[讨论10kV中压配电网的自动化设计方案]配电网自动化

　　【摘 要】随着经济的发展，电力用户对供电可靠性和电能的质量提出了更高要求，由于电压波动和短期内停电都容易造成巨大的经济损失，因此在目前电网改造工作中对自动化控制要求也越来越高。由于早期的城市配电网自动化工作没有成熟的设计思路，对变电站和配电系统中的各元件认识不足和定位不准，因此在运行中难免会出现系统功能无法满足用电需求和许多功能跟不上发展要求的问题。因此在目前城市电网改造中对配电网自动化方案进行研究和探讨有着重要意义。本文就10KV中压配电网的自动化设计方案进行浅析和探讨，提出了完善的设计思路和设计流程。
　　【关键词】配电网；自动化；城市；变电站
　　城市配电网是城市发展不容忽视的基础工程，是完善城市整体规划的重要组成部分，也是城市发展和城网改造的主要依据。10KV中压配电网作为电力系统的重要组成成分，是电力系统的主要负荷中心，同时也是建设现代化城市的主要基础设施。在目前的城市配电网工程建设中，由于其点多面广、数量庞大的工程特点，因此对其自动化系统的设计和改造需要软硬件功能和结构适应其特点全面发展，有效进步，为城市配电工作的正常进行提供基础。
　　一、配电网自动化的作用和优势
　　1、10KV中压配电网自动化系统作用
　　10KV配电网自动化是电力系统实现现代化的必然趋势，其在设计和建设中的主要作用在于以下几个方面：
　　首先、10KV配电网自动化设计有利于城市电力系统的正常运行。在建设的过程中通过先进的信息技术和远程监控技术对配电网的运行情况进行全面有效的监控，进而优化配电网运行方式，保证配电网系统的安全、可靠、稳定的运行。
　　其次、有利于满足和确保供电的质量要求。在城市中压配电网系统自动化设计中，要保证系统设计能够符合高新技术发展要求，对民居和家用电器的电量要求进行有效合理的控制，避免电力输送过程中出现用电高峰低谷现象，同时也有力的保证了电力输送中所产生的幅值和频率问题，降低了谐波对用户带来的各种不良影响。
　　第三、有利于降低电网的损耗。提高电网的供电能力是促进城市经济发展的关键技术措施，也是降低和减少停电造成用户影响的主要手段。在中配电系统中采用自动化设备能够有效的控制和减少停电时间，缩短停电面积。这种方案的设计和应用有效的提高了设备对电力系统产生故障的分析和隔离效率，并且能够及时合理的恢复出现问题的线路。
　　2、10KV配电网自动化系统意义
　　配电自动化系统的主要目的在于在电网运行的过程中尽量减少和缩短停电时间和停电面积，以此来确保人们生活水平和工作的良好进行。为了保证和提高城市停电面积和停电时间，一般都是通过对城市配电网上的实时数据和存在的各种问题进行控制和管理，对其中容易出现的各方面隐患及时的切除和隔离，避免事故的进一步扩大和扩散。此外，还要求能够在控制中心通过遥控和遥调对配电网进行操作，达到缩短故障处理时间和降低劳动强度的目的。
　　配电自动化系统有助于使配电网的潜力得以最大限度地利用，并且确保提供给用户的电能质量能满足要求。因此，电力公司和用户都能从配电自动化中得到收益，例如馈线开关的远方控制，在断电并且故障检修之后，可遥控开关合闸而不需要爬杆手工操作；在紧急情况下（比如带电线路经导电物体与地接触时），能迅速断开开关。这些都会带来效益。
　　二、配电自动化现状和功能
　　我国的配网自动化仍处在起步阶段，大多数地区的试点工程主要以馈线自动化为主，功能较为单一：在系统集成上，各个单项自动化自成一体，缺乏综合考虑；在应用层次上，还仍处于初级发展阶段，缺乏高级应用，如网络重构、自动无功电压调整还处在理论研究阶段。
　　配电自动化有三个基本的功能要求，即对配电网进行安全监视、控制和保护。安全监视功能是指通过采集配电网上的状态量（如开关位置和保护动作情况等）和模拟量（如电流和功率等）以及电度量，从而对配电网的运行状况进行监视。控制功能是指远方控制开关的合闸或跳闸以及有载调压设备升压或降压，以达到满足电压质、无功补偿和负荷平衡的目的。保护功能是指检测和判断故障区段，并隔离故障区域，恢复正常区域供电。
　　三、设计思路
　　1、设计原则
　　依据配网自动化的可靠性原则，实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性。实现高度可靠的配网自动化系统要遵循的原则有：（1）具有可靠的电源点；（2）具有可靠的配电网网架（规划、布局、线路）。
　　2、主站设计
　　主站系统设计应该层次化、模块化。所谓层次化就是将软件分为两个层次：基础平台层和应用模块层，使得功能扩充与修改仅增加或修改功能模块，而不改变作为核心、作为基础的平台层，这样系统可靠性高，可扩充性强。模块化指系统在基础平台之上尽可能按功能进行模块化，使得功能可方便地增加、修改和精简以适应不同的投资规模。网络结构设计硬件上应设计为双网平衡、分流互为备份的模式，以增加带宽与通讯可靠性。软件上设计成C/S和B/S模式。凡属于运行管理和维护的工作站全采用C/S模式，可以经授权进行控制操作和修改各类数据库。
　　3、配电网设计
　　（1）终端层：终端层完成对开关、配电变压器等的数据采集，并可执行对相应设备的控制命令。本系统采用NARIDAT-1系列FTU作为采集模块，为主站进行数据统计和分析提供了丰富的数据。
　　（2）子站层：子站层负责收集终端层的数据，并向主站层转发，同时，将主站层下发的命令，转发给终端层。随着计算机技术的发展，子站层承担的功能可以逐渐集中到主站，以提高系统整体的可靠性和反应速度。
　　（3）通讯层：通讯层主要指通讯通道（信道部分），是终端设备与主站系统之间交互的通路。根据终端设备的架设位置和对通讯速率要求的不同，可采用光纤、载波等多种通道。通讯层负责完成采集终端和子站、主站系统的连接。各采集模块用RS485方式通过光Modem接入光纤主干网，最后汇集到子站中，然后通过网络方式集中上送到主站。
　　四、设计特点
　　1、网络分布式体系结构，分层模块化设计。
　　系统中的各个功能模块可以由用户任意配置在网上任何一台机器上，工作站系统具有很强的可扩充性。各功能模块之间具有较强的独立性，因而系统具有很强的可维护性。
　　2、图库一体化设计，针对一次设备建模采用面向对象的设计思想。
　　利用专门的建模工具，对配电网的一次设备进行描述，使整个配电网层次清晰，便于管理，增强了系统的可理解性和可维护性。系统对一次设备和二次设备分开描述，通过在二次设备的遥测、遥信等中和一次描述关联，来实现一次设备属性和二次设备测点的对应。
　　3、整个系统具有很高的开放性和互连性
　　配网自动化系统与调度主站系统通过网络104规约交换数据，对系统来讲就象接入一个RTU一样，易于实现。对系统自己接收来的数据可以通过网络104方式向其他系统转发，保证其他系统建立应用时数据的原始性和真实性。
　　五、结束语
　　随着国民经济的高速发展和改革开放的深入，电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失，所以10KV中压配电网的自动化设计就显得尤为重要，因此，需要在结合电网改造中实现自动化，以提高电网的管理水平，向广大电力用户不间断的提供优质电能。

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