配網(wǎng)自動(dòng)化意義
日期：2023-02-08 來源：電氣應(yīng)用
配電自動(dòng)化是以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、現(xiàn)代電子傳感技術(shù)，以配電自動(dòng)化系統(tǒng)為核心，將配網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息整合和集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)及控制等。
配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要由配電自動(dòng)化主站、配電自動(dòng)化終端及通信通道組成，主站與終端的通信通常采用光纖有線、GPRS無(wú)線等方式。
配網(wǎng)自動(dòng)化意義
通過實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和潮流的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為配網(wǎng)調(diào)度集約化、規(guī)范化管理提供了有力的技術(shù)支撐。通過對(duì)配網(wǎng)故障快速定位/隔離與非故障段恢復(fù)供電，縮小了故障影響范圍，加快故障處理速度，減少了故障停電時(shí)間，進(jìn)一步提高了供電可靠性。
專業(yè)術(shù)語(yǔ)
饋線自動(dòng)化
是指對(duì)配電線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，在故障發(fā)生后實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位和迅速隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障區(qū)域供電。饋線自動(dòng)化包括主站集中型饋線自動(dòng)化和就地型饋線自動(dòng)化兩種方式。
主站集中型饋線自動(dòng)化
是指配電自動(dòng)化主站與配電自動(dòng)化終端相互通信，由配電自動(dòng)化主站實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路的故障定位、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。
就地型饋線自動(dòng)化
是指不依賴與配電自動(dòng)化主站通信，由現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化開關(guān)與終端協(xié)同配合實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路故障的實(shí)時(shí)檢測(cè)，就地實(shí)現(xiàn)故障快速定位/隔離以及恢復(fù)非故障區(qū)域供電。按照控制邏輯和動(dòng)作原理又分為電壓-時(shí)間型饋線自動(dòng)化和電壓-電流型饋線自動(dòng)化。
配電自動(dòng)化主站
配電自動(dòng)化主站是整個(gè)配電網(wǎng)的監(jiān)視、控制和管理中心，主要完成配電網(wǎng)信息的采集、處理與存儲(chǔ)，并進(jìn)行綜合分析、計(jì)算與決策，并與配網(wǎng)GIS、配網(wǎng)生產(chǎn)信息、調(diào)度自動(dòng)化和計(jì)量自動(dòng)化等系統(tǒng)進(jìn)行信息共享與實(shí)時(shí)交互，按照功能模塊的部署可分為簡(jiǎn)易型和集成型兩種配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)。
簡(jiǎn)易型配電自動(dòng)化主站主要部署基本的平臺(tái)、SCADA和饋線故障處理模塊。集成型配電自動(dòng)化主站是在簡(jiǎn)易型配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹伨€自動(dòng)化、潮流計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等電網(wǎng)分析應(yīng)用功能。
配電自動(dòng)化終端設(shè)備
配電自動(dòng)化終端主要指安裝于開關(guān)站、配電房、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站、柱上開關(guān)處，用于采集配電設(shè)備運(yùn)行故障信息和進(jìn)行控制的終端設(shè)備。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同分為配電房配電自動(dòng)化終端（DTU）、架空線饋線自動(dòng)化終端（FTU）、電纜型故障指示器和架空型故障指示器。
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架空線饋線自動(dòng)化終端（FTU）
架空線饋線自動(dòng)化終端（FTU）適用于10kV架空線路的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的監(jiān)測(cè)和控制，按照控制邏輯可設(shè)置成電流型、電壓時(shí)間型兩種工作模式。
電流型工作模式
可采集三相電流、兩側(cè)三相電壓和零序電流。
具有過電流保護(hù)功能和零序電流保護(hù)、兩次自動(dòng)重合閘功能和閉鎖二次重合閘功能.
電壓時(shí)間型工作模式
1） 具有失電后延時(shí)分閘功能，即開關(guān)在合位、雙側(cè)失壓、無(wú)流，失電延時(shí)時(shí)間到，控制開關(guān)分閘；
2） 具有得電后延時(shí)合閘功能，即開關(guān)在分位、一側(cè)得壓、一側(cè)無(wú)壓，得電延時(shí)時(shí)間到，控制開關(guān)合閘；
3） 具有單側(cè)失壓后延時(shí)合閘功能，即開關(guān)在分位且雙側(cè)電壓正常持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上，單側(cè)電壓消失，延時(shí)時(shí)間到后，控制開關(guān)合閘；
4） 具備雙側(cè)均有電壓時(shí)，開關(guān)合閘邏輯閉鎖功能，即開關(guān)處于分閘狀態(tài)時(shí)，兩側(cè)電壓均正常時(shí)，此時(shí)終端閉鎖合閘功能。
5） 具有閉鎖合閘功能。若合閘之后在設(shè)定時(shí)限之內(nèi)失壓，并檢測(cè)到故障電流，則自動(dòng)分閘并閉鎖合閘。若合閘之后在設(shè)定時(shí)限之內(nèi)沒有檢測(cè)到故障電流，則不閉鎖合閘；
6） 具有閉鎖分閘功能。若合閘之后在設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒有檢測(cè)到故障，則閉鎖分閘功能，延時(shí)5分鐘后閉鎖復(fù)歸；
7） 具有非遮斷電流保護(hù)功能，即當(dāng)檢測(cè)到流過負(fù)荷開關(guān)的電流大于600A時(shí)，閉鎖跳閘回路。
8） 可檢測(cè)零序電壓，具有零序電壓保護(hù)功能，即在設(shè)定延時(shí)內(nèi)檢測(cè)到零序電壓信號(hào)應(yīng)立刻分閘，切除接地故障；在設(shè)定延時(shí)外檢測(cè)到零序電壓信號(hào)，終端不發(fā)出分閘控制命令。
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配電房配電自動(dòng)化終端（DTU）
站所終端DTU一般安裝在常規(guī)的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對(duì)開關(guān)設(shè)備遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)的采集，對(duì)開關(guān)進(jìn)行分合閘操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線開關(guān)的故障識(shí)別、隔離和對(duì)非故障區(qū)間的恢復(fù)供電。
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故障指示器
故障指示器是指安裝在架空線、電力電纜上，用于指示故障電流流通的裝置。短路故障指示器分為戶外型及戶內(nèi)型兩種，架空線路安裝戶外型故障指示器，電纜線路安裝戶內(nèi)型故障指示器。
配網(wǎng)通信方式
配網(wǎng)通信一般采用主干層和接入層兩層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，配網(wǎng)主站系統(tǒng)至變電站的主干通信網(wǎng)一般采用光纖傳輸網(wǎng)方式，變電站至配網(wǎng)終端之間的接入部分采用多種通信方式，主要有以下幾種：
（1）工業(yè)以太網(wǎng)通信
有源光網(wǎng)絡(luò)主要是利用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，具有技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、組網(wǎng)靈活、便于升級(jí)擴(kuò)容等優(yōu)點(diǎn)，適合高溫、潮濕環(huán)境、強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。不足之處是存在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)纖芯資源浪費(fèi)、相對(duì)投資高等缺點(diǎn)。
（2）無(wú)源光纖通信
無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)主要是利用以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）技術(shù)，采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無(wú)源光纖傳輸，具有成本低、帶寬高、擴(kuò)展性強(qiáng)、組網(wǎng)快速靈和以及方便與現(xiàn)有以太網(wǎng)完全兼容等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是EPON組網(wǎng)方式以星型為主，對(duì)于鏈形和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)受技術(shù)本身限制支持較差，施工前需嚴(yán)格規(guī)劃各節(jié)點(diǎn)的光功率，不利于靈活組網(wǎng)和未來擴(kuò)容需求。
（3）無(wú)線公網(wǎng)通信
目前無(wú)線公網(wǎng)通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。無(wú)線公網(wǎng)可節(jié)約光纜鋪設(shè)費(fèi)用，組網(wǎng)靈活，適用于無(wú)線公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋完整卻信號(hào)優(yōu)良的城市，不足之處是只適合于實(shí)時(shí)性要求不高的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，可靠性、安全性方面有待進(jìn)一步提高。
饋線自動(dòng)化原理
主站集中型饋線自動(dòng)化是指配電自動(dòng)化主站與配電自動(dòng)化終端相互通信，通過配電自動(dòng)化終端采集故障信息，由配電自動(dòng)化主站判斷確定故障區(qū)段，并進(jìn)行故障故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。適用于純電纜、純架空和架空電纜混合線路的任一種網(wǎng)架。
由于該方案對(duì)通信的可靠性要求較高，較依賴光纖通信，而鋪設(shè)光纖施工困難、建設(shè)費(fèi)用高，因此該方案主要應(yīng)用于負(fù)荷密度大，且對(duì)供電可靠性要求很高的A、B類供電區(qū)域的城市中心區(qū)。例如廣州的天河區(qū)和越秀區(qū)、深圳的福田區(qū)、佛山的東平新城和金融高新區(qū)。經(jīng)估算一回10kV線路配網(wǎng)自動(dòng)化改造造價(jià)約為150萬(wàn)元（按三分段一聯(lián)絡(luò)計(jì)算）。
建設(shè)實(shí)施內(nèi)容：
1）變電站開關(guān)與保護(hù)裝置不需要進(jìn)行改造，保護(hù)定值無(wú)需配合；
2）開關(guān)柜（環(huán)網(wǎng)柜）的開關(guān)本體需三遙點(diǎn)需加裝電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)及鋪設(shè)光纖；
3）加裝DTU，加裝A、C相CT、零序CT、PT柜。
電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化模式以電壓時(shí)間為判據(jù)，適用于純架空、架空電纜混合線路的單輻射、單聯(lián)絡(luò)等網(wǎng)架。
工作原理：
以電壓時(shí)間為判據(jù)，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，變電站出線開關(guān)保護(hù)跳閘，線路分段開關(guān)失電后分閘。變電站出線開關(guān)第一次重合閘后，線路分段開關(guān)得電后逐級(jí)延時(shí)合閘，當(dāng)合閘到故障點(diǎn)后，變電站出線開關(guān)再次跳閘，所有線路分段開關(guān)失電分閘，同時(shí)閉鎖故障區(qū)間線路分段開關(guān)合閘；故障隔離后，變電站出線開關(guān)再次重合，非故障區(qū)段的線路分段開關(guān)再次延時(shí)合閘，恢復(fù)故障點(diǎn)前段線路供電，聯(lián)絡(luò)開關(guān)延時(shí)合閘，自動(dòng)恢復(fù)故障點(diǎn)后段線路供電。
電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化不依賴與主站通信，投資小、見效快，因此適用于負(fù)荷密度小的C、D、E類供電區(qū)域，如城市郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。
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