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刘健银河电力自动化股份有限公司
盛万兴中国电力科学研究院农电所
摘要：该文论述了农网配电自动化的五种典型模式，即：配电网故障指示系统、配电网信息系统、无主站馈线自动化系统、基于主站的配电自动化系统和一体化县调/配电综合自动化系统，并划分从功能和运用效果两个方面临所论述的五种典型模式进行了对比，还计议了适合配电自动化的各类通讯方式。
要害词：农村电网；配电自动化；典型模式
中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号:1003-0867(2006)02-0005-04
配电自动化对于提高供电靠得住性、确保电网平安和经济运行具有重要意义[1]。笔者对韩国、日本、法国、美国、新加坡等国外配电自动化系统的成长和运用状态都作过度析和研究，深深地体味到列国配电自动化的建设各有特点，但其配合点就在于追求实用化和投资收益[2]。国外许多地方的配电自动化系统正在使用的是近乎简陋的装备设置装备摆设和通讯方式，好比韩国已实施的200余套配电自动化系统全数基于WindowsNT技术和PC机[3]，没有采用UNIX操作系统和工作站，也没有采用年夜型数据库，年夜部门配电自动化系统甚至采用单机结构。但这些系统却具有很是丰硕的实用功能，确实能够给电力公司带来较好的效益。农村配电网自动化系统的建设，更应注重投进产出，不盲目追求奢华、不弄花架子，是以应当凭据现实情况，科学地选择恰当的模式。
1配电自动化的典型模式
农网配电自动化的典型模式包括：配电网故障指示系统、配电网信息系统、无主站馈线自动化系统、基于主站的配电自动化系统和一体化县调/配电综合自动化系统。
1.1配电网故障指示系统
配电网故障指示系统是经由过程安装故障指示器、故障报警器等装配，在配电线路发生故障时，相关人员经由过程人工巡视或凭据上报的故障信息，肯定故障区域的系统。该系统仅仅在故障时起作用。
配电网故障指示系统的基本模式的组成如图1所示。图中，圆圈暗示柱上开关，实心代表合闸，空心代表分闸；矩形代表变电站中压出线开关；ID暗示故障指示器，它仅具有在流过故障电流时反转变色的功能，它自己不具有远方数据通讯功能，可是可与通讯单元BC相连。
当开关J和K之间的区域发生故障时，开关B、C和J处的故障指示器（ID）变色，而其余开关处的故障指示器（ID）不变色，从而可以判定出故障发生在开关J和K之间的区域。
配电网故障指示系统的扩大模式的组成如图2所示。图中BC暗示通讯单元，MS代表主站计较机，MS可以经由过程通讯单元BC与故障指示器ID相连，图中点线代表ID到BC的通讯通道，虚线代表BC到MS的通讯通道。当开关J和K之间的区域发生故障时，开关B、C和J处的故障指示器（ID）将故障信息上报到主站MS，凭据这些信息可以判定出故障发生在开关J和K之间的区域。
与基本模式相比，扩大模式没必要到现场巡示就可肯定故障区域。
1.2配电网信息系统
配电网信息系统是经由过程安装数据收集终端装备和主站计较机系统，并借助通讯手段，在配电网正常运行或发生故障时，向主站上报相关信息的系统。
典型配电信息系统的组成如图3所示。TU暗示数据收集终端装备，它可以收集中压馈线开关的状态、流过开关的电流（或功率）、开关两头的电压和故障信息，也可收集重要配电变压器的低压侧三相电压、三相电流、有功功率和无功功率等信息。典型地，TU和主站计较机MS之间采用GPRS或SMS通讯。
1.3无主站馈线自动化系统
无主站馈线自动化系统不需要主站，经由过程自动化开关装备相互配合或采用“面庇护”等措施，在配电线路发生故障时，实现故障区域自动判定和隔离，并自动恢复受故障影响的健全区域供电的系统。
无主站馈线自动化系统一般分为两种典型模式，即基于自动化开关装备相互配合馈线自动化模式和“面庇护”模式。
有4种典型的基于配电自动化开关装备相互配合馈线自动化模式：即重合器和重合器配合模式[4]、重合器和电压-时间型分段器配合模式[1]、重合器和过流脉冲计数型分段器配合模式[1]和“合闸速断”模式[5]。
“面庇护”模式是一种发生在故障时经由过程相邻开关的智能控制器间的相互通讯实现开关配合，跳开故障区域四周的开关，实现故障隔离并确保健全区域正常供电的技术。以图4所示的配电网为例论述故障的处置进程，图中的矩形框暗示开关、其中实心的代表合闸、空心的代表分闸，每台开关划分和响应的面庇护终端装备（FTU）相连，下面的数字为其编号，虚线代表通讯线路，“A”和“B”划分代表FTU的上游和下流标的目的。
分段开关处的FTU具有速断庇护功能，当速断庇护启动后，FTU向其上游相邻FTU发送分闸闭锁报文、向其下流相邻FTU发送分闸报文；若速断庇护启动且延不时间已到，或收到分闸报文，而且没有收到分闸闭锁报文，则FTU控制响应的开关分闸；若收到分闸闭锁报文，则FTU不管什么情况也不使开关分闸。
联络开关处的FTU在开关一侧失压而且未收到分闸报文的情况下，经过一段时间延时后合闸，若收到分闸报文，则即使一侧失压后延不时间到也不合闸。
假设故障发生在开关2和3之间，则FTU1和2检测到故障电流而启动速断庇护。同时，FTU2向与其上游相邻的FTU1发出分闸闭锁报文、向与其下流相邻的FTU3发出分闸报文；FTU1向与其下流相邻的FTU2发出分闸报文。FTU2和FTU3随即驱动响应的开关分闸，FTU1因收到分闸闭锁报文而维持响应的开关处于合闸状态，经过一段时间延时后FTU4检测到其一侧失压而启动延时合闸计数器，FTU4在延不时间到了以后驱动响应的开关合闸。这样终隔离了故障区段，恢复了受故障影响的健全区段供电。
基于自动化开关装备相互配合馈线自动化模式和“面庇护”模式都可以进一步扩大，建设主站和通讯网络，实现主站与终端装备（包括重合器、电压时间型分段器、过流脉冲记数型分段器、“合闸速断”控制单元和“面庇护”终端装备）间的通讯，并具有远信、远测和远控等功能。
各类无主站馈线自动化系统的比力如表1所示。
1.4基于主站的配电自动化系统
基于主站的配电自动化系统是经由过程安装数据收集终端装备和主站计较机系统，并借助通讯手段，在配电网正常运行时，实时监视配电网的运行情况并进行远方控制（远控）；在配电网发生故障时，自动判定故障区域并经由过程远控隔离故障区域和恢复受故障影响的健全区域供电的系统。
有主站配电自动化系统的监控对象主要包括：中压馈线开关、中压开闭所、配电网进线和重要配电变压器等。有主站配电自动化系统采用分层集结的策略，一般分为三个条理，如图5所示。
层为现场装备层，主要为馈线终端单元（FTU）、配变终端单元（TTU）和远动终端单元（RTU）等组成，这些装备统称为配电自动化终端装备。在柱上开关处安装馈线终端单元（FTU），完成对柱上开关的监控。FTU一般具有带光电隔离的开关输进和交流采样功能，具有对时功能和定值远方下载和理睬呼唤功能；具有故障检测和上报功能；具有抗恶劣情况（高温、严冷、防雷、防尘、防雨等）的功能。
在配电变压器处安装监测单元（TTU），除完成配电变压器进行常规监测外，一般还具有低压侧无功抵偿等功能。在配电开闭所和配电变电站安装综合自动化装配或远动终端单元（RTU）。
第二层为区域集结层。以变电站或重要配电开闭所为中心，将配电网划分成若干区域，在各区域中心设置配电子站，用于集结所在区域内年夜涣散的配电终端装备，如馈线终端单元（FTU）和配变终端单元（TTU）等的信息。
第三层为配电自动化主站，一般配备基于交换式以太网的中档配电自动化后台系统，有时还可设置装备摆设配电地舆信息系统和Web阅读器，一般还要斟酌和县调或集控站等自动化系统互连，以获得配电网进线数据。
由于配电网比力密集，一般采用夹杂通讯手段，而且尽哄骗主变电站到供电局和供电分局到供电局的已有通道，组成城区配电自动化系统的通讯网络。
配电自动化主站的典型系统结构包括：双机双网、单机单网和单台计较机三类。操作系统的典型模式包括：全Windows平台、Unix-Windows夹杂平台和全Unix平台三种。数据库的典型模式包括：SQL数据库、Sybase数据库和Oracle数据库三种。
1.5一体化县调/配电综合自动化系统
一体化县调/配电综合自动化系统是主站采用统一平台和统一数据库，安装数据收集终端装备并借助通讯手段，实时监视变电站和配电馈线开关的运行情况，并进行远方控制；在发生故障时，自动判定故障区域并经由过程远控隔离故障区域和恢复受故障影响的健全区域供电的系统。
一个典型的一体化县调/配电综合自动化系统的组成如图6所示。
一体化县调/配电综合自动化系统采用统一平台、统一数据处置模块和数据服务模块，建立并维护统一个数据库；人机界面模块包括：SCADA模块、地舆信息模块和运用模块，用来将数据处置模块和数据服务模块加工后的数据以较好的方式展现给用户，并处置用户的输进操作饬令；经由过程数据软总线建立数据处置模块和数据服务模块与人机界面模块间的联系。
一体化县调/配电综合自动化系统可以集成县级电网调剂自动化系统、无人值班变电站集控系统、城区配电自动化系统和配电地舆信息系统（GIS）等功能，削减了装备冗余，确保了数据一致性，具有较高的性能价格比。
2几种模式的比力
表2、表3划分为5种典型模式的比力。
3竣事语
配电自动化对于提高供电靠得住性、确保电网平安和经济运行具有重要意义。农网配电自动化主要有：配电网故障指示系统、配电网信息系统、无主站馈线自动化系统、基于主站的配电自动化系统和一体化县调/配电综合自动化系统五种典型模式。农村配电网自动化系统的建设，更应注重投进产出，应凭据负荷密集水平、负荷重要性、经济蓬勃水平、成长趋向、售电收进等，对于分歧的地域在分歧成长阶段，应科学地选择恰当的模式。
参考文献
[1]刘健,倪建立,邓永辉.配电自动化系统（第2版）[M].中国水利水电出书社,2003.
[2]刘健,倪建立.配电自动化新技术[M].中国水利水电出书社,2003.
[3]刘健.韩国配电自动化的启迪[J].电气装备,2002,4(1).
[4]刘健,董榕,杜文学,等.城乡电网建设与改造[M].中国水利水电出书社,2001.
[5]刘健,崔建中,顾海勇.一组适合于农网的新奇馈线自动化方案[M].电力系统自动化,2005,29(11):82-86.
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