城市电网配电自动化系统技术分析

吕海龙　张帆　孔祥岭

摘要：配电自动化系统技术是现代化电力系统发展的方向，通过利用自动化系统技术可以对配网运行情况进行实时监控，对配网方式进行优化，当配网运行异常或者出现故障后，可以立即找出故障出现的原因。文章首先对城市配网自动化系统结构进行了分析，然后对通信自动化技术进行了介绍，最后对电网配电自动化技术的未来发展方向进行了探讨。

关键词：城市电网；配电自动化系统；馈线自动化；电力系统；电网运行 文献标识码：A

中图分类号：TM727 文章编号：1009-2374（2017）01-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.073

当前，人们对电能的质量要求日益提升，如果仍然使用传统的管理方式是无法满足现代化电力事业发展要求的。而配电网自动化系统是利用计算机网络技术、电子技术、通信技术对配电网中的相关信息进行集成，然后建立一套体系比较完整的自动化管理系统，达到对配电系统进行监控管理的目的。通过严格按照国家要求建立智能化电网，利用现代化的管理程序和管理技术可以有效解决传统管理方式中存在的问题。所以在现代化城市建设过程中，需要对配电网自动化系统进行完善，为城市发展提供稳定、安全的电力能源支持。

1 配网自动化的意义

城市配电网自动化系统是在数据传输和计算机技术的基础上建立的信息管理系统，利用城市配网自动化系统解决了当前平台不统一、平台功能单一等问题，推进了电力系统的发展。在配电自动化系统中配置了多种软件，这些软件可以将配电网测量数据中存在的问题进行解决，形成了相应的配电网调度仿真软件，当系统出现故障时，可以通过配电自动化系统解决存在的问题，优化配电自动化系统的运行模式，缩短了停电时间。通过进行城市电网配电自动化系统建设可以节省资源。一旦实现城市配网自动化的全面覆盖后，就可以对电力设备的运行信息进行远程监控，在电网出现问题后可以及时采取相应的应对措施，实现调控一体化。城市电网配电自动化系统可以全面提升电网运行的安全性，利用配电自动化系统进行辅助，可以及时发现电网存在的问题，并诊断存在的故障。同时配电自动化系统可以对非故障区供电能力进行恢复，实现故障信息的快速传递，帮助用户了解电网运行情况。配电自动化系统可以为电网运行提供参考数据，在电网信息的综合利用和信息集成方面意义重大。

2 城市配电网自动化系统结构

配电自动化主要包括数据采集系统、安全监控系统、配电设备状态检测、故障报修、停电管理、用电控制系统、自动化抄表系统、负荷管理系统等。配电网自动化系统主要利用集中分层式管理方式进行管理，一般情况下，配电自动化系统主要可以分成三个层次：第一层为配电主站层；第二层为配电子站层；第三层为配电终端层。配电网自动化系统结构框架如图1所示：

2.1 配电主站层

配电主站层又叫做调度段，主要负责对配电子站发送过来的数据进行收集和管理，对收集到的数据进行分类和存储，对终端线路和子站线路要进行监控，当线路出现故障后会自动发出警报，并对故障段线路进行定位、隔离。

2.2 配电子站层

配电子站层处在配电自动化系统中间，主要利用通信系统来完成配电主站系统之间的通信，其次配电子站层范围中的TTU、FTU、DTU中的终端配置可以利用配电子站层进行通信，通过配电子站层对数据信息进行聚集，然后将收集到的数据传递到终端配置数据中，具有远处监督控制、本地监督控制、远处信息通信、远处检测、阻隔事故等功能。

2.3 配电终端层

配电终端层处于自动化系统底部，具有保护设备、馈线自动化等功能，主要用于对各种现场信息进行监督和收集，对发生的事故进行隔离、监督检查等。

3 配电自动化系统技术

3.1 通信技术

随着现代化通信技术的不断发展，光纤通信技术得到了广泛的应用。因此，配电自动化通信技术也要以光纤作为通信媒介，建立无源光纤、电导多点结构，使用以太网源光网络可以在某一个站点的电压失去后，保证环路上其他站点可以正常进行通信。另外，对于无法铺设光纤的地方，在进行通信时可以选择电缆屏蔽通信载波技术，利用此技术可以实现自动化通信，安装施工也非常的便利。

3.2 馈线自动化监测技术

馈线自动化技术可以有效解决配电自动化系统中站点的运行压力，可以实现故障的检测、筛查和上报，并且测控终端在低温、高温等各种天气情况下稳定运行，而且可以准确判断出故障信息，实现了故障隔离和供电恢复。

3.3 智能分布式馈线自动化技术

在电力系统中，馈线模式主要有集中控制、综合控制、分布式控制三种模式，集中控制和综合控制在运行过程中会把全部馈线终端信息发送到主站，这样一来就会导致主站的工作量加大，影响了系统的运行效率。而运用智能分布式馈线自动化技术可以实现故障区域的隔离，保证非故障区供电正常，同时该技术可以降低主站工作量，提高电力系统运行效率。

4 配电自动化技术在电网中的应用

在电网中应用配电自动化技术主要是为了监控电网设备的运行状态，使电网处于相對稳定的运行状态下，保证电力系统运行的经济性。其功能主要包括遥控、遥测、遥调等。此外，配电自动化技术还包括变电站运行故障报警、变电站运行管控、变电站预警功能、建立数据库等。

4.1 配电网自动化系统在运行中的应用

在配电自动化系统运行过程中，可以将系统分成中心站级和现场级两个控制层。其中现场控制层会通过分散模式安装好相应具有监控功能、通信保护功能以及继电保护功能的现场控制装置，实现相关设备的智能化监控。必要时还可以实现数据的模拟测量。另外，要安装适用于电网运行的保护测控装置和继电器装置。中心站级控制层主要是利用以太网实现各种不同功能终端设备的连接，从而组成完善的监控体系，达到集成化管理电网的目的。

4.2 配网自动化控制过程

在供电系统中应用配电自动化系统主要是为了实现电网自动化监控，收集相关运行数据，系统运行数据的收集和处理主要以配电间隔单元为基础，将数字式测控装置安装到现场级高压开关柜中，利用测控装置进行测控，并采用集中供电的方式提供电力能源，可以有效降低干扰性，提升电网运行的可靠性。另外，利用220V交流电或直流屏集中可以得到监控器供电源。开关量和模拟量主要是由变压器数量和变压器进出线路径决定的，其中隔离开关可以获取开关量，并从电流、电压互感器得到模拟量，电压互感器传输电压信号为0～100V，电流互感器传输电流信号为0～5A。

在设计配电自动化系统时，外接任务一般可以利用通信电缆完成，可以根据使用要求选择规格标准达到9×0.8mm2标准，并且可以达到系统要求的计算机屏蔽电缆，将通信电缆连接好以后可以对所有连接设备的运行数据进行传输，并通过传输相应的操控指令完成设备的运行操作，同时将相应的数据传输到总站主机上，对接收到的数据信号进行分析和汇集，通过对数据进行分析，掌握系统实际的运行状态，并根据监控结果对系统自动化控制进行完善。另外，电网配电自动化系统还配置了数据库，可以实现相关数据的存储，以便可以对电力系统资料信息和电力系统数据信息进行查询。

5 配电自动化技术的发展方向

5.1 综合型自动化配电终端发展和应用

随着配电自动化技术的不断发展，会出现已有配电系统基本功能的基础上，新增故障信息统计、电价信息实时发布、电能质量数据判断等功能的综合型自动化配电终端，通过利用自动化配电终端可以实现信号数据的收集和整理，最大限度降低了现场终端使用数量，使电力系统结构得到进一步的简化，实时的对电价信息进行发布，保证电能质量水平和检测的时效性。

5.2 配电自动化系统集成化

配电自动化系统中包含了多个设备和子系统，是一个庞大、复杂、综合性比较高的系统，不同功能的子系统之间也存在一定的联系。为了适应时代的发展，配电自动化系统在未来会进一步集成，所有的应用都可以共享运行费用和投资费用，将用户的投资充分发挥出来，并最大限度保护配电网运行的安全性。

6 结语

综上所述，城市电网配电自动化系统技术主要是为了提高电力系统供电的可靠性，降低用户停电概率，并提升供电系统设备故障的判断反应能力，实现非故障线路的快速恢复以及故障的自动化隔离。通过在城市配网中应用配电自动化系统技术，可以全面提升配电网的管理水平，不仅可以保证供电的稳定性和安全性，同时还可以减少配电网损耗，提升电力企业的经济效益。

参考文献

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作者简介：吕海龙（1986-），男，湖北黄冈人，国网湖北省电力公司郧西县供电公司助理工程师，研究方向：电网配电。

（责任编辑：小 燕）