浅析住宅小区配电自动化的设计的结构

摘要：目前通过配电网的改造，越来越多的城市电网实现了配电的自动化，提高了电力系统的运营水平。但是对于小区配电自动化的设计目前非常稀少，随着小区的智能水平不断提高，配电是否实现自动化是一个很重要的参考指标，配电自动化能够提高小区的智能化水平，降低能耗，为居民提供一个安全可靠的用电环境。

关键词：住宅小区，配电，自动化设计

1.配电自动化的可行性分析

随着技术的不断发展，在传统供配电场所出现的电磁式继电保护装置正在逐渐衰落，取而代之的是微机综合保护装置。新型的微机综合保护装置，除了实现传统继电保护功能，还能对变配电回路的开关状态、电流、电压等模拟信号，事故下的脉冲信号，以及一些非电量信号进行采集、存储及运算。随着技术机技术的不断进步，整个电器制造行业发生了革命性的改变，各种电器设备正向智能化方向发展，可以实现对各种电量及非电量信号的采集、存储及处理功能。同时现代制造技术及通信技术的发展也为实现配电自动化提供了基础，这些技术的发展可以使得电器设备能够实现通信能力，为各个电器控制節点间的数据进行交换、整合，实现信息资源共享，实施实时监测、集中管理乃至远程控制提供了可能。小区配电站自动化实现包含了前端设备及控制中心，这些前端设备可以实现保护、测量、控制及通信，将数据传往控制中心。

小区配电自动化是基于现代计算机技术、现代控制技术和现代通信技术的，对供配电系统进行保护和控制，是对传统供配电的一个重大改革。无论是技术还是经济在小区实现供配电自动化都可行的。

2.配电自动化设计的要求及原则

（1）配电自动化设计的要求

小区配电系统具有重要的地位，关系着居民的生活水平及生命和安产安全，应该认识到实现配电自动化不仅仅为了实现无人值班，更主要的是提高供配电的技术水平、运行管理水平以及调度自动化水平。因此，小区配电自动化应该满足下列要求：

采用先进的继电保护和自动控制技术，满足电网及变电站安全稳定运行的要求，装置具有很高的可靠性；满足集中监视和控制的要求，尽可能提供变电站内来自电气一次及二次设备的各种信息，提高保护和控制功能的辨别能力，满足电网监控和管理信启、化、智能化的要求；简化一次回路，节省电缆；变电站微机保护的软、硬件设置既要与监控系统相对独立，又要相互协调；微机保护装置应具有串行接口或现场总线接口，向计算机监控系统或RTU提

供保护动作信息或保护定值等信息；

（2）配电自动化设计的原则

小区配电自动化应该遵守以下原则：小区供配电系统采用自动化装置实现控制、保护、测量等功能；供配电系统的继电保护采用微机保护装置，各个保护单元相对独立，能够在

发生故障时自动动作，同时将保护信启、通过通信系统传送到控制中心；前端设备采集到的各种数据传送到控制中心；利用计算机进行控制，通过远方及就地选择开关实现两种控制方式，用微机实现模拟操作，待确认后再执行控制命令，

3.配电自动化的总体设计

小区配电自动化的一个主要组成部分为配电所综合自动化功能，配电所综合自动化系统主要分为三种结构。

（1）.集中式结构

集中式结构就是集中采集处理变电所数据，完成保护监控任务。随着微处理器控制技术的发展，出现了采用多套微机装置的集中式系统，例如，整个变电所的数据采集及控制功能由一套微机装置（远动RTU）来完成，而保护功能则由另外一套或几套微机保护装置完成。RTU可以与上级控制中心进行通信，而微机保护装置通过串行通信口与RTU联系，向控制中心发送保护动作信自、或接收保护定值。

这种结构具有结构紧凑、造价较低的优收，同时由于功能过于集中，一旦出现故障，影响面较大，程序设计麻烦，难以扩展。

（2）分层分布式结构

分层指的是变电所二次设务按功能分为变电所层和单元层。变电所层是负责当地监控及通信处理的上位机，单元层包括各科可呆护、监控装置，两个层次之问通过现场总线或局域网交换信息、。分布是指将功能分布到不同的一单元上去，保护一单元一般是按一次设备设置的，而其他测量、扩展、故障录波等功能单元是集中设置的。

分层分布式系统一般采用集中组屏安装方式，也有分层屏方式，变电层设备安装在控制室内，而单元层装置安装在靠近一次设备的地方，以减少控制电缆长度。

（3）分层分布分散式结构

分散系统的单元层装置面向一次设备或电气间隔距离离没置，并一般是安装在高压开关设备附近或户内开关柜上。它可以是保护和测控功能合二为一的装置，也是是测控和继电保护功能相对独立的装置。目前35kV及以下电压等级的设备多采用保护与控制功能一体化装置；而更高电压等级的重要设备往往采取保护与测控装制相对独立的做法。

一般小区可以采用两层结构形式的综合自动化结构，由通信层和现场保护测控层组成。首先是现场保护测控层，现场保护测控层主要的装置为10kV微机综合保护、测控装置，这些装置可以实现保护、测量、控制、通信与一体，通过现场总线或局域网与通信管理层中的控制中心相连接。变配电所内各类高低压智能设备，如直流电源装置、小电流接地选线装置、消谐装置以及0.4kV的智能开关装置等，亦可通过相应的通信接口与通信管理层中的主控机相连。其次是通信管理层，变电站内通信网络连接各设备层，使独立的各自分散的设备形成协同工作的有机总体，并与外部系统紧密相连。这一层我们定义为通信管理层。变电站综合自动化系统的总体性能在很大程度上取决于此层的性能。 通信管理层的主要配置为具有通信管理功能的主控机。主控机一般采用单元组合设计，每个主控单元均可提供若干个RS485/232/422串行接口，用以接入各种智能设备，通过规约转换，各设备可方便地接入通信系统。

4.配电自动化系统实现的主要功能

住宅小区实现配电自动化以后，可以提高运行水平，它的功能主要有五个相关功能，分别为隔离故障及恢复供电、信息的采集、终端设备的集中控制、GIS系统和数据统计。

（1）数据的采集和监控功能：这种系统利用终端智能设备对断路器、变压器等电力设备进行全面的监控，并且终端设备与控制中心能够通信，将负荷状态、运行情况等仁送到控制中心计算机，将这些数据进行存储并且可以作为历史数据预测运行情况。随着科技发展，将来可以利用配电系统的高级应用软件进行分析，进行网络重构，同时可以利用RTU监视变压器的运行状态，为实现变压器运行的经济性提供条件。

（2）故障隔离与恢复供电：当线路中有故障发生时，能够将故障部分自动切除，而对于正常部分，则保证了供电的连续性。

（3）自动无功补偿技术：在配电变压器低压侧设置无功补偿智能控制器，通过该器件能够检测无功电流，自动控制电容器组的投切。

[1]程大章.现代建筑电气技术的发展与探索[J].低压电器，2007

[2]颜晓光.关于建筑电气的发展与技术探析[J].工程管理者，2011.

[3]唐观莲.现代住宅建筑电气设计的探讨[J].建工论坛，2011

作者简介：姓名：张晶，女，出生年月：19870527；单位：北京中建恒基工程设计有限公司石家庄分公司 ；职称：助理工程师评工程师