（电力系统及其自动化专业论文）乌当供电局配电自动化试点方案研究.pdf

贵州大学工程硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t w u d a n gp o w e ru r b a nd i s t r i b u t i o nn e t w o r ks e v e r sf o rt h es t a t e l e v e lh i g h - t e c h i n d u s t r i a ld e v e l o p m e n tz o n e ，w h i c hp u t sf o r w a r dah i g h e rr e q u e s to fe l e c t r i c a l q u a l i t y a l o n gw i t ht h ed e e p e n i n gp o w e rg r i dr e c o n s t r u c t i o n ，t h en e t w o r kb e c o m e sm u c hm o r e c o m p l e xt h a nb e f o r e i no r d e rt oc o m p r e h e n s i v e l yi m p r o v et h et e c h n i c a lo p e r a t i o no f e c o n o m i ci n d i c a t o r s ，t h eb u i l d i n go f d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ns y s t e mi si m p e r a t i v e 1 1 l i ss t u d yb a s e do nt h ec u r r e n tr e s e a r c hr e s u l t sa n da p p l i c a t i o n so fd i s t r i b u t i o n a u t o m a t i o na n dc u r r e n td i s t r i b u t i o nn e t w o r ko fw u d a n ga r e a ，r e s e a r c h e dt h ep i l o tu r b a n d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o no fw u d a n ga r e aa n dt h ea p p l i c a t i o no fd i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n t e c h n o l o g yi nt h ep i l o t n l i ss t u d yf o l l o w e dt h ep r i n c i p l eo f ”u n i f i e dp l a n n i n g s t e p - b y s t e pi m p l e m e n t a t i o n a n dr e a s o n a b l ea l l o c a t i o n ，i n f o r m a t i o ns h a r i n g ，”a n a l y z e da n dd e s c r i b e dt h ec u r r e n ts t a t u s o ft h ew u d a n gd i s t r i b u t i o nn e t w o r ka n dt h ed e v e l o p m e n to fd i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ni n w u d a n gp o w e r , s e l e c t e dp i l o td i s t r i b u t i o nl i n e sa n ds w i t c h i n ge q u i p m e n t s ，p r o p o s e d p r i n c i p l e sa n dm e t h o d sf o rc i r c u l a rd i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m a t i o no fp i l o tl i n e s ，a n dd e f i n e d t h es c o p ea n ds c a l eo fd i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n p i l o t t h i ss t u d yc o m b i n e dt h ec u r r e n ts t a t u so fw u d a n gd i s t r i b u t i o nn e t w o r ka n dt h e t y p i c a ls t r u c t u r em o d e lo fd i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ns y s t e m ，p r o p o s e dt h a tp i l o td i s t r i b u t i o n a u t o m a t i o ns y s t e mt a k et w ol a y e rs t r u c t u r em o d e lw h i c hc o n s i s t so fd i s t r i b u t i o nm a s t e r s t a t i o nl a y e ra n dr e m o t et e r m i n a lu n i tl a y e r b a s e do nt h i sm o d e l ，t h i ss t u d ys u g g e s t e d t h a tp i l o td i s t r i b u t i o na u t o m a t i o nc o m m u n i c a t i o ns y s t e ma l s oa d o p tt w ol a y e rs t r u c t u r e s y s t e mc o m p o s e do fb r a n c h c o m m u n i c a t i o nl a y e ra n du s e rc o m m u n i c a t i o n l a y e r , p r e s e n t e d am u l t i c o m m u n i c a t i o n p r o j e c t f o rt h e p i l o t d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n c o m m u n i c a t i o ns y s t e ma n dt h ew a y st or e a l i z et h ep r o j e c t ，a n dg a v et h r e es o l u t i o n st ot h e p o s s i b l er e s p o n s ed e l a y t h i ss t u d ya n a l y z e da n dc o m p a r e dc o m m o n l yu s e df e e d e ra u t o m a t i o nm o d e l s ， p r o p o s e dt w or e a l i s t i cs o l u t i o n sf o rp i l o t ”h a n di nh a n d 。c i r c u l a rd i s t r i b u t i o nn e t w o r k f e e d e ra u t o m a t i o n i na d d i t i o n ，t h i ss t u d yp o i n t e do u tt h em e t h o d so f b u i l d i n gai n t e g r a t e d a u t o m a t i o ns y s t e m f i n a l l y , t h i ss t u d yd e s c r i b e dt h es t r a t e g i e so f h a n d l i n gf a u l t si nm a s t e r s t a t i o no fd i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ns y s t e m k e y w o r d s ：d i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n ，p i l o t ，c o m m u n i c a t i o nm o d e f e e d e ra u t o m a t i o n i i 贵州大学工程硕士学位论文1 前言 1前言 1 1 课题目的和意义 当前，客户对供电的可靠性、电能质量及用电服务水平都己提出很高的要求， 而在“电力法”和相关法规规定中也明确规定供电企业应提供可靠、高质量的电能。 因此，如何提高供电可靠性，如何改善电压质量，以进一步满足电力客户不断增长 的需求，是供电企业的目标之一。 配电网络在用电需求的刺激下迅速发展，需要维护管理的配电线路与设备总量 不断大幅增长，供电企业如果仍然按照传统的管理模式已难以实现对配电网设备进 行有效的管理，对设备状况的巡视与故障处理时间难以满足用电客户增长需求。而 电力行业的企业化要求供电企业应注意经济性，应实现最优管理，有效地利用人力、 物力等资源，通过较小的投入来获得较大的效益，并立足于长期发展。因而，有必 要对传统的配电设备管理模式进行改进，引入新的管理手段，以提高运行维护效率， 降低维护单耗，同时掌握设备的确切运行情况，发现薄弱环节与不合理配置，以能 指导进行有针对性的改造。 “配电自动化”技术可解决上述两大问题。 “配电自动化”也称为“配网自动化”，它是将现代计算机技术和通信技术应 用于配电网设备上进行监视与控制，实现配电网设备半自动或全自动运行。实践表 明，配电自动化是电网现代化的必然趋势，是优化网络结构、简化保护和运行管理 程序、提高供电可靠性和电能质量的有效措施，还可以全方位提高整个配电网络技 术水平、管理水平。 两年前，在贵阳市北供电局的指导下，乌当供电局已经开始尝试实施馈线自动 化，已完成四条l o k v 城区线路的改造，构成两对“手拉手”环网，并在该环网上安 装1 0 台电压型自动化开关，但尚未建立配网通信系统和配电自动化主站系统。目前， 乌当供电局使用的调度主站是南京南瑞集团公司开发的“o n 2 0 0 0 配网综合调度自动 化系统”。现场运行结果表明该系统技术先进，功能齐全，运行可靠、稳定。本课 题的目的就是要在以往实施馈线自动化的基础上，构建配网通信系统，并充分应用 贵州大学工程硕士学位论文 1 前言 o n 2 0 0 0 调度自动化系统这个平台，对其进行扩容升级，实现调度自动化、配网自动 化主站一体化，同时，还将选择合适的l o k v 馈线，将其进行适宜的环网改造后，达 到如下目的： ( 1 ) 提高城网供电可靠性，保证环网内用户达到n 一1 供电安全准则，供电可靠率 达9 9 9 6 。 ( 2 ) 环路l o k v 馈线发生故障，系统实现故障处理功能，即完成故障自动检测与 识别，故障自动定位，故障自动隔离和网络重构功能。 ( 3 ) 实现对配电变压器、无功补偿装置等配电设备实时监控和管理功能。 ( 4 ) 建立配电网数据监控及采集系统( s c a d a ) ，灵活进行负荷转移，优化负荷分 配，提高电压合格率，降低线损。 通过本课题的实施，将提高乌当城网供电可靠性和电能质量，确保向用户不问 断优质供电，这对改善企业形象，创造良好的社会效益具有重要意义。课题将使乌 当供电局逐步向配电管理自动化方向迈进，以设备改善、技术改善促进管理改善， 由此带来管理观念和手段的变革。实现配电自动化的主要意义还在于其经济效益， 主要体现在：减少停电时间，可增加售电量；网络结构合理，可降低线路损耗；运 行可靠性提高，可减少运行费用和运行人员；先进的一次设备的应用，可减少维护 费用和推迟进一步投资的时间。 因此，在当前供用电大环境下，本课题具有现实性和紧迫性。 1 2 配电自动化发展概况 为了选择更优的配电自动化方案，有必要对国内外配电网的现状与配电自动化 系统的发展进行分析，在吸收其先进技术和经验的基础上，开展配电自动化的研究。 1 2 1 国外配电自动化发展概况 国外发达国家配电网自动化技术的开展起步较早，发展也较快，大致可分为三 个阶段。 第一阶段大约在7 0 年代，该阶段主要目标是在重要的线段实现故障自动隔离， 进行自动抄表，并结合配电网改造的过程，开展配电自动化的试点工作；第二阶段 2 贵州大学工程硕士学位论文 1 前言 大约在8 0 年代初期，配电自动化大量投入，营业自动化、负荷控制开始发展，受当 时计算机技术条件限制，还无法形成完整的计算机网络控制系统，大部分为单项目 自动控制系统：第三阶段大约在8 0 年代后期，由于微机和通信技术的发展，分布式 实时网络的出现，从而可以将配电网中单项自动化功能的装置通过计算机网络连接 起来，使配电网综合自动化成为可能。进入9 0 年代以后，国外的配电自动化系统己 经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调控、用户负荷控制和远 程抄表等系统于一体的配电网管理系统，其功能多达1 4 0 余种。 日本是配电自动化发展比较快的国家，从2 0 世纪5 0 年代开始在配电线上采用自 动隔离故障恢复送电的送电装置，其配电自动化是分阶段逐步形成的，大致可分为 三个阶段：第一阶段，由自动重合断路器和自动配电开关来消除瞬时性故障，隔 离永久性故障；第二阶段是在第阶段的基础上增设远控装置，实现远方控制功 能，在变电站或调度中心发出操作指令；第三阶段是在第二阶段的基础上，利用 现代通讯及计算机技术，实现集中通讯、遥控，并对配电系统实现有关信息的自动 化处理及监控o “。 法国电力公司( e d f ) 把供电质量指标作为衡量配电网自动化水平的标准之一。 e d f 公司在1 9 9 5 年提出对低压用户一年内停电次数及时间不超过以下指标：6 次长时 间停电( 1 m i n 以上) ，3 0 次短时间停电( 1 5 3 0 s ) ，7 0 次极短时间停电( 3 1 0 s ) 。 该公司己实现s c a d a 系统、电压控制、故障定位、自动恢复供电、负荷管理、动态计 算以及表计控制质量监视等全面控制功能。 英美国家配电网发展较早，架空配电线路以放射型为主，简化变电站保护，线 路上采用智能化重合器、分段器相配合，并大量采用单相重合器，在城市配电网中 j 三要采用电缆环网供电，多路供电方式，设备采用环网型开关柜，通过提高配电设 备本身的可靠性以及灵活的接线方式来提高供电可靠性。 从国外配电自动化系统采用的通信方式看，尚没有一种通信技术可以很好地满 足配电系统自动化所有层次的需要。在一个配电自动化系统中，往往由多种通信技 术组合成综合的通信系统，各个层次按实际需求采用合适的通信方式。目前，国外 正致力于配电自动化专家系统和配电网仿真培训系统等的研究，并且在研究通过负 荷分配的优化来减少损耗，对变压器负荷进行管理，以最大限度地利用变压器容量 3 贵州大学工程硕士学位论文1 前言 并降低系统有功损耗，以及按即时电价对用户负荷进行管理等。1 。 随着电子及通讯技术的发展，出现了将配电网的监测采集与计量、故障探测定 位、自动控制、规划、数据统计分析管理集为一体的综合系统。由于各国配电网发 展的差异与地域性差异，各国对供电可靠性的要求与实现方向有所不同，实现的配 电自动化方案也有差异，但总的方向可以归结为： ( 1 ) 次配电设备技术性能提高，免维护： ( 2 ) 快速定位故障点，自动进行故障处理，恢复供电： ( 3 ) 对配电设备实现遥控、遥测和遥信功能； ( 4 ) 与计算机技术紧密结合，更加注重配电网管理功能，向开放式、一体化方向 发展。 1 2 2 国内配电自动化发展概况 由于过去“重发轻供不管用”的影响，我国国内配电网络的发展不甚理想。长 期以来，规划与改造的重点集中在发电厂的建设，对配电网络的改造投入较少，注 重于变电站的建设与监控，而配电网络由于停电影响面小而未受重视，配电自动化 主要是近几年随着对用户日益提高的供电可靠性要求才逐步发展起来“。 上海市东供电局在浦东金桥金藤开发区实现了配电自动化工程。第一期工程采 用法国施耐德集团生产的p r 环网开关柜9 台，基本达到了遥控、遥信和遥测的目的， 但规模较小。 大连电业局于9 5 年4 月在甘井子供电局实现了架空配电线路自动化系统，采用自 产真空断路器，系统主要功能包括配电s c a d a 功能和故障管理功能。其后，又于9 8 年在巾l | f 供电局实现了电缆网络自动化系统，主要功能是配电s c a d a 功能。 银川城区配电自动化系统全部采用了国产设备，实现了配电网中3 0 余回进线、 几十条馈线和七个开闭所及小区配变的全面监控，该系统于1 9 9 8 年8 月2 0 日通过了国 家电力公司组织的技术鉴定。 贵阳市北供电局从1 9 9 8 年开始配电自动化模式的探索，确定了以电压型负荷开 关构成手拉手环网的模式，并于1 9 9 9 年开始了大规模的建设，建成了一个包括馈线 自动化系统、通信系统、计算机后台主站系统为一体的配电网综合自动化管理系统。 4 贵州大学工程硕士学位论文1 前言 该系统于2 0 0 3 年7 月1 日通过了全国电力系统城市供电专业工作网组织的实用化评价 和贵州省电网公司组织的实用化验收。 近几年来，各地陆续通过了配电自动化局部试点的验收，在对配电自动化的理 解上，还存在功能和实现方式与手段的差异。从各地已实现的自动化系统运行情况 来看，一次设备与二次设备是影响整体系统可靠性的关键因素，各类产品的相互配 合( 尤其是对通信规约的应用) 还存在一些问题。 目前，国内实现配电自动化系统主要存在以下问题： ( 1 ) 与输变电自动化系统相比规模大，建设费用高； ( 2 ) 大量一次、二次终端设备，必须放在户外，工作条件相对恶劣，对设备要求 较高： ( 3 ) 通信复杂。由于终端设备数量非常多，没有一种通信方式能够单独满足通讯 系统的要求，必须综合采用多种通讯方式，增加了通信系统的建设难度。“： ( 4 ) 终端设备由于是户外设备，分布较散，其控制电源和工作电源的提取问题比 较困难。目前常采用蓄电池和与之配套的充电器和逆变器。长期未进行深放电的蓄 电池性能受到较大的影响，而对于蓄电池的充放电，通常不便进行控制。1 。 当然，不能仅仅因为存在一些问题而对配电自动化予以否定，使其不能大面积 推广应用。 1 3 配电自动化的含义、功能及作用 1 ，3 1 配电自动化的含义 通常，l l o k v 及以下电力网络属于配电网络，其中3 5 k v 及以上属于高压配电网； l o k v 及以上属于中压配电网；2 2 0 3 8 0 v 属于低压配电网。本课题所讨论的配电自 动化特指l o k v 中压配电网的自动化。 配电系统自动化规划设计导则给配电自动化的定义为：所谓配电系统自动 化“是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、 配电网络数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化 系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配 贵州大学工程硕士学位论文l 前言 电管理的现代化。” 按照文献 1 9 国家电力公司发输电部输 1 9 9 9 1 9 5 号文“关于颁布施行1 0 千伏 配网自动化发展规划要点( 试行) 和配网自动化终端设备通用技术条件的通知” 中，配电自动化的定义为： “1 0 千伏配网自动化是指利用现代通信和计算机技术， 对电网在线运行的设备进行远方监视和控制的网络系统。它包括l o 千伏馈线自动化、 丌闭所和小区配电所自动化、配电变压器和电容器组等的检测自动化等。”其内容 可以归结为两大方面：一是正常情况下的状态检测、数据测量和运行优化；二是事 故状态下的故障检测故障隔离、转移和恢复供电控制。 按照文献 5 g d l t8 1 4 2 0 0 2 配电自动化系统功能规范的定义： “配电自动 化系统是应用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、 离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行安全集成，构成完整的自动化 及管理系统，实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。 它是配电自动化与配电管理集成为一体的系统。”此定义强调了自动化与配电管理 的集成。 i e e e ( 美国电气电子工程师协会) 对配电自动化系统做了一个比较完整的定义： 是在实时情况下，使供电公司能够监视、协调和运行配电系统的部分设备和全部设 备的一种集成自动化系统。 根据以上各种定义，配电自动化是一种技术应用趋势，其结果是实现配电设备 运行的自动化与配电管理的现代化，配电自动化系统则是为实现此目的而需相应建 立的具体体系系统，配电自动化技术是实现该系统所涉及的特有技术。 1 3 2 配电自动化的功能 按照文献 4 ，配电自动化应包括：配调自动化系统、变电站配电站自动化、馈 线自动化( f e e d e ra u t o m a t i o n ，简称f a ) 、自动制图设备管理地理信息系统 ( a m f m g i s ) 、用电管理自动化、配电运行管理自动化、配电网分析软件、与其他系 统的接口等八个内容。 按i e e e 对配电自动化系统的定义，界定了配电自动化系统应是实时监视、控制 配电设备的系统，即为配电设备的s c a d a 系统( s u p e r v i s o r yc o n t r o la n dd a t a 6 贵州大学工程硕士学位论文i 前言 a c q u i s i t i o ns y s t e m ，数据监控及采集系统) 。配电自动化的对象是整个配电网设备， 包括中低压电网及深入到其中的高压电网设备，所实现的对象主要包括：变电站、配 电馈线、开闭所、配电变压器、用户等。其中对变电站配电室设备的s c a d a 己列入调 度自动化中的变电站自动化，对用户的s c a d a 一般已由负荷控制管理系统实现，配电 自动化通常只包括馈线自动化、开闭所自动化、配电台区自动化等。 其中，对配电馈线的自动化，主要表现为故障处理，亦称为馈线自动化( f e e d e r a u t o m a t i o n ，简称为f a ，也称为d a ) ，是配电系统提高供电可靠性的有效手段，包括 对故障的检测、判断定位、隔离与网络重构。在有通信通道时，还可进行对线路节 点的遥测、遥信与遥控。因此配电自动化过程中首先进行的往往都是配电网馈线自 动化，这是配电自动化的基础功能乜6 伸”“1 。 另外，还存在对采集的数据的二次处理与再利用，即在配电s c a d a 系统的基础上， 实现更深层次的自动处理，包括运行管理、配电网分析等。但这些功能均应是在线 相对自动化的，不是离线的。 配电自动化的单项功能很多，各项功能之间相互联系，相互交错，没有十分明 确的界限，随着社会对供电可靠性及质量要求提高和技术的发展，配电自动化的功 能及具体内容也在不断变化。 综上所述，配电自动化的功能可归纳为以下几项内容，即配电运行数据监控与 采集( s u p e r v i s o r yc o n t r o la n dd a t aa c q u i s i t i o n ，简称s c a d a ) ；故障管理，包括 故障定位、隔离及自动恢复供电功能( 馈线自动化，简称f a ，也称为d a ) ；电压及 无功管理；负荷管理；配电设备及图形资料管理( a u t o m a t e dm a p p i n g f a c i l i t i e s m a n a g e m e n t g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称a h i f m g i s ) ；自动抄表及用电 管理等；还可进一步扩展配电网络在线分析、运行统计等应用功能。配电自动化系 统的功能如图卜1 所示。 7 贵州大学工程硕士学位论文1 前言 图卜1 配电自动化系统功能示意图 1 3 3 配电自动化的作用 实践表明，配电自动化能满足供电企业的发展需求，是配电网现代化的必然趋 势，其主要作用在于： ( 1 ) 减少停电时间，提高供电可靠性。 故障和计划检修是造成用户停电的两个主要原因。将线路进行合理分段，实行 线路的多电源联络，这样首先可以做到分段检修，避免线路因检修造成全线停电 利用配电自动化系统，可实现故障区段的自动定位、隔离及健康线路的自动恢复供 电，可缩小故障停电范围，减少对用户的停电时间，提高供电可靠性。 ( 2 ) 提高供电质量。 配电自动化系统可以实时监视线路电压的变化，自动调节变压器输出电压或投 切无功补偿电容器组，保证用户电压质量。 ( 3 ) 改善用户服务质量。 改善故障时对用户的应答能力，迅速处理用户申诉。 贵州大学工程硕士学位论文1 前言 ( 4 ) 降低电能损耗。 优化网络结构及无功配置，减少线损。 ( 5 ) 减少配电检修维护费用。 配电自动化系统对配电系统及设备运行状态进行实时监视，为状态检修创造了 条件。此外，可以迅速确定故障点及原因，缩短故障修复时间，节省修复费用。 1 4 论文主要工作和章节安排 论文主要围绕乌当城网配电自动化系统试点的设计方案展开，重点就系统的总 体结构设计、配电网络改造、一次设备选型、配网通信系统模式选择与构建以及d a ( 故障检测、定位、隔离和网络重构) 实现策略的设计选择等技术问题进行了研究 和探索，并介绍了配电自动化主站系统的情况。论文的主要工作和章节安排如下： 第一章：介绍了配电自动化的发展概况，系统的含义、功能及其作用。 第二章：结合乌当中压配电网的现状以及乌当局配电自动化实施现状，就试点 线路的选择、配电网络改造、一次设备选型等实际问题进行了探讨，并确定了配电 自动化试点的范围和规模。 第三章：介绍了典型配电自动化系统总体结构模式，结合乌当电网现状，提出 试点配电自动化系统总体结构设计方案。 第四章：分析比较了当前的通信方式，介绍了典型配网通信系统的结构，结合 配电自动化系统总体结构模式和对通信的要求，提出本次试点配网通信系统结构模 式，并在此基础上，给出混合通信方案及其实现方式。 第五章：对当前实现馈线自动化的几种模式进行分析与比较，并在此基础上， 结合试点配电网实际，确定馈线自动化的实现模式。 第六章：介绍了一体化配网综合调度自动化系统总体结构，以及数据服务器、 前置机和配电工作站等主站系统关键设备，并结合实际，对配电主站故障处理策略 进行了说明。 第七章：对论文工作进行了总结和展望。 9 贵州大学工程硕士学位论文2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 2 1 配电自动化试点的原则 实现配电自动化系统的前提条件是：供电能力相对较强，线路网络接线灵活， 具有一定的负荷转移能力：线路故障率低，架空线路的绝缘化率、电缆线路的交联 化率高；一次设备自身可靠性高，可免维护或少维护“3 ；城市地域发展相对稳定， 配电线路网络相对固定，不会存在迁移与电力杆线入地“”。 本试点设计方案，遵循“统一规划、分步实施、合理分配、信息共享”的建设 原则，并考虑j ! t j l o k v 中压配电网持续发展的要求，充分利用现有资源，分期分批逐 年完善。因此配电自动化系统结构应具有良好的可扩充性和兼容性，把每期的配电 子系统以“积木”的方式“添加”到整个配电自动化系统中。 实现配电自动化应以点带面，搞好试点工作，为推广配电自动化积累经验，以 此带动配电自动化的全面开展。 针对乌当供电局现状，应选择可互倒互带负荷且相对稳定的l o k v 线路，进行配 电自动化试点，并分三个阶段实施： ( 1 ) 馈线自动化：第一阶段以馈线终端单元( f t u ) 之间的配合为主，不需要通 信通道，通过对线路过流或失压的监测，以及对开关分合闸的逻辑控制实现故障区 段的隔离和非故障区段的供电恢复。 ( 2 ) 遥信遥测遥控自动化：第二阶段在第一阶段的基础上，增自n r t u ( 带检测功 能的遥控终端单元) 和通讯设备，实现各开关( f t u ) 和变压器( t t u ) 等配电设备 的监控功能( “三遥”) 。 ( 3 ) 计算机辅助配电网自动化：第三阶段在第二阶段的基础上，完善配电自动化 主站端管理系统，实现配网的计算机管理。 第二、第三阶段需要有可靠的通讯手段支持，这方面投资大，而第一阶段投资 小，见效快。 为发挥配电自动化系统的作用，配电自动化系统不能成为一个孤立的系统，还 必须具备与其它系统方便集成的能力，包括对现有系统的集成以及为今后其它系统 1 0 贵州大学工程硕士学位论文 2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 的集成预留接口。在对配电自动化系统数据库进行设计时，必须考虑其它系统的数 据来源和流向，本系统采集的数据不得与其它系统的数据发生矛盾或重复，以确保 数据的唯一性和有效性。监控中心系统应采用开放的硬件和软件平台，具备与调度 s c a d a 系统、配电g i s 地理信息系统、配电生产管理系统、远方抄表收费系统等其它 系统互联的能力m 。 2 2 乌当供电局配电网现状 2 2 1 乌当配网现状简述 乌当供电局位于贵阳市东北部，是贵州电网公司的子公司，由贵阳市北供电局 管理，担负着乌当区东北部含区政府所在地共八个乡( 镇) 的营业供电。管辖范围 内有变电站6 座，其中i l o k y 变电站4 座，主变5 台，主变总容量1 8 4 5 m v a ：3 5 k v 变电站2 座，主变2 台，主变总容量1 0 3 m v a 。l o k v 中压配电线路3 9 条，总长 5 8 5 9 1 k m ，配电变压器1 0 4 2 台，总容量2 0 2 6 9 m v a 。其中两个1 l o k v 和两个3 5 k v 变电站实现了双电源，城网l o k v 配电主线路全部实现了电缆化、分支线实现绝缘化， 实现了手拉手环网供电。调度自动化已通过上级部门实用化验收，其主站系统为南 瑞集团公司o n 2 0 0 0 配网综合调度自动化系统。 乌当供电局城网供电区域为国家级高新技术产业开发区，对供电质量有较高要 求。 2 2 21 0 k v 中压配电网互倒互带线路现状 根据乌当供电局配电网现状和负荷情况，针对现有采用手拉手简单环网实现负 荷互倒互带的l o k v 公用线路，实现配电自动化的试点是合理的选择。互倒互带情况 可以认为是电网因为线路故障或正常检修时，电网出现的n 一1 运行方式。 l 】o k v 新添变、1 l o k v 北衙变是乌当供电局城区的主要变电站，担负着新添寨镇、 东风镇和云岩区部分用户的供电任务，其中新添变洛广、洛府线与北衙变北府、北 广线互倒互带，洛三线与三江变三洛线互倒互带( 联络线) ，洛大线与3 5 k v 下坝变 下三线互倒互带。l l o k v 三江变、l l o k v 大坝变、3 5 k v 石滩变、3 5 k v 下坝变担负着 部分工业负荷和农网负荷的供电任务，三江变三田线与大坝变大黄线互倒互带，大 贵州大学工程硕士学位论文 2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 坝变大石线与石滩变石水线互倒互带；石滩变石百线与下坝变下枧线互倒互带。其 相互关系如图2 一l 所示。 图2 - 1 乌当供电局l o k v 环网一次接线示意图 乌当供电局辖区内6 座变电站之间采用手拉手简单环网实现负荷互倒互带的 l o k v 公用线路具体情况如下： ( 1 ) l o k v 北府线：由北衙变0 0 3 问隔出线，出线电缆引至a 杆5 2 3 号柱上自动化 开关、沿松溪路架空至贵开路路口2 号广场入地经2 7 1 号电缆分支箱，至国税局5 2 4 号环网开关至新光路口2 7 2 号电缆分支箱至温泉南路路口2 7 3 号电缆分支箱至创业 路路口5 2 0 号环网开关与l o k v 洛府线环网。主线路全长3 2 3 6 k m ，其中电缆线路 y j v 2 2 3 2 4 0 1 7 3 6 k m 、架空线路j k l y j 一2 4 0 1 5 k m 。主要用户有新天光电科技有 限公司( 2 2 6 0 k r a ) 、温泉( 1 1 3 0 k v a ) 等。 ( 2 ) l o k v 北广线：由北衙变0 0 1 间隔出线，出线电缆引至a 杆5 1 3 号柱上自动化 开关、沿松溪路架空至贵开路路口2 号广场入地，至北衙路口2 9 1 号电缆分支箱至 5 1 4 号环网开关至木工厂路口2 9 2 号电缆分支箱至创业路路口2 9 3 号电缆分支箱至 粮食局一库5 1 0 号环网开关与l o k v 洛广线环网。主线路全长3 5 3 6 k m ，其中电缆线 路y j v 2 2 3 x 2 4 0 2 0 3 6 k m 、架空线路j k l y j 一2 4 0 1 5 k m 。主要用户有金江小区 1 2 贵州大学工程硕士学位论文 2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 ( 2 2 5 0 k v a ) 、木工厂( 7 5 0 k v a ) 等。 ( 3 ) l o k v 洛广线：由新添变0 2 1 间隔出线，出线电缆引至a 杆，沿贵开路至0 八 三5 1 1 号柱上自动化开关后入地、经半边街2 0 1 号电缆分支箱至新庄路1 32 0 2 号电 缆分支箱至测绘院5 1 2 号环网开关至新都花园2 0 3 号电缆分支至竹林寨2 0 4 号电缆 分支箱至一库2 0 5 号电缆分支箱至创业路路1 ：35 1 0 号环网开关与l o k v 北广线环网。 主线路全长2 6 8 0 k m ，其中电缆线路y j v 2 2 3 2 4 0 2 o l k m 、架空线路 j k l y j 一2 4 0 0 6 7 k m 。主要用户有3 号广场( 1 0 0 0 k v a ) 、新都花园( 1 0 0 0 k v a ) 等。 ( 4 ) 1 0 k v 洛府线：由新添变0 0 6 间隔出线，出线电缆引至a 杆，架空至0 八三 5 2 1 号柱上自动化开关后入地、经半边街2 2 1 号电缆分支箱至新云小区2 2 2 号电缆 分支箱至火炬大道路口2 2 3 号电缆分支箱至5 2 2 号环网开关至老新东路路口2 2 5 号 电缆分支至创业路路口2 2 6 号电缆分支箱至5 2 0 号环网开关与l o k v 北府线环网。主 线路全长3 1 4 3 k m ，其中电缆线路y j v 2 2 3 2 4 0 2 4 7 3 k m 、架空线路 j k l y j 一2 4 0 0 ：6 7 k m 。主要用户有肉联厂( 1 8 3 0 k v h ) 、万江厂( 1 6 0 0 k v a ) 等。 ( 5 ) l o k v 三田线：由三江变0 0 2 间隔出线，出线电缆引至a 杆、线路架空经5 0 4 号开关与l o k v 大黄线环网。主线路全长1 2 6 k m ，导线型号为l g j 一1 2 0 。主要用户有 三江铁厂、利华铁厂等。 ( 6 ) l o k v 大黄线：由大坝变0 2 2 间隔出线，出线电缆引至a 杆、经5 0 4 号开关与 l o k v 三田线环网。主线路全长5 9 3 5 k m ，导线型号为l g j 一1 9 5 。主要用户均为农网 负荷。 ( 7 ) l o k y 石水线：由石滩变0 0 6 间隔出线，经5 0 2 号开关与l o k v 大石线环网。 主线路全长6 5 k m ，导线型号为l g j 一1 2 0 。主要用户为农网负荷。 ( 8 ) l o k v 大石线：由大坝变0 2 6 间隔出线，出线电缆引至a 杆，经5 0 2 号开关与 l o k v 石水线环网。主线路全长1 1 7 0 k m ，导线型号为l g j 一2 4 0 。主要用户有水田一 厂( 2 4 5 0 k v a ) 、神刚磨料厂( 2 9 6 0 k v a ) 等。 ( 9 ) l o k v 洛大线：由新添变0 2 5 间隔出线，出线电缆引至a 杆经5 3 0 号开关与 l o k v 卜三线环网。主线路全长7 4 5 9 m ，导线型号为l g j 一1 5 0 。主要用户有三江农场 ( 1 0 4 5 k v a ) 、畜牧良种场( 8 6 5 k v a ) 等。 q o ) i o k v 下三线：由下坝变0 0 7 间隔出线，经5 3 0 号开关与l o k v 洛大线环网。 贵州大学工程硕士学位论文 2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 主线路全长4 1 6 2 k i n ，导线型号为l g j 一1 2 0 ，主要用户为农网负荷。 q d i o k v 下枧线：由下坝变0 0 5 间隔出线，经9 0 1 号开关与l o k v 石百线环网。 主线路全长7 7 3 5 k m ，导线型号为l g j 一9 5 。主要用户为农网负荷。 f l 乃l o k v 石百线：由石滩变0 0 2 间隔出线，经9 0 1 号开关与l o k v 下枧线环网。 主线路全长1 l k m ，导线型号为l g j 一1 2 0 。主要用户为农网负荷。 ( b ) i o k v 洛三线、三洛线：新添变与三江变的联络线，分别由新添变、三江变 0 0 1 间隔出线，出线电缆引至a 杆，沿贵开路架设相连。主线路全长5 7 0 5 k m ，导线 型号为l g j 一1 5 0 。主要用户为农网负荷。 2 2 3 配电自动化应用现状分析 截止到2 0 0 4 年底，乌当供电局已安装5 0 台配变监测终端t t u ( 上海久电公司 u i i i i 型配变负荷监测仪，提供r s 一2 3 2 4 2 2 等数据接口) ，已安装2 5 台珠海许继 产v s p 5 电压型自动负荷开关及其配套一体型遥控终端单元r t u ( t o s d a c d 2 1 p i l 型， 含故障检侧和远方监控、测量等功能) ，己建立一套调度自动化主站系统( 南瑞集团 o n 2 0 0 0 配网综合调度自动化系统) ，具备一定的电网自动化运行管理经验。目前， 乌当供电局还没有构建应用于配电自动化的通信网络，但已建成s d h 光纤通信系统 ( 1 5 5 m ) ，覆盖辖区内所有3 5 k v 变电站和供电所，主要为调度自动化、用电营销以 及行政办公等系统提供数据和语音通道。 在2 0 0 2 至2 0 0 3 年的城网改造中，乌当供电局已经开始配电自动化第一阶段即 馈线自动化阶段的尝试。在北府一洛府、北广一洛广两个环路配置了由珠海许继引 进的日本东芝技术v s p 5 电压型自动负荷开关及其配套遥控终端单元r t u ( t o s d a c d 2 1 p 1 1 ) 共计l o 套，电源变压器s p s ( 2 2 0 v l o k v ) 共计1 6 套。如图2 2 所示，其馈线自动化的实现依靠带故障检测装置的r t u 之间的配合，不需要通信通 道，通过对线路电压的监测，以及对开关分合闸的逻辑控制实现故障区段的隔离和 非故障区段的供电恢复。 贵州大学工程硕士学位论文2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 北 衙 变 北尉o (1 3 5 1 35 1 45 1 0 5 1 25 1 1# , q 一f f0 0 6 i一一一一一 。 i 1 橱哆圆回掣剧纠副圆回掣 北广0 c1 5 2 35 2 45 2 05 2 25 2 1 辨2 2 1 l 山。s v s 山。、i i 山“曲山一i 。山 。 i v v v v v v ，v 、 嘲团i 斟副嘲亘刮l 耕副函回h 新 添 变 图2 _ 2 配置电压型自动负荷开关的l o k v 环网f a 构成示意图 乌当供电局使用的调度主站构建于南京南瑞集团公司开发的“体化o n 2 0 0 0 配网综合调度自动化系统”的平台。该系统基于w i n d o w s 2 0 0 0 操作系统，在一体化 支撑环境上，可实现调度自动化、配电自动化、地理信息系统、调度管理、配网管 理等多种应用功能。由于采用了模块化的系统结构，可方便地在现有调度自动化系 统的软硬件平台上，增加配电自动化所需软硬件，搭建配电自动化主站平台。 2 3 实施配电自动化试点所涉及的配电线路和工程规模 2 3 1 试点线路的选择 配电自动化试点所覆盖的地域应以城网供电区域( 国家级高新技术产业开发区) 为主，即围绕1 l o k v 新添变和北衙变的l o k v 出线进行试点。综和2 2 2 节对乌当配 网互倒互带线路状况的说明，本次试点设计方案除了继续完成北府一洛府、北广一 洛广两个环路第二、第三阶段配电自动化的研究工作外，还准备增加洛大一下三这 个环路( 因其负荷较重要) 进行试点。 由文献 1 可知，按综合最大负荷方式，新添变、北衙变和下坝变的北府洛府、 北广一洛广以及洛大一下三6 回出线互倒互带统计情况见表2 1 。 贵州大学工程硕士学位论文 2 乌当供电局配电自动化试点工程规模 表2 - 16 条l o k v 线路互倒互带情况览表( 2 0 0 4 年) j 瓣趱缭馔缫躐i ， 麓4 “。 糍：一 j 戮誊缓 i i 蘸。i 。”、。 蒸霸糍 笼渤潮虢一i 星? 蠹缓 彗燮麓 蠢稿 赫! 鍪 是蒸髓 霉翡溯流 缓g 编；i薹一麓蘼薹囊 j 霸甏囊 最 缓鼷蘩 聪艇l 瀣鬻j i 溪裂慧番嫒溅黧 瑟馥诵黧 露倒蠹 臻嚣囊璩蘩纂 嚷i 翁蓊二6 嚣黝 、：罐；i 鬻冀藕 洛人线3 2 9 8 0 2下三线 4 9 6 1 7 32 5 4 2 2 8 6l g j1 2 0 7 4 5 9 m3 8 09 7 2 1