农网配电自动化的五种典型模式
2007-08-01 14:32:05 来源：
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电力18讯：
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，并分别从功能和应用效果两个方面对所论述的五种典型模式进行了对比，还讨论了适合配电自动化的各种通信方式。
关键词：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可靠性、确保电网安全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发展和应用状况都作过分析和研究，深深地体会到各国配电自动化的建设各有特色，但其共同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设备配置和通信方式，比如韩国已实施的200余套配电自动化系统全部基于Windows NT技术和PC机[3]，没有采用UNIX操作系统和工作站，也没有采用大型数据库，大部分配电自动化系统甚至采用单机结构。但这些系统却具有非常丰富的实用功能，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，更应注重投入产出，不盲目追求豪华、不搞花架子，因此应当根据实际情况，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通过安装故障指示器、故障报警器等装置，在配电线路发生故障时，相关人员通过人工巡视或根据上报的故障信息，确定故障区域的系统。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，圆圈表示柱上开关，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表示故障指示器，它仅具有在流过故障电流时反转变色的功能，它本身不具备远方数据通信功能，但是可与通信单元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，从而可以判断出故障发生在开关J和K之间的区域。
配电网故障指示系统的扩展模式的组成如图2所示。图中BC表示通信单元，MS代表主站计算机，MS可以通过通信单元BC与故障指示器ID相连，图中点线代表ID到BC的通信通道，虚线代表BC到MS的通信通道。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，根据这些信息可以判断出故障发生在开关J和K之间的区域。
与基本模式相比，扩展模式不必到现场巡示就可确定故障区域。
1.2 配电网信息系统
配电网信息系统是通过安装数据采集终端设备和主站计算机系统，并借助通信手段，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表示数据采集终端设备，它可以采集中压馈线开关的状态、流过开关的电流（或功率）、开关两端的电压以及故障信息，也可采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和主站计算机MS之间采用GPRS或SMS通信。
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，通过自动化开关设备相互配合或采用“面保护”等措施，在配电线路发生故障时，实现故障区域自动判断和隔离，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，即基于自动化开关设备相互配合馈线自动化模式和“面保护”模式。
有4种典型的基于配电自动化开关设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]。
“面保护”模式是一种发生在故障时通过相邻开关的智能控制器间的相互通信实现开关配合，跳开故障区域周围的开关，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理过程，图中的矩形框表示开关、其中实心的代表合闸、空心的代表分闸，每台开关分别和相应的面保护终端设备（FTU）相连，下面的数字为其编号，虚线代表通信线路，“A”和“B”分别代表FTU的上游和下游方向。
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，并分别从功能和应用效果两个方面对所论述的五种典型模式进行了对比，还讨论了适合配电自动化的各种通信方式。
关键词：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可靠性、确保电网安全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发展和应用状况都作过分析和研究，深深地体会到各国配电自动化的建设各有特色，但其共同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设备配置和通信方式，比如韩国已实施的200余套配电自动化系统全部基于Windows NT技术和PC机[3]，没有采用UNIX操作系统和工作站，也没有采用大型数据库，大部分配电自动化系统甚至采用单机结构。但这些系统却具有非常丰富的实用功能，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，更应注重投入产出，不盲目追求豪华、不搞花架子，因此应当根据实际情况，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通过安装故障指示器、故障报警器等装置，在配电线路发生故障时，相关人员通过人工巡视或根据上报的故障信息，确定故障区域的系统。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，圆圈表示柱上开关，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表示故障指示器，它仅具有在流过故障电流时反转变色的功能，它本身不具备远方数据通信功能，但是可与通信单元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，从而可以判断出故障发生在开关J和K之间的区域。
配电网故障指示系统的扩展模式的组成如图2所示。图中BC表示通信单元，MS代表主站计算机，MS可以通过通信单元BC与故障指示器ID相连，图中点线代表ID到BC的通信通道，虚线代表BC到MS的通信通道。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，根据这些信息可以判断出故障发生在开关J和K之间的区域。
与基本模式相比，扩展模式不必到现场巡示就可确定故障区域。
1.2 配电网信息系统
配电网信息系统是通过安装数据采集终端设备和主站计算机系统，并借助通信手段，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表示数据采集终端设备，它可以采集中压馈线开关的状态、流过开关的电流（或功率）、开关两端的电压以及故障信息，也可采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和主站计算机MS之间采用GPRS或SMS通信。
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，通过自动化开关设备相互配合或采用“面保护”等措施，在配电线路发生故障时，实现故障区域自动判断和隔离，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，即基于自动化开关设备相互配合馈线自动化模式和“面保护”模式。
有4种典型的基于配电自动化开关设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]。
“面保护”模式是一种发生在故障时通过相邻开关的智能控制器间的相互通信实现开关配合，跳开故障区域周围的开关，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理过程，图中的矩形框表示开关、其中实心的代表合闸、空心的代表分闸，每台开关分别和相应的面保护终端设备（FTU）相连，下面的数字为其编号，虚线代表通信线路，“A”和“B”分别代表FTU的上游和下游方向。
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