摘要：本文在深入研究分析國內外配網自動化技術發展背景的基礎上，首先分析了配網一次系統的網架結構對實施配網自動化的影響本文重點對配電自動化系統的功能進行了較全面的分析，包括開關設備、環網柜、TTU、配電網SCADA系統、GIS系統和饋線自動化系統。實踐將會證明該系統功能完善，使用方便，完全滿足實際需求，可進一步提高供電企業的管理水平。

　　關鍵詞：配網;自動化;建設

　　Abstract: based on thorough study analysis with nets automation technology development at home and abroad on the basis of the background of, first analysis of the distribution network, a system of grid structure on the implementation of the influence of the distribution network automation emphasis on the distribution automation system to the functions of the comprehensive analysis, including the switch equipment, ring net ark, TTU, power distribution network SCADA system, GIS system and feeder automation system. Practice will show that the system is the perfect function, use convenient, completely meet the practical needs, can further improve the power supply enterprise management level.

　　Keywords: distribution network; Automation; construction

　　中圖分類號：TN830.1 文獻標識碼：A 文章編號：

　　一、概述

　　1.配網自動化概念

　　配網自動化(DSA Distribution System Automation)或者配電自動化，由中國電機工程學會城市供電專業委員會在《配電系統自動化規則設計導則》提出的關于配電系統自動化的定義為:“配電系統自動化是利用現代電子技術、通訊技術、計算機及網絡技術,將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息及廠集成,構成完整的自動化系統,實現配電系統正常運行及事故情況的監測、保護、控制用電和配電管理的現代化。”這一定義包含的內容相當廣泛,它指出了配電系統自動化是一個信息集成系統,包含了配電網有關所有管理和控制功能。而國家電力公司在《10KV配網自動化發展規劃要點》中關于配電系統自動化的定義為:“利用現代通訊和計算機技術,對電網在線運行的設備進行遠方監視和控制的網絡系統。它包含10KV饋線自動化、開閉所和小區配電所自動化,配電變壓器和電容器組等的檢測自動化等。”

　　2.當前我國配電網存在的問題

　　配電網的發展是隨城市建設規模及用電負荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的, 由于城市規劃與電力的條塊分割, 形成了不相適應配電網結構, 使配電網規劃及發展不適應城市的需求, 突出反映在如下幾點：

　　2.1.配電網絡電源點落后于城市建設的發展, 由于城市規模和商業的建立, 電源點容量及電能輸出受到限制, 尤其是配電電線的傳輸通道。

　　2.2.改革開放以來, 城市建設速度迅速, 負荷增長率高, 但電力配套建設不及時, 輸電線半徑小, 線路長, 瓶頸效應比較突出, 出現卡脖子現象嚴重, 電能輸不出去, 往往因此而發生停電事故。

　　2.3.出線通道影響與城市規劃不相適應, 有的地方改用地下電纜, 施工及投資不允許, 采用架空導線環境, 條件受限, 有的采用絕緣導線, 網絡復雜較為普遍。

　　2.4.早期建設的線路導線細、年久失修, 高能耗設備多, 線損率高, 由于導線半徑小及無功缺額較大, 合線損損耗大, 個別地區配電網損耗達到30%, 一般地區在l5%～20%, 造成能源大量浪費和環境污染。

　　2.5.供電不可靠因素增大, 由于配電網投資不足, 設備老化和技術性能低劣, 供電事故頻繁, 往往是一點故障引發全線甚至大面積停電事故。城市繁華地段, 重要場所的用戶停電, 影響社會治安及經濟市場。

　　2.6.電網結構復雜, 環網聯絡接點較多。

　　2.7.城市電網改造涉及面廣, 要求較高, 停電難度大。

　　因此, 城市配電網實現自動化是一項綜合性的工程, 最基本的條件是應具有較為完善的多路電源的配電網點, 具有較好的城市規劃及電源路徑的分布, 有較為可靠的一次、二次設備, 城市建設的規模和經濟的發展對配電網提出了較高的要求, 各級部門都給以了充分的重視, 方案確定要可行, 在資金上投入到位, 形了一種較好的外部環境。

　　二.介紹配網各個設備以及自動化的方向。

　　1.開關設備

　　衡量配電系統現代化的一個重要標志是設備的無油化程度。因為用油作絕緣和滅弧介質，時刻潛伏著火災和爆炸的危險，且檢修維護工作量大，不適應故障自動定位和負荷自動調整中的頻繁合分�；仡欓_關設備的發展史，人們在滅弧介質和熄弧方法的尋求和探索上走過了曲折的里程。目前為止，真正能立足市場、廣為應用的斷路器無不是真空或六氟化硫作滅弧介質的斷路器，這是由于他們電壽命長、可以做到少維護或不檢修的必然結果，也是配電開關設備要自動化、現代化的必然結果。

　　開關設備按照滅弧介質分為真空、六氟化硫、空氣、油。其中值得推廣的是真空開關，它包括真空斷路器、真空負荷開關、真空接觸器、真空重合器和分段器等。真空介質強度高，不存在介質劣化問題，而且不需要冷卻電弧技術措施和控制滅弧介質流動的強制措施，使用壽命長。無油化配電開關另一主要品種是六氟化硫開關，六氟化硫氣體無色、無味、無毒、不會燃燒，化學性質極其穩定，在常溫下不與其他材料發生化學反應。六氟化硫不僅是非常好的絕緣氣體，而且是一種性能極佳的滅弧介質。大約在2000k的溫度下，六氟化硫有較高的比熱，相應地具有較高的熱傳導性能，因此能促使弧隙中絕緣強度在電弧熄滅后能快速恢復。

　　配網自動化建設中，無論是柱上開關還是開關柜，都使用真空開關或者六氟化硫開關，部分還加上遙控功能，為以后調度實施遠程遙控打下基礎。

　　2.環網柜

　　環網柜采用了成套技術，把開關設備作為一個整體來考慮，既考慮了電網在整體上對開關設備的要求，又考慮了開關及其他電氣原件之間的相互配合。因而適應性更強，構成上更科學、使用更可靠，可大大縮短安裝、調試時間，減少元器件在安裝調試過程中可能出現的失誤，較之單個原件，本身就代表著更高一級的技術水平。城市乃至鄉鎮，要求供電設備占地少、投運快、可靠性高、抗污染、低噪聲、不可燃等。參照《中國南方電網城市配電網設計導則》，優化配網結構就要改造配網網架，向“2-1”“3-1”兩供一備、三供一備的接線方式改造，因此環網柜是10kV線路構成環網的必備設備之一，可以實現多電源供電，減少線路故障造成的停電影響，提高供電可靠性。環網柜的自動化、智能化程度越來越高，可以滿足這些要求。

　　3.配電變壓器與TTU

　　變壓器是高壓電能到達用戶的最后一個設備，配網自動化需要對配變實施24小時監控，TTU就是裝設在配變旁檢測變壓器運行狀態的終端裝置。TTU用于對配變的信息采集和控制，它試試檢測配變運行工況，用以完成傳統的電壓表、電流表、功率因素表，以及負荷指示儀和電壓監視儀等功能。他能與后臺設備通信，提供配變系統運行控制及管理所需的數據。一般要求TTU能實時監測線路、柱上配變或箱式變的運行工況，幾時發現和處理事故等緊急情況，就地和遠方進行無功補償，實現有載調壓的自動調壓功能。TTU與配變的結合是提高配網安全、經濟運行的有力工具。

　　4.配電網SCADA系統

　　SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。它應用領域很廣，在電力系統中，輸電SCADA 系統應用較早，近幾年，隨著城鄉電網改造和配電自動化建設的需要，SCADA 系統被引進到配網監控中。

　　它作為能量管理系統(EMS系統)的一個最主要的子系統，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統運行狀態、加快決策、能幫助快速診斷出系統故障狀態等優勢，現已經成為電力調度不可缺少的工具。它對提高電網運行的可靠性、安全性與經濟效益，減輕調度員的負擔，實現電力調度自動化與現代化，提高調度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。它在遠動系統中占重要地位,可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能,即我們所知的"四遙"功能.RTU(遠程終端單元),FTU(饋線終端單元)是它的重要組成部分.在現今的變電站綜合自動化建設中起了相當重要的作用

　　5.GIS系統

　　城市配網管理地理信息系統是以地理信息系統(GIS)為平臺，實現地理空間信息和電力生產信息相互集成的綜合應用系統。作為基礎平臺的GIS是利用計算機圖形和數據庫技術來輸入、存儲、編輯、查詢、分析、決策和輸出空間圖形及其屬性數據的計算機系統，是融地理學、計算機科學，空間科學等于一體，集成多種空間分析模型的綜合性的高新技術。GIS的最大特點是將地圖信息、文字、圖形、圖象、圖表信息于一體，把屬性信息、電網接線圖信息、工程圖信息、實時SCADA信息緊密結合起來，同時將負荷管理信息、營銷管理信息和配網自動化信息接入到系統中來，成為配網信息管理的基礎平臺。在此基礎上，建立跨平臺，跨應用領域的、綜合的各種應用系統實現電力系統配網管理的自動化、智能化，提高工作效率和服務質量，為實現供電企業現代化管理打下基礎。

　　5.1.GIS公用基礎平臺建設

　　由于電力生產信息是以地理圖形、電網邏輯圖形、文字及數據信息來描述的，因而GIS公用基礎平臺必須具備在地理圖形信息輔助下的智能化圖形管理及與配網圖形信息耦合的設備管理等功能，具體來說就是建設一個基于分布式圖形處理技術的分布式配網生產信息綜合管理系統。?

　　GIS公用平臺建設階段的主要任務就是以1∶500的基礎地理背景數據為基礎，融合其他多種比例的地理數據來管理城市配網中不同電壓等級的設備圖形數據和臺帳數據，實現快速高效地輸入和更新配網圖形數據和臺帳數據，同時能夠根據資產和管理的劃分對輸入的大 量數據進行維護，確保各種數據的完整性和正確性。主要包括地理圖編輯、圖元編輯、站所圖編輯、單線圖編輯等基礎模塊，以及與調度SCADA、DMS、負控、客戶服務中心、營銷管理、電能量計費等系統的接口模塊。

　　5.2.GIS專業應用系統建設?

　　專業應用系統建設階段的主要任務是在GIS基礎平臺基本建成的前提下，統一管理和協調管理信息、實時信息等配網數據信息，建立相關的專業應用，并將這些專業應用正確部署到各個專業部門。?

　　配網數據信息中管理信息]包括用戶信息、設備信息、線路信息、檢修信息、巡視信息、勘察信息、報修信息、圖紙信息、模擬操作、通訊信息等內容;實時信息包括SCADA、DMS、集抄信息、負控信息、綜合測試儀等內容，基于上述數據的采集、處理與分析，專業應用系統建設階段將建成配網運行與檢修管理、配網兩票管理、配電資產管理、工程輔助設計、概預算管理、調度管理、電力通訊管理等專業系統。

　　三、結束語

　　配網自動化及管理系統具有實時性好、自動化水平高、管理功能強之特點，能提高供電可靠性和電能質量、改善對用戶的服務，具有顯著的經濟優越性和良好的社會綜合效益。配電自動化建設是一項系統工程，所以要在按照電網建設規劃的前提下，因地制宜，積極采用、合理選用、推廣應用配網自動化系統。

　　我國配電網目前的管理技術相對國外比較落后,在電網自動化高度發展的今天,形成了明顯的反差。但是隨著改革開放,人民的生活逐步提高,用電的需求迅猛增高,配電網的結構越來越復雜,對可靠性的要求越來越高,如何提高設備管理，如何快速排除配電網的故障、立即恢復非故障區的供電,成為配電網發展的當務之急。本文主要做了以下兩方面工作：

　　1. 深入分析了配網自動化的意義和迫切性。

　　2. 本文對配網相關設備現代化進行了研究，分析各個設備的特點和發展方向。

　　3. 提出了饋線自動化的相關方案。

　　參 考 文 獻

　　[1] 徐臘元.配電網自動化設備優選指南.北京：中國水利水電出版社，2004.

　　[2] 王士政.電網調度自動化與配網自動化技術.中國水利水電出版，2003.

　　[3] 王明俊、于欠鏗、劉廣二，配電系統化及其發展，2006.