（上海艾能电力工程有限公司 上海 200023）
摘要：10kV开关站是配电网的重要环节，在上海地区应用广泛，其信息量接入SCADA系统尤为重要，本文对上海地区接入系统设计的技术要求、建设原则等进行了阐述。
关键字：10kV开关站 信息量 SCADA系统 接入设计
1 引言
10kV开关站，在某些地区称为开闭所，是用来分配电能的配电场所。它设有10kV配电进出线、对功率进行再分配，相当于变电站母线的延伸。10kV开关站的出现是城市配电网结构优化的一大飞跃，它可用于解决变电站进出线间隔有限或进出线走廊受限，并在区域中起到电源支撑的作用，因此在上海地区的配电网中有着大量的应用。
鉴于 10kV开关站是配电网的重要环节，其信息接入SCADA系统也变得尤为重要。10kV开关站信息接入SCADA系统可以实现开关站的实时信息监控，有助于提升10kV配电网的运行管理水平，有效解决盲调行为，减少开关站故障判别时间、提高处置效率、缩短抢修时间。10kV开关站信息接入SCADA系统接入设计在下文中简称为接入设计。
2 SCADA系统概述
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，它是以计算机为基础的调度自动化监控系统，通过对现场的运行设备进行控制监测来实现数据采集、设备控制、测量、参数调节、报警发信等功能，从而实现对生产过程进行控制。它的应用领域十分广泛，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等诸多领域。
SCADA系统在电力行业领域应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用[1]。我们所知的"四遥"功能.RTU(远程终端单元)、FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分，在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。
3 接入设计的技术要求
3.1 总体要求
10kV开关站内通过站所终端实现电气设备的实时监控，监控信息通过配电通讯通道接入110kV或35kV变电站，变电站通过调度数据网接入调度SCADA系统。
新建或改建10kV开关站到变电站配电通讯通道必须采用光以太网方式，老旧10kV开关站到变电站配电通讯通道也应优先采用光以太网方式接入SCADA系统。 10kV开关站信息接入SCADA系统拓扑图如下:
3.2 10kV开关站配置原则及功能要求
（1）站所终端
站所终端是指安装在10kV开关站处，具有遥信、 遥测、 遥控等功能的配电终端。站所终端与SCADA系统通信采用IEC104规约。
对于新建或改建开关站，参照上海市电力公司《配电自动化终端/子站功能规范》中站所终端功能要求配置，必须具备四个串行口和二个以太网口，配有远控/近控选择开关及控制出口压板，采用110V直流供电。目前上海地区一般采用智能分布式配电终端，它由控制单元和常规配电终端组成，常规配电终端主要实现数据量采集和控制命令下发功能，智能分布式馈线自动化控制单元主要实现通信、信息量转发、故障判断、故障隔离、非故障区恢复供电功能。馈线网络上发生故障后，智能分布式配电终端采用对等式的光纤通信网络互相通信，收集相关配电终端的信息，综合比较后确定出发生故障的区段,跳开故障区段两端的断路器或负荷开关, 完成故障隔离动作，并且恢复非故障区间供电，然后将结果上报主站。
对于老旧开关站站所终端应具备三遥功能。
（2）纵向加密认证装置
纵向加密认证装置一般采用硬件加密认证装置，安全模式优先采用“单向认证+对称加密（非兼容模式）”，采用110V直流供电，安装简易可靠、占地小，支持兼容串口、网口、光口输入、远程管理等，并需要具备一定的防腐、防水、防尘等抗环境影响的能力。
（3）数据通讯接口转换器
数据通讯接口转换器只用于不具备网络输出或串口、网口不够的老旧开关站的站所终端。
（4）间隔层交换机
用于新建与改建开关站站所终端与测控单元或保护测控装置通讯。
（5）规约转换器
对于老旧自动化设备，不能实现104规约，可通过规约转换器进行转换，此装置可与数据通讯接口转换器功能合并。
（6）光电转换器
若10kV开关站与变电站都已配置光电转换器，可以采用光电转换器方式实现光纤通讯，可不配光以太网交换机。
（7）光以太网交换机
采用工业A类二层交换机，至少提供2个单模光口与4个五类网口，具备VLAN划分功能，采用110V直流供电。
3.3 配电通讯通道配置原则及功能要求
10kV开关站内应配置通信屏，对于新建或者改建的开关站，设计时预留单独的通信室，通信屏放置在通信室内。对于老旧变电站，通信屏放置在开关室或者控制室内，如无合适屏位空间则可配置光缆终端箱。
10kV开关站至上级电源站随每路电源线路分别敷设1根24芯普通光缆，若上级电源是同一个变电站的，则只需敷设1根24芯普通光缆即可。光缆线路敷设应优先采用管道敷设，在电力线排管设计时应根据实际需要，考虑预置1-2孔通信专用孔位，并敷设七孔子管。
3.4 35kV及110kV变电站配置原则及功能要求
10kV开关站的进线电源一般来自35kV或者110kV变电站，35kV及110kV变电站的调度数据网至少配置如下设备：一台路由器、一台交换机、一台纵向加密认证装置、光以太网交换机一台。光以太网交换机采用国产商业二层或三层交换机，至少具备4个网口和16个单模光口，采用110V直流或经电力专用UPS输出的220V交流供电，其链路方式为：10kV开关站光以太网交换机通过网口上联至路由器。对于已实现调度数据网双机模式的站，10kV开关站光以太网交换机采用单机双线分别上联到路由器的方式。
3.5调度SCADA系统配置要求
调度端的SCADA系统一般需配置千兆纵向加密认证装置、纵向加密管理装置、调度数字证书系统等主要设备。千兆纵向加密认证装置的最大并发加密隧道数大于2048条，密文数据包吞吐量大于80Mbit/s。按上海市电力公司典型信息量统计，预计接入的10kV开关站总信息数量加上变电站总信息数量，要小于SCADA数据库设计容量的70%。以某规模为二进八出的10kV开关站为例，典型信息量统计如下：
（1）遥信
（2）遥测
（3）遥控
3.6 调度数据网配网地址分配原则
接入调度数据网网络的配网终端设备（含交换机）作为调度数据网的一部分，其设备及业务地址由调度数据网专业管理部门统一管理、统一分配。原则上每个变电站分配一个C类网段作为配网地址使用。其中，*.*.*.1-*.*.*.31为设备管理地址，为交换机等网络设备专用地址；*.*.*.33-*.*.*.254为业务地址。配网地址的申请由使用人提出，配网地址的分配、报废等工作由所在地调负责。
4 接入设计的建设原则
4.1 新建或改建10kV开关站
对于新建或改建站，自动化和通讯设备要求与开关站同步规划、同步设计、同步施工、同步投运。自动化和通讯设备按前述配置原则配置，满足三遥功能要求，并要求预留网络通讯接口，便于今后与配电自动化主站或其它配电站通讯。变电站与SCADA系统具备接入条件的，应同步完成SCADA系统信息接入；变电站与SCADA系统不具备接入条件的，应同步完成10kV开关站就地三遥功能验收。
4.2 运行的开关站
对于正在运行的开关站为了减少停电时间，避免对用户带来用电不变，原则上不对一次、二次设备进行改造。对于没有自动化设备的站，按新站要求设计。对于已有自动化设备的站，只要功能满足前述老旧开关站自动化设备配置要求，能实现三遥功能，尽量保留原有的自动化设备，增加硬件加密认证装置、规约转换器和相关通讯装置，站所终端不具备网口增加数据通讯接口转换器。如不满足前述老旧开关站自动化设备配置要求，不能实现三遥，自动化设备也按新站要求进行改造。对于超过运行服役年限的10kV开关站自动化设备，或设备运行状况较差，经评估后，可以按新站要求进行自动化改造。
5 结束语
10kV开关站应按照上述接入设计的要求和建设原则进行配置，并应遵循“统一规划、 统一建设、统一规范、统一管理” 的原则，从而推进上海地区的智能配电网建设，提供更优质的供电服务。
参考文献
[1]蒲华强.浅谈SCADA系统及其应用[J].中国科技博览,2014（23）:294.
论文作者:王留萍
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/21
标签：终端论文; 变电站论文; 系统论文; 交换机论文; 功能论文; 以太网论文; 装置论文; 《电力设备》2016年第2期论文;