谈天祝县城配网自动化

电力18讯：    天祝县城电网自动化工程，按“统一规划、分布实施”的原则进行设计，本期天祝县城配电自动化系统基本覆盖了城区整个配电网，涉及10千伏分段、联络开关15台，公用配电变压器10台。在县城配电线路构架已初步形成的基础上，以35千伏城东变电站为主电源，110千伏华藏变、城郊综合开关站为备用电源，全网目前构成3条“手拉手”的线路，网络布局结构简单明了，负荷分配合理，正常供电时网络保持最优运行状态，故障时易于实现故障隔离，网络重构和负荷转带。

   一　县城配网自动化系统的构成和功能

   (1) 县城配网自动化主要有10kV馈线、柱上真空断路器、通讯设备、远动设备、配电主站和配电终端构成，从层次上分六层，可以实现县城配网故障时的自动判断、隔离和非故障区恢复供电。在配电终端和配电主站之间，可设立配电子站系统，它能解决配网自动化系统信息量大可能造成的信息瓶颈效应，并实现故障判断，隔离的分级，分布控制，非常易于系统的扩展。但是配电终端不多的配网自动化系统，不必设子站系统。

   (2) 县城配网自动化系统作为调度自动化系统的一个变电所对待，实现"三遥"功能。这样主站端硬件配置不用增加(可以和调度自动化系统共用)，只要购置配网自动化系统软件即可。

   (3) 县城配网自动化系统，应具备先进、开放、可持续扩展的系统平台。

   (4) 县城10kV配电网络应采用双电源供电，两个电源点对应路中间设联络断路器，10kV网络构成不同，可以组成多种形式的供电方案，提高供电灵活性。

   二　县城配网自动化设备的选型

   (1) 为减少工作量和节省投资，要充分利用原有的10kV配网的设施。

   (2) 柱上真空断路器：尽量选择体积小、重量轻、内附TA的永磁式智能型开关。储能和操作电源为220V由自带TV提供。在正常运行时，断路器经常在储能完毕状态，并能随时合闸，这样的断路器美观实用又节省空间，非常适合在单杆上安装。如某个断路器需要装电能计量，断路器可采用内附TV、TA。但是，该型断路器体积增大，重量增加，安装时需要做专用平台，当TV发生故障时，也不便维修。因此没有要求按计量装置的断路器，不采用该型断路器。

   (3) 通讯方式：GPRS、CDMA利用无线网络或光缆。相比较而言，光纤通讯的优点很多，它传输频带宽，损耗低，信息容量大，稳定可靠，所配光端机体积很小，可装在配网监控装置FTU内部，完成配网自动化数据传输，还可以为低压用电管理提供优质的通讯通道，是理想的一种通讯方式。

   (4) 县城配电自动化终端装置FTU：①应满足高速故障检测要求，实现实时分析、采样、判断故障、信息上报等，总之是充当检测故障、隔离故障、恢复故障执行机构的角色。

   ②FTU有操作监视和数据保护功能，其工作电源由同段配变提供。

   ③FTU具有备用的操作电源(内附蓄电池)，当操作主电源失去后，至少能维持FTU正常工作24h以上。

   (5) 县城配网自动化主站系统：

   ①具有实时监控功能(SCADA)，能采集处理整个系统终端传上来的实时数据，完成事故报警，远方控制，故障判断，隔离，非故障区域的供电恢复。

   ②具有配电设施和地理信息管理(AM/FM/GIS)功能，以地理图为背景对配电设备，配电网络，进行分层次管理，包括查询，统计、地理信息系统能共享SCADA系统的数据。

   ③本系统的子系统间功能互相开放，与其它应用系统(如MIS系统)接口，能根据生产管理要求，实现数据交换。

   4 县城配网自动化技术的原理和动作过程
   (1) 原理：在正常运行时10kV馈线某点发生故障，响应分段断路器的FTU监测到故障电流，经通讯装置向配网自动化主站发送信息(但分段开关不动作)，同时相关的变电所出口断路器跳闸，并重合。如果是瞬时性故障，重合成功，恢复正常运行。如果是永久性故障，重合失败则闭锁，这时主站软件根据分段断路器的FTU发送上来的信息，进行分析判断故障的位置，隔离故障点，然后恢复非故障区的正常供电。

   (2) 动作过程：(以图1为例)
 
   注：①L01、L02、L03是联络断路器，正常运行时断开。

   ②C2、C3、C4是变电所出口断路器，配保护装置，有重合闸的功能。

  ③F1、F2、F3、F4是馈线分段断路器。

   ④A、B、C、D、E、F、G、H是10kV馈线线段。
   ⑤L01、L02、L03、C1、C2、C3、C4、F1、F2、F3、F4均配置柱上FTU。

  (a) 当A段发生故障时，C1自动跳闸并重合，如是瞬时故障，C1重合成功，恢复正常供电；如是永久性故障，重合失败，跳闸后闭锁，经主站软件对各分段开关的故障电流分析判断，确定A段有故障，发出命令，F1分闸闭锁(C1在断开位置)，主站得到故障点两侧开关已断开的信息，随时命令合上L01联络开关，重构10kV供电网络，恢复非故障段B段的供电。

   (b) 当B段发生故障时，C1自动跳闸并重合，如果瞬时故障，C1重合成功，恢复正常供电。如是永久性故障，重合失败跳闸后闭锁，经主站软件对各分段开关的故障电流分析判断，确定B段有故障，发出命令，F1分闸闭锁(C1在断开位置)，主站得到故障点两侧开关已断开的信息，随时命令合上C1变电所出口断路器，重构10kV供电网络，恢复非故障段A段的供电。

   (c) C、D、E、F、G、H某段发生故障时动作过程与A或B段发生故障时的动作过程相同。

   (d) 当A、D两段同时发生故障时(或A段有故障没有恢复供电，D段又发生故障)，C1、C3自动跳闸并重合，如果瞬时故障重合成功，恢复正常供电，若是永久性故障，C1、C3重合失败跳闸后闭锁。经主站软件对各分段开关的故障电流分析判断，确定A、D两段有故障，发出命令，F1、F2分闸闭锁，主站得到故障两侧开关已断开的信息，随时命令合上L03、L01联络断路器，重构10kV供电网络，恢复非故障段B、C的供电。

   (e) E、H两段同时故障与A、D两段同时故障动作过程相同。

   三  县城配电自动化实施效果

   ――县城配电自动化的核心作用是提高供电可靠性。

   ――实时监测，可视化管理，及时发现并处理隐患，减少故障发生。

   ――自动故障定位，遥控实现故障隔离与恢复供电，减少故障对用户的影响。

   ――快速调度、派修、快速故障修复。

   ――遥控分段开关现场进行刀闸操作，减少停电时间。

   四  应注意的问题

   (1) 县城配网自动化在投运前必须在联络断路器两侧核相，确保10kV网络的相位正确。

   (2) 10kV馈线接地故障，由调度员试拉变电所出线断路器，确定接地路别，再从该站配网馈线的末端开始，逐个试拉分段断路器，确定接地段。

   (3) 馈线故障时，由调度员通知维修人员进行维修，维修人员到现场，应先拉开隔离开关，做好安全措施，办理完开工手续，方可开工。工作结束，调度员在主站用遥控方法恢复供电。（林存银）