宿迁城区配网自动化

摘要：针对宿迁城区实际电网状况，论述了当前配电网自动化系统的热门话题－馈线自动化技术，探讨了实现配网馈线自动化的关键两种技术方案。该文阐述了国内外普遍采用的两种方式即电压型方案和电流型配置方案，并分别从可靠性、对电网的冲击和对用户的影响、投资角度、通讯发展趋势四个方面对其两种不同方案进行了比较，认为采用电压型配置方案比较可行。

关键词：配电网；自动化；电流型；电压型

中图分类号：TM734　　　文献标志码：B　　　文章编号：1003-0867(2007)06-0039-02

宿迁市近几年来负荷增长较快，由于城市电网建设与改造工程实施，使得城网结构趋于合理，容量比较充足，设备状况大为改观。目前，市区有2个220kV变电所，110kV变电所8座，35kV变电所22座，市区已经形成了一个以220kV为中心，110kV为主网架，已实现了环网供电；35kV为骨干网架，环网供电体系已在逐步完善。但是，到目前为止，国家批准的城网改造项目中尚没有包括配电自动化工程。10kV配电网络成为市区供电的薄弱环节，因此，进行配电网自动化建设以提高配网供电可靠性和经济效益，改善电力企业的服务质量，树立优良的社会信誉是势在必行的。

国家电网公司在其制定的一流供电企业考核标准中，明确要求城市10kV中压系统供电可靠率必须达到99.99%，即用户年平均停电时间应小于53min。而配电网馈线自动化则是配电系统提高供电可靠性的最直接、最有效手段。有鉴于此，提出了一些对于涉及配电自动化相关的技术问题建议。

10kV配电馈线自动化是利用现代计算机和通讯技术，对电网在线设备进行远方（或）本地监视和控制的网络系统。可实现故障自动隔离、网络重构、提高电网的供电可靠率。根据其实现原理，10kV配网馈线自动化技术方案上可分为电流型和电压型两类。

1电流型原理及配置

该种模式的典型代表是一些欧美国家，该原理也称为中心控制式：主站＋通讯＋RTU(FTU)+电动开关（TA）此种方式是线路上各开关配置上TA，并将电流信息量反馈给主站。当发生故障时，主站会访问各开关，提取电流信息（也可由开关主动向主站汇报，具体方式取决于主站控制模式），由主站综合信息后判断故障的位置，如图1、2所示。

（1）分支结构：开关依次编号。当发生故障时，主站访问各开关。故障应发生在离源端最远的看到故障电流（有）和未看到故障电流（无）的两台开关之间。将SW24打开，即将故障隔离。

（2）环网结构：当发生故障时，主站访问各开关。故障应发生在看到故障电流（有）的SW1和未发生故障电流（无）的SW2开关之间。将SW1和SW2打开，合上SW5，即将故障隔离，并且缩小停电范围。

2电压型原理及配置

电压型原理配置的典型代表是日本，日本东芝公司技术生产的F2W28型、PVS、SPS、FDR装置适用于这种配置。该原理也称为开关本体智能化式：电动开关＋TV+智能控制器。

分支型机构使用一只TV；环网型结构使用二只TV

工作原理：

举例如下：分支机构。当故障发生在SW2和SW3之间。断路器B分闸。线路失压，所有线路开关分闸。B重合，SW1电压恢复。延时T1后SW1合闸。在T2内无故障，SW1合闸成功。SW1合闸后，SW2电压恢复。延时T1后，SW2合闸。因为合到故障上，B再次跳开。然后SW2跳开，也就是在SW2的T2时限内再次失压。SW2即分闸闭锁。B再次重合。SW2已经分闸闭锁，不再合闸。因此故障就可隔离在SW2之后了。
环网结构情况类似，只是每只开关两边均需配装TV。

3电流型与电压型配置方案的比较

从可靠性角度：电流型方案TA感应故障电流（FTU）→主站→FTU→操作开关隔离故障。从以上可以看出故障能否正确隔离取决于通讯网→计算机网→开关三个串联系统的全部正确动作，不仅仅取决于开关本身。一流的企业要求供电可靠性为99.99%，必然要求三个系统中每个系统的可靠性都大于99.99%，这是非常困难的。其中通讯网的可靠性是最低的，因为其网络在城区易受人为因素的干扰。电压型方案故障隔离仅取决于开关本身，不受计算机和通讯网的影响。从可靠性角度分析可以看出电压型的配置可靠性要高于电流型的配置。

从对电网冲击及开关设备的影响：电流型，一次性隔离故障，开关操作一次，对电网用户冲击小。电压型，二次隔离故障，开关操作两次，短路电流一次。对开关本身是一次冲击，如何认识开关的机械寿命。初期馈线自动化选用国产真空开关，由于操作机构较复杂，在户外恶劣条件下经不起频繁操作，操作次数多后就会出现拒分拒合现象，此时，采用电压型方案时应考虑该因素。现在对开关设备的影响可以不考虑，因为广泛采用真空负荷开关，操作机构简单，可靠性高。开关的机械寿命一般大于2000次，稍好一点的可达10000次，假定平均开关倒闸操作次数20次/年，则至少可用100年。关于对用户的冲击影响，目前我国低压电器产品分为三代不同层次产品：第一代产品为20世纪50年代末至70年代初自行开发的产品，现已列入行业第16批落后淘汰产品；第二代产品为70年代末至80年代初自行开发的产品，其技术特性为技术指标明显提高，保护特性较完善，体积缩小，但工艺装备和材料不适应低压电器新产品的发展，也将被逐步淘汰；第三代产品为90年代产品，其特点是高性能、小型化、电子化、智能化、组合化、模块化、多功能化。目前，电力用户广泛使用的是第三代产品，这批电器产品电性能和机械性能相对较高，能承受有限的短路电流的冲击，且设备更新换代的时间将远小于其电气寿命。对于重要用户，如大的玻璃厂等，一般都装设两组电源，当一路电源失电是可启动备自投装置，立即切断该路电源，启用备用电源，这样则不存在短路电流的再次冲击问题。若没有备用电源的用户，则其承受一次短路电流的冲击给设备带来的折旧费和缩短了停电的时间所带来的效益也是基本可比的。

从投资角度对比：电流型，主站+通讯网+FTU+电动开关（TA）；电压型，智能控制器+电动开关（TV）；其后两部分电流型与电压型的投资基本可比，而电流型的配置需投资主站和通讯网部分的费用，所以电流型投资明显高于电压型，特别是当电网规模较大，通讯网较大时，投资更大。

从配网自动化系统通讯发展趋势来对比：采用电流型配置的普遍认为建通讯网虽然投资较高，但可以一网多用，传送馈线自动化FTU与主站之间的通讯信息；传送配网自动化系统底层配变终端信息。

但GSM通讯技术的发展对企业建立专业通讯网提出了挑战，那些底层配变的终端信息完全可以由GSM通讯系统传输，且与企业自建的专用通讯网相比具有以下优点：

采用GSM技术的终端可以非常方便的安装有线通讯网无法到达的地方。我公司的负荷管理系统配变终端就广泛地采用GSM技术，实践证明很好，在同类建设中处于技术领先地位。

GSM技术利用卫星通讯，可靠性高，技术性能上明显优越于企业自建的专用通讯网。

费用问题上，总体上中国公共通讯网的收费标准呈下降趋势，目前每年费用约8000元。事实上，终端信息的采集完全没有必要24小时5分钟一次，可以在重点时段（如高峰时段）多采一些，次要时段少采或不采。

4结束语

根据以上的四点比较，我们可以看出电压型的配置将比电流型的配置可靠且投资少，虽然目前大部分供电公司采用电流型配置的配网自动化系统，但根据我市的实际情况，我们即将开发的配网自动化系统宜采用电压型的配置。我们可以采用先市中心后边缘地区进行分阶段逐步实施，以达到既满足供电可靠性要求又适当节省投资的目的。