喇雪青

摘要：配電自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要組成部分。較比城市電網(wǎng)相比，農(nóng)村電網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及一次設(shè)備技術(shù)性能、通訊系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)上都存在一定差異。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的深入推進(jìn)，農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)逐漸成為電力領(lǐng)域亟待解決的課題。建設(shè)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)以提高農(nóng)村配電網(wǎng)供電可靠性及改善供電質(zhì)量為目標(biāo)，本文以農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為討論方向。對(duì)A供電公司農(nóng)村配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，介紹了農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng)配電;電力自動(dòng)化;自動(dòng)化系統(tǒng);設(shè)計(jì)

引言

全國(guó)農(nóng)網(wǎng)分布范圍廣，覆蓋面廣，負(fù)荷大分散性特征，除了部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)靠近城市，絕大多數(shù)區(qū)域負(fù)荷密度低，農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷分散特性研究給電網(wǎng)延伸、數(shù)據(jù)通信和信息共享帶來(lái)了極大的困難。農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的特殊性決定了農(nóng)網(wǎng)智能化和城網(wǎng)智能化這些特殊性決定了農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)的特殊性在發(fā)展速度、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等方面與城網(wǎng)和主網(wǎng)間有一定差距。據(jù)此，本文以農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為討論方向，旨在為我國(guó)農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論參考。

1 案例概述

A供電公司農(nóng)村配電網(wǎng)主要是輻射架空線(xiàn)路，10 kV饋線(xiàn)較長(zhǎng)，支線(xiàn)多，電力負(fù)荷分散，負(fù)荷密度小，負(fù)荷受季節(jié)影響大。農(nóng)電線(xiàn)路陳舊、維修管理差、相間短路、接地故障較多，導(dǎo)致供電可靠性低，同時(shí)線(xiàn)路缺乏實(shí)時(shí)（或準(zhǔn)實(shí)時(shí)）的監(jiān)測(cè)裝置，無(wú)法對(duì)線(xiàn)路的負(fù)荷進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì);線(xiàn)路運(yùn)行管理處于一種“不可見(jiàn)”的狀態(tài)。線(xiàn)出現(xiàn)故障時(shí)，很難找到故障點(diǎn)，找故障點(diǎn)需要幾個(gè)小時(shí)，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間停電;在農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)中在改造中，已有部分聯(lián)絡(luò)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的“手牽手”供電，但因未配置相應(yīng)控制設(shè)備和通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，負(fù)荷的轉(zhuǎn)電還一次配線(xiàn)采用原始的現(xiàn)場(chǎng)斷接方式，負(fù)荷轉(zhuǎn)移十分繁瑣，不能切實(shí)起到“手牽手”的作用。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 電源及線(xiàn)路

在對(duì)電源進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，其一次系統(tǒng)主要是依靠三臺(tái)ZOkvA的調(diào)壓器設(shè)計(jì)110/10kV變壓器而形成的，以此形成多元的接地方式，主要涵蓋了：系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地、無(wú)接地、通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地或通過(guò)小電阻接地等;在對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候其主要是采用圖4-2虛線(xiàn)部分中參數(shù)模型設(shè)計(jì)10kV架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路，開(kāi)關(guān)CB23和開(kāi)關(guān)CB31間的范圍內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)電纜接線(xiàn)方法，除了這種線(xiàn)路設(shè)計(jì)方法，部分線(xiàn)路采用架空接線(xiàn)方法，該方法包含加載/ der接口，并且在線(xiàn)路上的任何范圍能夠設(shè)置故障。

2.2智能終端裝置

（1）數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控作用（SCADA）。在配電站的正常運(yùn)行中，該系統(tǒng)常常起著遙控、遙測(cè)、遙信的作用，它可以監(jiān)測(cè)配線(xiàn)線(xiàn)路上的開(kāi)關(guān)和工作狀態(tài)，還可以接收遠(yuǎn)距離的信息指令，從而處理開(kāi)關(guān)的分合情況。

（2）檢測(cè)短路故障的作用。通過(guò)采集監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)的保護(hù)電流，智能終端可實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)檢測(cè)，既能避開(kāi)大容量電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電流沖擊現(xiàn)象，又能規(guī)避線(xiàn)路上變壓器的誤報(bào)，從而降低發(fā)生誤報(bào)警的幾率。

（3）分布式智能控制。智能化終端之間的信息量可以對(duì)等通訊，自動(dòng)定位出現(xiàn)問(wèn)題的具體范圍，形成不依賴(lài)于主站就可以實(shí)現(xiàn)問(wèn)題范圍的隔離，以及非問(wèn)題范圍的正常供電恢復(fù)。

（4）交流職能。能合理配置不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信規(guī)約，實(shí)現(xiàn)智能終端與配電自動(dòng)化主站及不同智能終端之間的數(shù)據(jù)通信。

2.3對(duì)等通訊系統(tǒng)

在對(duì)等通信系統(tǒng)中，主要是與智能終端和控制中心的配電站相連，在對(duì)等通信的建設(shè)初期，主要采用自動(dòng)化通信技術(shù)包括光纖大環(huán)網(wǎng)、電力載體和串行通信。然而，在這個(gè)通信系統(tǒng)中，不同終端的數(shù)據(jù)無(wú)法交換。而農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)則能實(shí)現(xiàn)不同終端的數(shù)據(jù)交換和通信。其關(guān)鍵作用是完成智能終端與配電自動(dòng)化主站之間的通信互通，也能保證不同智能終端之間的對(duì)等通信。該系統(tǒng)可將配站信息、控制指令和智能終端手機(jī)在日常運(yùn)行過(guò)程中的監(jiān)控信息上傳給配電主站，從而使配電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、自動(dòng)化遙測(cè)和遠(yuǎn)程控制。為實(shí)現(xiàn)智能終端的分布式 FLISR，在饋線(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)的情況下，保證了智能終端之間的對(duì)等通信，并將智能終端的分布式故障處理過(guò)程和最終處理結(jié)果上傳到主配電站。

為了保證各 STU與某幾個(gè)開(kāi)關(guān)之間都能進(jìn)行對(duì)等通信，使它們彼此組成一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò) EPON，而 STU通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò) EPON實(shí)現(xiàn)對(duì)信息內(nèi)容的交換，從而完成對(duì)自動(dòng)控制的功能。

（1）ONU。當(dāng)使用KB-3128系列中的鍵橋通信時(shí)，在對(duì)等通信網(wǎng)中使用 ONU的過(guò)程中，其主要作用如圖4-6所示，在該系列中，ONU有2路 EPON口，這樣對(duì)上下行1.25 Gbps傳輸速率進(jìn)行保證，并可實(shí)現(xiàn)上下行1.25 Gbps傳輸速率。與此同時(shí)，ONU系列仍然支持 IEEE 802. IQVLAN端口。

（2）OLT。本系統(tǒng)主要采用鍵橋通信KB-3100 IU系列 OLT，OLT配置4路 EPON口，這樣可以實(shí)現(xiàn)上下行1.25 Gbps傳輸速率，保證 OLT的傳輸速率達(dá)到29公里。與此同時(shí)，OLT系列支持按照以太網(wǎng)類(lèi)型劃分的 PON端口和 IEEE 802. IQVLAN。

2.4配電自動(dòng)化主站

在配電網(wǎng)中整合的信息及進(jìn)行處理均在配電網(wǎng)主站中完成，通過(guò)對(duì)智能終端上出現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)的特征量的固定參數(shù)，其中可以作為電流整定參數(shù)，而且可以對(duì)相關(guān)員工的配電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行全面監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)不同高端應(yīng)用。但配網(wǎng)自動(dòng)化主站并沒(méi)有直接利用分布式 FLISR的操作環(huán)節(jié)，只是對(duì)最終接收 STU的 FLISR的最終結(jié)果負(fù)責(zé)，可以把它的作用分為以下幾個(gè)方面：

（1）對(duì)配電系統(tǒng)終端信息內(nèi)容進(jìn)行整合和處理。其配電信息主要包括電流、電壓、功率、狀態(tài)等相關(guān)信息，處理過(guò)程主要是指 FA對(duì) FLIR的最終處理。

（2）發(fā)出遙控指令。配電網(wǎng)自主站能夠?qū)⑾嚓P(guān)的遠(yuǎn)程指令發(fā)送到配電網(wǎng)終端，使配電網(wǎng)終端完成負(fù)荷傳遞和分維系統(tǒng)的功能。

（3）時(shí)間調(diào)節(jié)。配電網(wǎng)自動(dòng)化主站可將一對(duì)指令發(fā)送到范圍內(nèi)的智能終端，使智能終端在完成 STU后與通信主站的時(shí)間統(tǒng)一。

（4）遠(yuǎn)程維修。配電網(wǎng)自動(dòng)化主站可發(fā)送遠(yuǎn)程維護(hù)指令，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)等配置。

（5）具有人機(jī)交互功能。配電網(wǎng)自動(dòng)化主站具有修改時(shí)間、顯示數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)調(diào)試、控制指令發(fā)布、顯示信息等功能。

2.5開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)

當(dāng)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)時(shí)，它主要是采用接觸器進(jìn)行設(shè)計(jì)處理的方法，以便使線(xiàn)路不處于分段狀態(tài)，并將設(shè)計(jì)重合器與斷路裝置和分段開(kāi)關(guān)有不同的選擇方式，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，從而完成開(kāi)關(guān)操作，例如分/合閘。將電壓感應(yīng)裝置和電流感應(yīng)裝置全部安裝到對(duì)開(kāi)關(guān)位置上，以便在開(kāi)關(guān)位置不同的情況下測(cè)量三相電壓和三相電流，即使開(kāi)關(guān)位置不同。

結(jié)論：

綜上所述，農(nóng)業(yè)配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化建設(shè)不僅要滿(mǎn)足農(nóng)電生產(chǎn)的實(shí)際需要，而且必須滿(mǎn)足生產(chǎn)、運(yùn)行和服務(wù)的基本要求。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟、硬件、通信技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)將會(huì)有越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用到農(nóng)網(wǎng)中，自動(dòng)化技術(shù)將逐漸成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范將用于指導(dǎo)農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，為農(nóng)網(wǎng)安全高效運(yùn)行提供技術(shù)保障。

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