知足了尽年夜大都用户对供电靠得住性的要求。技术在成长，需求也在提高。参照蓬勃国家和地域的经验，连系我们的现实情况，综合斟酌近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系，设计开发出进步前辈、通用、尺度的配电网自动化系统，对电力市场的成长具有重要意义。所以配电自动化有美好的成长前景。
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