摘要：随着电力集团售电公司的成立，促使电力业务迅速发展，对电力需求愈来愈大，电网不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性要求越来越高。电力法和承诺制的公布和贯彻执行，要求供电企业提供安全、经济、可靠和高质量的电力，再加之“对标”国网公司和“电监”部门的要求，必须在配电网的整体布局、网架结构、供电可靠性、线损率、电压质量等方面达到要求，因此，配网的自动化和智能化提上日程。
关键词：配网自动化改造 地理信息系统 配电SCADA系统 负荷监控与管理
一、目前配网自动化现状
当前我公司自动化开闭所已经有13年的发展历程。每年都有新建的自动化开闭所投入运行，同时根据电网现代化管理的要求，每年又有不少开闭所进行技术升级改造，以提高自动化管理水平。目前只是部分开闭所实现两遥，馈线自动化还接近空白，仅在长龙变5条出线上安装了5台智能开关，当前辖区综合自动化开闭所有35座，常规自动化开闭所3座，配电所8座。通过长期的运行分析，总结出部分开闭所自动化系统功能不能充分发挥出来，存在问题较多。主要体现在以下几个方面：
1.1开闭所自动化系统当前情况
目前开闭所自动化系统的设计还没有统一标准，开闭所自动化系统的标准问题(其中包括技术标准、自动化系统模式、管理标准等问题)是当前迫切需要解决的。有个别开闭所是开发商投资建设的，这部分开闭所自动化技术落后，故障率高，接口不统一。从2009年开始油田自建和改造的开闭所二次产品厂家目前都归属到新世纪公司，产品选配为DX系列。
1.2设备生产厂家的问题
目前在开闭所自动化系统选型当中存在着如所选系统功能不够全面，产品质量不过关，设备繁杂，系统性能指标达不到要求等情况。例如：2009年投产的街心公园开闭所。因产品质量问题不过关，操控装置故障频发。
1.3电调中心主站数据库维护配合不协调问题
由于历史原因我公司的开闭所自动化系统的管理分成了两部分；主系统设备及信息维护由电调中心代管负责，厂站端数据采集与当地监控设备维护包括集控中心值班运行管理由营销公司配网所负责。在日常运行、检修、验收、改造时，因为是两家单位无法完成同步作业，在近两年的开闭所验收及检修中，问题暴露的比较突出，最终导致厂站端开闭所信息与主站端数据库部分信息对应不上，累计错误率已经上升到5%-10%。建议公司尽快组织力量，将自动化系统主站端信息和设备维护由配网自己负责。彻底解决当前的工作矛盾。
1.4不同产品的接口问题
接口是自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一，包括RTU与通信控制器、保护与通讯控制器、小电流接地装置与通讯控制器、无功装置与通讯控制器、通讯控制器与主站、通讯控制器与模拟盘等设备之间的通讯、直流系统与自动化通讯。这些不同厂家的产品要在数据接口方面进行沟通，需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通讯规约等问题。当不同厂家的产品、种类很多时，问题会很严重。如果所有厂家的自动化产品的数据接口遵循统一的、开放的数据接口标准，则上述问题可得到圆满解决，用户可以根据各种产品的特点进行选择，以满足自身的使用要求。开闭所自动化系统应能实现不同厂家生产的设备的互操作性(互换性)，应能包容开闭所自动化技术方面有新的扩展要求，必须考虑和支持开闭所运行功能的要求。而现有的开闭所自动化系统却不能满足这样的要求，各厂家的设备之间接口不统一，甚至不能连接，从而造成各厂家各自为政，重复开发，浪费了大量的财力物力。另外，各种屏体及设备的规格大小方式不尽相同，为维护和管理带来许多问题。在我们现有的综合自动化设备中，厂家数量较多，各厂不同系列的产品造成产品型号复杂，备品备件难以实现，设备运行率低。在公司近期对西寨配电所验收时，这个问题比较突出，从数据采集，基础网络，产品设备功能都没有可扩展的空间。需要完成部分未达标功能，工作量很大。
1.5开闭所自动化系统的传输规约选择和对远传信息报文丢失问题
要实现开闭所自动化系统标准化，就要实现传输规约的标准化和传输网络的标准化，做到传输规约和网络的统一，才能实现开闭所自动化系统内设备的互换性，这一点对于制造厂商和用户都是非常有利的，对于开闭所自动化技术的发展也是非常重要的。集控中心在个别事故发生期间，经常有报文丢失现象。开闭所和调度中心之间的信息传输采用的是早期落后规约（部颁CDT），建议全部升级改成与主网统一的101规约。
1.6由于通道的方式不统一既有无线、电话线又有光缆，运行不稳定，造成通道频繁中断，不能保证数据的及时准确传输，也加大了维护的工作量，严重影响配网自动化系统的正常运行。
1.7目前配网检修所线路队管辖架空线路85条，351公里，电缆线路689条，874.164公里。架空线路现安装柱上开关83台，其中5台为智能开关，2011年11月安装，能对故障分支线路起到故障隔离、信息传送功能。但由于时间长，单一平台，通信与后台系统不好使，起不到智能作用。另今年计划更换37台智能开关，但由于矿区的原因换成普通线路开关，不具备自动化功能，安装位置是原操作不灵敏及老化开关。线路自动化几乎是零。
二、配网自动化改造总体设想
总体思路是，本着统一规划，分步实施的改造原则，兼顾目前配电自动化现状和持续发展的要求，要全面系统的进行改造，使其具有良好的可扩展性、实用性和先进性。要对各个子项进行整合，实现统一平台，分层建设。
2.1实现功能：
2.1.1数据采集与监控（SCADA）
对开闭所、柱上开关、环网柜和变压器实现SCADA功能，即通过通信通道、RTU、FTU和配电子站对电力设备进行数据的采集与监控。
进线监视完成对配电网进线变电所的开关位置、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的监视。
开闭所和环网柜主要完成开关位置、保护动作信号、小电流接地选线情况、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的远方监测，开关的远方控制，箱式变及变台参数的远方监测。在开闭所内实现“四遥”即遥信、遥测、遥控、遥视。环网柜实现“三遥”即遥信、遥测、遥控。
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对重要的用户负荷进行监控，实现负荷的设定、超限分级报警、远方操作，方便对欠费用户的管理；对我们自管的变压器要实现电流、电压和温度等参数的监测。
2.1.2线路自动化完成在正常情况下，远方实时监测馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在故障时获取故障记录，并进行故障诊断、故障隔离和非故障区域的快速恢复供电。能实现“三遥”即遥信、遥测、遥控。
2.1.3配电管理工作
实现基于地理信息的网络建模、设备查询与统计，动态数据显示与分析，在GIS系统提供的平台上对配网运行、维护、检修抢修及工程进行管理。
2.2改造原则：
2.2.1整体规划
分层设计，第一层：设立在调度室的调、配一体化系统或专用配调系统，作为配电系统的主站层，它是整个系统的最高层，从整体上实现对配电网的监视和控制，分析配电网的运行状态，协调配电子网之间的关系，对整个配电网络进行有效管理，实现配电网自动化。
第二层：分布在各变电所、开闭所的监控子站，是整个系统的中间层，将RTU和FTU采集的各种现场信息中转（上传、下达）给配电主站的通信处理机。
第三层：它们是整个系统的底层，完成分段、环网断路器和环网柜等电力设施信息的采集处理及监控功能。RTU、FTU和智能化永磁机构重合器，作为底层单元，它的智能单元的作用是实时监测系统状态，根据电流电压等实时参数判别故障发生点。根据设备所处的现有条件，通过4G通信、无线低速广域网或光纤网络以及终端通信转换设备将信息汇总到主站，由主站系统配电自动化系统软件立即进行故障诊断、故障隔离、网络重组。集中实现故障隔离和负荷转移。
2.2.2分步实施
第一步：在开闭所内，对现有设备进行改造。对主站系统、通信设备及通道进行全面改造。在线路上，主干线采用“三开关四分段”供电，选用带有继电保护功能的、能独立处理故障的免维护的永磁机构重合器。能就地处理故障、恢复送电，不依赖于通信，实现分散智能化。可配置4G通信或无线低速广域网，实现远方控制，或自动就地处理事故。
第二步：根据资金情况及地理位置分期建设通信网、子站、主站，最终实现集中智能化配电自动化系统。
一次设备上要选用重合器配合分段器，永磁操作机构，分支要选用智能开关（看门狗），所有的开关集“继电保护、三遥”于一体，不需要再另加装FTU装置。线路分段，宜安装2台智能控制器将线路分成3段。线路分界，分界线路超过5km或容量超过1000kVA宜安装智能控制器。
通信光纤实行双环自愈，具有两对光收、发接口的双纤双向自愈型网络，采用一主一备光纤通道，在光纤断裂或某一个节点设备故障时，其相邻节点主备通路各自自动环回，保证了主控站和被控站之间的数据传输不受环路故障的影响，构成两个独立的通道，保证了信号的畅通。
配网监控主站，系统要采用目前最先进的软件技术，要具有非常强大的功能，运行稳定，维护简单，可扩展性强，接口兼容性好。数据库系统采用SQLSERVER数据库，数据管理简单方便、透明开放。根据配网运行实际情况，选用决策支持系统和地理信息系统，提高配网的运行管理水平。
三、具体实施方案
3.1线路实现自动化工作量统计
3.1.1架空线路：
2017年计划安装智能开关40台，结合“三供一业”投资，计划再安装100台；对新更换的37台合环开关进行自动化改造；对243台用户自管变压器所属高压计量装置更换为带负控开关一体的智能高压计量装置，实现远程监测、停送；对对红旗屯线8824等16条架空线路进行合环改造，使线路环网率达到91.76%。
3.1.2电缆线路：
计划在龙十北开等38座开闭所安装电缆在线监测装置，对运行电缆绝缘状况进行监控，发现问题及时处理；对250台电缆开关箱加装“三遥”装置实现远程检测电流、电压、温度信息。
3.1.3无线组网：
如果不采用4G通信，那么就得自己建塔组网，大约得需要8-10座塔，采用230HZ公共频段，无需无委会审批；也可租铁塔公司的塔，自行组网。
3.2光缆及光端机实现自动化工作量统计
3.2.1需对28座开闭所新建光缆103公里。
3.2.2需重铺光缆：银浪1号开闭所、银浪2号开闭所。
3.2.3需新建无线：靓湖开闭所、电修厂开闭所。
结束语
通过对配网自动化改造，不仅可以提高运行和管理人员的工作效率和服务质量，还会降低因事故造成的损失，使运行人员对网络的运行状况掌握的更全面更快捷，更会为供电企业创造出更好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]方富淇.配电网自动化.华南理工大学:中国电力出版社,2000,
[2]范明天，张祖平.中国配电网发展战略相关问题研究.中国电力出版社,2008.
[3]何仰赞，温增银.电力系统分析[a].武汉:华中科技大学出版社, 2002,
作者简介
任廷友，1965年生，男，籍贯黑龙江肇源，职务所长，职称工程师，毕业于吉林农业大学，就职于大庆油田电力集团营销公司配网检修所，主要从事10KV以下的配电网的运行、检修、维护工作。
论文作者:任廷友
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
标签：开闭论文; 自动化系统论文; 线路论文; 故障论文; 设备论文; 系统论文; 主站论文; 《电力设备》2018年第15期论文;