1、1城乡配网自动化改造方案研究【摘 要】基于我国电网的现状，对城乡配网自动化改造进行认真分析，对改造方案实行合理优化，不断改善电能质量和提高电网的管理水平都是电力工作者需要做的工作。本文对城乡配电自动化改造进行了研究，对关键技术和实施方案都做了相应的阐述，以供同行参考。 【关键词】城乡配电网；改造方案；信息集成 中图分类号： U665 文献标识码： A 引言 相比于农村配电网，城乡配电网有自己的独特特点，由于城乡中的人口密度较大，用电负荷也偏大，同时具有季节性，对用电可靠性的要求更高，但是如果采用城市配电网的标准来要求城乡配电网又过高。因此，做好城乡配电网的改造和规划，提高其自动化水平具有重要的
2、现实意义。 1. 配电网自动化系统的作用及实现的功能 城乡进行配电网的自动化改造，主要是因为配网自动化能够提高电网运行的各项指标和水平，并且在提高技术人员的技能上也有很大的裨益和帮助。配电网自动化系统的具体功能，主要包括以下几点：1）监控系统和采集数据。这是配网自动化系统最基本的功能。利用不同的通讯手段进行电站内设备的数据采集、报警信息的回馈、运行状态的监测等。2另外，它还可以对事件发生的顺利进行记录，自动做出某变量变化的趋势曲线，便于工作人员对事故的分析，对运行中的历史数据进行存储等。2）诊断故障和转移负荷。这一功能主要是指对架空线路的故障处理以及对电缆网络的故障处理，对于前者来说，是指当线
3、路发生短路或是单相接地故障时，现场的设备会自动判断出发生故障的区域，并及时将其与电网其他部分隔离开来。对于后者来说，如果发生电缆故障，通讯网络将会把故障信息输送到主站系统中，并进行负荷转移，经过诊断故障后作出是否操作和处理的命令。3）计算损耗和管理电压。变压器和电容器中的电气参数会被实时收集起来，根据所监测位置的电压大小对电容器的投切进行控制，以此实现电网的无功平衡。同时根据收集起来的各类参数，控制系统变压器有载调压的分接头档位。4）管理运行工作。主要是对制图和设备以及 GIS 等进行管理。由于变电站的单线图是以地理图为背景的，各类开关和发、输、变、送电设备的位置以及相关属性信息都会分层显示，
4、整个系统有机结合了空间信息和实物图，将相应的图形和数据提供给配电系统。5）检修设备和管理施工。配电自动化会在施工和检修之前将相应的工作票打印出来，其中包含有工作的内容和施工时间，整体计划和各项安全措施。根据施工任务单进行施工管理，及时更新和统计设备资料。 实行配电网自动化改造以后，可以让设备资源实现更加充分的利用，一次设备的运行环境得到极大改善，延长了电气设备的使用寿命。由于电网的网络结构得到了优化，进行各类负荷的分别控制和调整，线路损耗也得到了降低。配电网自动化实现了数据的集成和共享，这样对各项3事物数据的管理和分析变得非常方便。由于配网自动化大大减轻了工人的工作量，他们有更多的时间对新设备
5、和新技术进行系统学习和得到综合性的技能培训。总之，城乡电网自动化改造，既提升了工作人员整体工作效率，又有助于工作人员技能的提升。 2. 城乡配电网自动化改造关键技术 为了实现城乡电网的自动化改造，就要实现馈线自动化和配电管理系统自动化，其中整个配电网自动化系统技术实现建立在良好的现代通信网络基础之上。馈线自动化技术是提高配电网络运行水平、管理水平的一个重要手段。良好的现代通信网络才能使馈线终端能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。城乡电网的自动化改造最终实现的效果是对区域的配电网进行有效控制，合理调配，同时进行综合性管理。作为一项大型的电力工程，良好的城乡电网改造系统主要包
6、括：电力监测系统，自动化系统，数据处理系统以及 GIS 地理信息系统等。 图 1 给出了配电网自动化系统的结构组成。这一系统能够实现对人力资源的重新整合，充分利用现代自动控制技术来实时监控配电网，同时实现动态配电。 图 1 配电网自动化系统的结构组成 自动化实时监控系统充分体现了配网自动化提升生产力的优势。该系统中包含有：遥信值监控，开关在运行过程中的各种状态、电流运行的实时方向、一次二次设备的状态值等的监测。要想实现实时监控，改4造电器开关设备是必不可少的，将传统的手动设备更换为自动化设备，或者是在传统设备上增加相应的辅助电源，实现辅助控制。其次，还需要建立数据的通信线路，它是连接变电站和控
7、制室的关键载体，只有保证通信畅通，才能实施远程控制。建立馈线自动化系统的主要原因是当配电网络故障时，该系统能够及时定位故障，实现故障隔离。开关本地分段是该系统中常用的技术之一，其工作本质是通过对 FTU 的利用，将故障的前后位置检测出来后通告给主站系统，通常情况下是延时为前，电流在后。重合器动作是故障隔离的实现手段，利用的是过流短路故障理论。数据处理系统是各数据收集和处理的中心，在数据处理中心建立良好的后台网络信息数据库对于配电网络的自动化控制来说也是非常有必要的。它不仅能够提供设备的历史数据，还能够提高设备的日常管理水平。该数据库的建立需要：GIS 信息数据库、维修记录数据库以及及时对数据库
8、进行更新。 3. 城乡配网自动化改造方案 本节针对城乡配网自动化主站的设计方案、机房建设优化的设计方案及配电设备的改造方案三方面的内容进行了分析。 3.1 自动化主站的设计方案 在用户对自动化配网运行进行管理的过程中，通常是将系统分析软件与其他接口一起运行，通过主站与分站的通信实现遥测、遥信、遥控的三遥功能。首先，在自动化主站设计之前，要对主站系统进行遥测功能的数据测试，与之相关联的参数包括：母线上的电压和电流大小，电网的频率波动，蓄电池上电压的升降情况，有功无功的损耗情况等。其5次，在进行自动化主站设计时，需要充分利用各类信息管理系统，如：用电信息采集与管理系统，通过利用该系统，可以实时进行
9、数据的采集和管理，减少工作人员的劳动强度，降低抄表误差。最后，在自动化主站投入使用时，需要根据配电网的实际需要，建立线路损耗的分析模型。3.2 机房建设优化的设计方案 首先，监控系统的各项配备包括不间断电源和 PDU 电源都要完备齐全，这样才能保证所有运行设备都会得到监测。其次，对于当地的用电情况，智能监测系统要能够实现跟踪和记录显示，它们不仅要向供电局提供准确的数据，便于电费的计量，更重要的是对相关信息的获取，以便对线路的负荷情况进行跟踪了解，为故障的定位提供有效的数据支持，对线路的规划整改提供技术保障。另外，在线能源管理工具也是十分重要的设备，通过对这些设备进行软件的配置，实现机房建设的自
10、动化，例如：PowerMeter、Hohm 等软件可以帮助用户对用电数据进行合理分析。当前，我国在一些地方也引进了类似软件，虽说它们能够为用电带来更智能的分析，但也有可能会威胁到个人隐私，因此，需要加强网络监管。3.3 配电设备改造方案 配电设备的改造主要是指：继电保护的改造、无功补偿自动控制器的改造以及主设备的选型。对于继电保护来说，主要是要由原来的人工发送指令实现开关的开合改造为系统自动判断故障类别并自动给出开关开合的指令。无功补偿自动控制器的改造，是采用电容器实现系统的无6功补偿，将其发出的无功输送到电网中，一旦开启用电设备，设备会吸收这些无功功率，提高功率因数，检测电容时，采用的是两相
11、的电容值，能够对误差范围进行合理控制。进行主设备的选型时要注意：重合器的控制功能要好，在环网功能方面，要能够根据受电状态对开关的分合实现自动控制；设备需要有相应的保护功能，当发生意外故障时，能够及时降速和自动切换运行状态；设备要具有良好的通信功能，以方便实现远程通信。 结束语 配电网的自动化建设对我国的电网改造来说有着重要意义，它也是我国电网工业发展的大势所趋。城乡电网大多线路老化、线路绝缘降低、线路电压低、线损大，对城乡电网进行自动化改造能够提升长距离线路电压，提高线路绝缘，提高供电的可靠性，降低线路损耗，这就能直接降低城乡用电成本。电网改造的过程中要实现软件、硬件的充分合理规划。软件系统要
12、稳定、安全。硬件系统要合理，尽量减少硬件设施不必要的浪费。基于我国电网的现状，对城乡配网自动化改造进行认真分析，对改造方案实行合理优化，不断改善电能质量和提高电网的管理水平都是电力工作者需要做的工作。本文对城乡配电自动化改造进行了研究，对关键技术和实施方案都做了相应的阐述，以供同行参考。 参考文献： 1 庞建业,夏晓宾,房牧.分布式发电对配电网继电保护的影响J.继电器,2007：12-14. 2 刘广宁.广州配网自动化方案探讨及其经济效益分析D.华北电7力大学（北京）.2009 年：15-16. 3 王立强.牡丹江二厂电力建设项目施工质量管理研究D.吉林大学.2012 年：22-24. 4 昆明供电局配网自动化试点应用方案编制研究J. 云南电力技术. 2011(03):26-28.
