孙宁孙晓光王启涵曲恒志
（国网烟台供电公司山东烟台264000）
摘要：近年来，随着我国城市化发展进程的加快，配网自动化在经济的快速发展和科学技术的提高情况下，社会对供电可靠性和供电质量的要求也越来越高。本文主要对配电网的自动化系统进行相关研究。
关键词：基本原则；主站系统；通信系统；故障处理；配网自动化
伴随着国家经济的发展和科学技术的进步，配电网自动化技术也在不断的发展着，配电自动化工程在技术路线、项目管理、工程实施、装备水平、运维管理等方面均有了新的突破，主要体现在技术架构先进、建设管理规范、系统功能实用、信息交互标准、通信方式可靠、运维管理精益。
一配电网自动化建设的基本原则
1）逐步完善的原则。对于配电网自动化的发展应落实分期、分阶段进行。首先，变电站出线以自动化重合闸作保护，线路上装多组自动配电开关，建立电压控制系统。其次，增设通信及控制设备。各分支线自动配电开关，由各营业所实现控制，对负荷进行调配。再次，增加各营业所与配电管理中心的通信。将各点信号传送到配电管理中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。
2）采用电流控制式的原则。由于重合断路器经常有合分操作以及瞬时性故障时自动重合，使得配电开关频繁动作，导致设备町靠性降低，影响使用寿命。另外，自动配电开关有个合闸延时时间，故障时在并联组数较多的线路，最末级完成合闸的时间达几十分钟，合闸时间明显大于故障判断时间，影响供电的连续性。此外，自动配电开关不具备计数功能，只靠一次合闸时间来判别。相比之下，电流控制式采用的设备没有这些缺陷，比电压控制模式更为简单。
3）适应定时限保护的原则。定时限保护方式采用电流阶梯和时间阶梯重合模式，这样就使的上下级保护配合方便、协调。而反时限保护由于设备、产品的实际保护特性有差异，使上下级保护的配合不协调。
二、配电网自动化的要求
配电网自动化是以实时方式就地或远方对配电网进行数据收集、控制、调节和事故处理的技术，其目的在于保证配电网安全经济运行发送电压质量降低电能损耗、快速处理、提高供电可靠性。它应当满足以下几方面的要求：1）通过实时监控系统，监测每条线路上的负荷运行情况，及时发现不安全因素，消除事故隐患，使配电网安全运行。2）通过系统监测功能及时发现用户计量表故障，防止窃电，避免用电量损失。3）具备可靠的、高速率的通讯。4）具备完善的、能识别故障电流的、满足室外恶劣环境的故障控制器，以及实现断路器远方操作。5）能通过系统监测功能及时计算线路线损，使线路能在最佳的经济状态下运行。6）系统的电量控制和功率控制可促进电费回收。7）配电网自动化的主站系统应具有扩充性和开放性功能，主站软件功能完善，硬件上有足够的处理速度。
三、配电网自动化系统工程应用案例
结合某城区配电网络实际以及近期改造计划，本期工程针对3座变电所的四条馈线进行配网自动化改造，对于断路器采取FTU型保护；对于该改造区域内的沿线线路均实施通信光缆敷设，从而形成双环自愈网顺利接至配网主站；遵照配调一体化的设计原则将配调主站设立于局大楼内。本期工程所设计的配电网自动化系统主要由自动化主站、自动化子站、自动化终端以及自动化通信系统等四大部分组成。本文主要对该配电网自动化系统中的主站系统规划以及通信系统规划进行详细介绍：
1）主站系统建设。该工程的主站系统主要从前置机、数据库服务器以及监控业务台三个方面展开建设。首先，数据借助光纤通信由终端送至前置机；然后，数据由前置机存入实时数据库内；最后，从数据库中提取监控业务台以及web页面上所发布的信息。与此同时，为了确保数据的输送安全，主站系统采取双机双网热备份的设置方案，有效提高系统的可靠性与扩展能力。
2）通信系统建设。根据本区配电网自动化系统的实际功能需要，该通信系统主要分为配调主站-变电所子站之间、子站与终端层之间、TTU-单相多费率电子电度表3层结构，具体建设过程如下：①配调主站-变电所子站之间：借助SDH光纤通信通道，由E1接口接入；对于已实现光纤通信的区域，可继续利用原有线路；同时，为了减低子站的建设费用，部分区域可将光纤与前置机直接连接起来。②子站与终端层之间：现场终端与变电所子站之间采取光纤自愈环的建设方式，而在用户抄表系统与配变监测中，则采取GPRS方式。③TTU-单相多费率电子电度表：对于配电变压器中的三个单相多费率电子电度表，采取由音频双绞线、普通线或者电缆线所组成的RS-485总线方式，成功组网之后经RS485接口将其直接连接至附近TTU的抄表通信口上，随后通过TTU向上转发电能表数据。在此，TTU与电能表通信的通信速率为1200bps，所采取的通信标准协议为IEC60870-5-102。
3）系统故障处理。基于配电网自动化系统的复杂构成和诸多功能的承担，在配电网自动化系统的实际运行过程中，往往容易出现重合器故障、主站监控故障、系统保护故障等多类馈线故障，需要积极采取有效的处理模式。
基于重合器的馈线故障处理模式。当配电系统出现故障时，我们采取采取以下两种故障处理模式：①“重合器+过流脉冲计数型分段器”。配合模式：通过预先设定好每台开关的重合次数，一旦实际重合次数达至预设值，并且此时开关处于分闸状态时，就能顺利隔离故障。②“重合器+电压-时间型分段器”。配合模式：通过预先设定好每台开关的延时合闸时间与电流监测时间，待所检测到的系统电压信号延时至一定时间后方能合闸。合闸后，如在一定时间内开关检测到故障的电流信号，则表明故障在该区域内，系统自动设置故障标志，顺利隔离故障。反之，则代表该区域无故障。
基于主站监控的馈线故障处理模式。当出现主站监控故障时，我们采取在各开关上装设馈线终端单元的处理模式。之所以采取这样的处理模式，是因为正常情况下FTU能够有效采集相应柱上开关的实际运行信息，并将它们发送至远方的配电网自动化控制中心，从而快速切除故障，极大缩短故障隔离与供电恢复所需耗时，从而确保供电的可靠性。
基于系统保护的馈线故障处理模式。当馈线网络上出现三相故障或相间故障后，我们采取“开关上装设FTU+跳开区段开关”的处理模式。这是因为一旦出现上述故障，各开关处安装的FTU将会立即启动，对自身的功率方向进行准确判断，然后通过现场总线与相邻FTU实现快速通信。系统通过仔细比较和认真分析后，准确确定故障发生区段，自动跳开该区段两端的开关，及时隔离故障。
四、结语
总而言之，配电网自动化系统是一个非常庞大且复杂的系统，它的实现可以使供电可靠性、电能质量、劳动生产率大幅度提高。在配电网自动化系统的研究过程中，应着重考虑系统的可移植性、可扩展性、易用性和安全性等因素，最终达到能可靠持续地为用户供电的目的。
参考文献：
[1]邓苹.配电网自动化系统探析[J].科技与企业，2013（12）.
[2]李灿权.对10kV配电网运行及自动化系统的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2011（22）.