【導(dǎo)讀】配網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)供等問(wèn)題，這種局面越來(lái)越不適應(yīng)社會(huì)需求。配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化和智能化是。解決上述問(wèn)題的重要途徑。的轉(zhuǎn)供速度，為電力企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。某城區(qū)配電網(wǎng)改造后狀況...

　　

【正文】 成的雙向閉鎖式快速方向過(guò)電流保護(hù)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的主保護(hù)。利用主備保護(hù)原理構(gòu)成完整的饋線(xiàn)保護(hù)。 在配電網(wǎng)絡(luò)上，各電氣相鄰的 FTU 保護(hù)之間采用信道構(gòu)成信號(hào)交換回路，每套保護(hù)只與相鄰的保護(hù)聯(lián)系。在故障發(fā)生時(shí)，判斷故障電流的方向，采 取故障電流正方向信號(hào)默認(rèn)不發(fā)送，反方向發(fā)送禁止動(dòng)作信號(hào)原理構(gòu)成。保護(hù)配置瞬時(shí)速斷、過(guò)電流、重合閘以及后加速保護(hù)。 動(dòng)作過(guò)程如下： 圖 32 保護(hù)動(dòng)作原理圖 此方案相比較而言，主要有三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： （ 1）動(dòng)作不依賴(lài)于遠(yuǎn)方主站。在線(xiàn)路發(fā)生故障的情況下，其故障的定位、隔離、配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 恢復(fù)等都是依靠保護(hù)型 FTU 通過(guò)相互間的通信以及與子站系統(tǒng)的通信來(lái)完成的，主站相對(duì)來(lái)說(shuō)更多居于遠(yuǎn)方監(jiān)控及作為后備保護(hù)使用。故障發(fā)生時(shí)首先把各種信息上送到主站，由主站來(lái)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皬?fù)雜計(jì)算來(lái)確定故障的定位，然后再下發(fā)控制命令來(lái)完成對(duì)故障的隔離和恢復(fù) 。 （ 2）故障定位時(shí)間迅速。這種方案使用的保護(hù)型 FTU 單元，依靠光纖通信，在故障發(fā)生時(shí)， 350ms 可完成故障的準(zhǔn)確定位，從而可以及時(shí)地為故障處理縮短反應(yīng)時(shí)間，減小故障電流等對(duì)負(fù)荷設(shè)備造成破壞的幾率和可能性。 （ 3）停電范圍減小。故障在兩個(gè)分段開(kāi)關(guān)時(shí)，在故障處理的過(guò)程中，使用保護(hù)型FTU 可直接完成故障位置的上級(jí)分段開(kāi)關(guān)和下級(jí)分段開(kāi)關(guān)完成隔離和恢復(fù)，而不需要出口斷路器進(jìn)行動(dòng)作，對(duì)全線(xiàn)進(jìn)行停電。而遠(yuǎn)方控方式在故障時(shí)，首先要遙控出口斷路器動(dòng)作，然后進(jìn)行故障的隔離和恢復(fù)，這樣無(wú)形中就擴(kuò)大了線(xiàn)路故障時(shí)的停電范圍。 配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 4 低壓臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)及集中抄表系統(tǒng) 低壓臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 低壓配變監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)對(duì)低壓（ 10KV/380KV)配變的檢測(cè)，可以及時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，用以完成傳統(tǒng)的電壓表、電流表、功率因數(shù)表、以及負(fù)荷指示儀和電壓監(jiān)視儀等的功能，與配電 FTU 或后臺(tái)設(shè)備通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線(xiàn)路、柱上配電變壓器的運(yùn)行工況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故的緊急情況，就地和遠(yuǎn)方進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和可有載調(diào)壓的配電變壓器的自動(dòng)調(diào)壓功能。以利于提高低壓供電可靠性及提高配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，在實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化方面起到了重要作用 。 系統(tǒng)實(shí)施方案 本期計(jì)劃對(duì)某城區(qū)現(xiàn)有 105 臺(tái) 10KV 配電變壓器中安裝配變監(jiān)測(cè)終端（ TTU），以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器的監(jiān)測(cè)，完成對(duì)低壓配電臺(tái)區(qū)實(shí)現(xiàn)全工況的監(jiān)測(cè)和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償電容器組的自動(dòng)或遠(yuǎn)方投切功能。 系統(tǒng)的特點(diǎn)： 本系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要將配電變壓器低壓側(cè)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并根據(jù)無(wú)功需量實(shí)現(xiàn)電容器自動(dòng)投切，將配變監(jiān)測(cè)與無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償功能合二為一。 配變監(jiān)測(cè)終端是本系統(tǒng)的核心元件，安裝于配電變壓器低壓側(cè)，負(fù)責(zé)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和電容器的投切控制。當(dāng)主站欲查詢(xún)某臺(tái)或數(shù)臺(tái)甚至全部配電變壓器的歷史數(shù)據(jù) 、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，主站軟件將自動(dòng)接通子站并通過(guò)子站與測(cè)控儀建立通訊。如果配電變壓器發(fā)生故障，測(cè)控儀將通知子站，子站將自動(dòng)接通主站且在主站微機(jī)上顯示報(bào)警信息。測(cè)控儀根據(jù)自身所測(cè)得數(shù)據(jù)得來(lái)無(wú)功需量，就地控制電容器的投切，并以補(bǔ)償點(diǎn)電壓為參量限制電容器的投切，當(dāng)無(wú)功需量等于 10 千乏時(shí)，且經(jīng)過(guò) 15 分鐘延時(shí)后無(wú)功需量仍大于 10 千乏時(shí)投入一組電容器，此后無(wú)功需量繼續(xù)增加又大于 10 千乏時(shí)，經(jīng)過(guò) 15 分鐘延時(shí)后無(wú)功需量仍大于 10 千乏，投入第二組電容器，依次類(lèi)推，最多可投入四組電容器。反之，當(dāng)功率過(guò)剩時(shí)，無(wú)功裕量為 10 千乏時(shí)，且經(jīng) 過(guò) 15 分鐘延時(shí)后，無(wú)功裕量仍大于 10 千乏，退出一組電容器，此后，若無(wú)功裕量還大于 10 千乏時(shí)，經(jīng)過(guò) 15 分鐘延時(shí)無(wú)功裕量仍大于是千乏時(shí)，再退出一組電容器。另外，當(dāng)相電壓大于 235V 時(shí)，不再投入電容器，而當(dāng)相電壓大于 242V 時(shí)，延時(shí) 1 分鐘切除全部投入的電容器。在配電網(wǎng)中負(fù)荷絕大多數(shù)是感性負(fù)荷。因而電流滯后電壓 ф 角，線(xiàn)路中 COSф＜ 1，有時(shí)可低于 ?，F(xiàn)在，在變壓器二次側(cè)就地補(bǔ)償電容器是根據(jù)測(cè)控儀所測(cè)數(shù)據(jù)中看到補(bǔ)償后都在 95%以上為系統(tǒng)提供了必要的無(wú)功功率。提高了功率因數(shù)，降低了線(xiàn)路損耗；增大了配電設(shè)備的供電能力 ，減少了中壓線(xiàn)路輸送的無(wú)功功率；降低了線(xiàn)路電壓損耗改善了系統(tǒng)電壓質(zhì)量；為配電網(wǎng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，提供了重要保障。主站軟件可對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、輸出實(shí)用的各類(lèi)圖表，另外，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可提供給其它系統(tǒng)使用。 TTU 的數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性要求低，為降低系統(tǒng)成本，采用 RS485配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 通信方式，由 FTU 或光纖通道轉(zhuǎn)發(fā)到子站后，再上傳到主站。如圖 41 所示。 RS485 雙絞線(xiàn) 圖 41 配變監(jiān)測(cè)終端（ TTU）系統(tǒng)圖 系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)要求 系 統(tǒng)采用先進(jìn)和可行的技術(shù)對(duì)低壓配電網(wǎng)實(shí)施有效的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、無(wú)功補(bǔ)償、遠(yuǎn)程通訊、故障報(bào)警及離線(xiàn)分析，并以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式向供電企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)上的各專(zhuān)業(yè)部門(mén)提供可靠的有價(jià)值的數(shù)據(jù)。 （ 1） 主要功能 整點(diǎn)記錄三相電壓、電流、功率、電量； 每天記錄各相電壓、電流的最大值、最小值及出現(xiàn)的時(shí)間； 自動(dòng)記錄停電時(shí)間，計(jì)算供電可靠率； 自動(dòng)累計(jì)每天電壓越上、下限時(shí)間，計(jì)算電壓合格率； 記錄時(shí)間可達(dá)一個(gè)月以上； 可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，自動(dòng)上報(bào)故障情況； 可自動(dòng)控制電容器投切； （ 2） 性能指標(biāo) 工作范圍：電壓 195265V*3 相；電流 05A*3 相；頻率： 4852Hz 精度：電壓 177。%；有功功率： 177。%；電流： 10. 5%；有功電量： 177。% 耐壓實(shí)驗(yàn)：沖擊電壓： 6KV/；工頻電壓： 2KV/2min 電磁干擾實(shí)驗(yàn)：水平／垂直 交變電磁場(chǎng) 適應(yīng)環(huán)境：溫度： 15—+5O℃ ；相對(duì)濕度 ≤85%；諧波含量 ≤10% 總的來(lái)說(shuō)，就是要實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)記錄、就地?zé)o功補(bǔ)償控制、自動(dòng)故障報(bào)警、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、后臺(tái)分析處理 5 大功能。 配電監(jiān)測(cè)終端采用中國(guó)電科院生產(chǎn)的 SA501 型配變綜合測(cè)試儀，一共 105 臺(tái)，安裝在變壓器低壓側(cè)。 集中抄表系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電能計(jì)量手段和抄表技術(shù)發(fā)生了根本變化，電子式多功能電能表正取代了傳統(tǒng)的電磁式電能表，并結(jié)合遠(yuǎn)方抄表技術(shù)，成為了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。遠(yuǎn)方抄表技術(shù)不但大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還大大地提高了抄表的準(zhǔn)確光纖 主站 子站 FTU TTU TTU TTU 配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 性和及時(shí)性，杜絕了抄表不到位、估抄、誤抄、漏抄電表等問(wèn)題。 集中抄表系統(tǒng)構(gòu)成及要求 （ 1） 系統(tǒng)構(gòu)成 集中抄表系統(tǒng)即由主站通過(guò)傳輸媒體（公用電話(huà)線(xiàn)、專(zhuān)用線(xiàn)）集中抄讀電能表的電能量記錄值的系統(tǒng)。本系統(tǒng)是由電能表數(shù)據(jù) 采集終端、集中器、主站等主要設(shè)備構(gòu)成。 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)分為以下三部分介紹：數(shù)據(jù)采集部分（居民用戶(hù)端）；傳輸媒體（通信信道）；主站部分。 1）數(shù)據(jù)采集部分 集中器：是整個(gè)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的核心，裝在變臺(tái)低壓側(cè)，一個(gè)變臺(tái)裝一臺(tái)集中器，它能定時(shí)發(fā)出指令，依次將各采集終端的用電數(shù)據(jù)抄收并儲(chǔ)存，再經(jīng)傳輸媒體，將各用戶(hù)用電數(shù)據(jù)傳至主站與分站，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 采集終端：采集終端是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的前端設(shè)備，接用戶(hù)電能表，采集用戶(hù)用電量，上傳至集中器，采集終端與集中器通訊采用低壓電力載波技術(shù)，無(wú)需另外接 線(xiàn)。 電能表將用戶(hù)的用電量正比例地轉(zhuǎn)換成脈沖，采集終端負(fù)責(zé)對(duì)脈沖進(jìn)行采集，同時(shí)將電能量累加；每臺(tái)集中器負(fù)責(zé)將同一臺(tái)變壓器下所有用戶(hù)的用電量匯集在一起，對(duì)采集終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理及保存，集中器還帶有 485 接口，可直接抄收變臺(tái)總表數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信信道將數(shù)據(jù)傳送至主站。 2）傳輸媒體（通信信道）、 集中器與主站的通訊方案有兩個(gè)： ① 公用電話(huà)網(wǎng)通訊方式 主站與集中器之間通過(guò)公用電話(huà)線(xiàn)和 Modem 連接，可自動(dòng)或手動(dòng)抄撥任何一個(gè)集中器內(nèi)的所有用戶(hù)的用電量。 ② 專(zhuān)用線(xiàn)通訊方 式 主站與集中器之間采用專(zhuān)用線(xiàn)性口 (雙絞線(xiàn)）進(jìn)行遠(yuǎn)方抄表通訊。此方案多用于配網(wǎng)自動(dòng)化工程；也可用于主站（營(yíng)業(yè)所）與集中器不遠(yuǎn)的情況。 ③ 主站 主站是整個(gè)遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)的管理層設(shè)備，通常由單臺(tái)計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)再配合相應(yīng)的抄表軟件構(gòu)成。主站安裝于客戶(hù)服務(wù)中心，可手動(dòng)或定時(shí)自動(dòng)下發(fā)抄表命令，對(duì)抄表數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、儲(chǔ)存、計(jì)費(fèi)；對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制。 （ 2） 系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能要求 l）電能數(shù)據(jù)的采集、傳送、處理、保存 按照設(shè)定值，采集器將電能表的脈沖采集后，定時(shí)、自 動(dòng)經(jīng)載波傳送到集中器，同一臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)由集中器匯總并保存，然后通過(guò)電話(huà)線(xiàn)、專(zhuān)線(xiàn)或 10KV 載波等通道傳送到供電所主站微機(jī)，進(jìn)行有關(guān)電量計(jì)算、線(xiàn)損考核，分類(lèi)匯總查詢(xún)及有關(guān)報(bào)表單據(jù)打印等工作，可在指定時(shí)間實(shí)現(xiàn)電能表累計(jì)電能量的凍結(jié)。 2）故障檢測(cè) 系統(tǒng)中任一級(jí)通信中斷 24 小時(shí)以上有提示報(bào)警，并記錄其發(fā)生的時(shí)間；用戶(hù)電能表配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 連續(xù)停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)能提示并可記錄其停轉(zhuǎn)起始和終止的時(shí)間；當(dāng)用戶(hù)當(dāng)日用電量發(fā)生突變時(shí)，系統(tǒng)可予提示報(bào)警。 3 ) 負(fù)荷曲線(xiàn)統(tǒng)計(jì) 系統(tǒng)可紀(jì)錄每一負(fù)荷在統(tǒng)計(jì)日內(nèi)一天內(nèi)的負(fù)荷曲線(xiàn)。當(dāng)用戶(hù) 用電量發(fā)生突變時(shí)，主站有報(bào)警，以利于用電管理?？蓪?duì)某一線(xiàn)路或某一配電區(qū)的用電量進(jìn)行電量平衡分析。 4）主站軟件功能 全部用戶(hù)資料及電價(jià)設(shè)置，遠(yuǎn)程修改參數(shù)，電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，線(xiàn)損考核計(jì)算，保安器臺(tái)帳管理，各種數(shù)據(jù)資料查詢(xún)、打印、電費(fèi)結(jié)算管理，異常用戶(hù)提示，操作員權(quán)限口令設(shè)置。 集中抄表系統(tǒng)實(shí)施方案 遠(yuǎn)方抄表的自動(dòng)化系統(tǒng)中，通常采用 RS48低壓配電載波等方式，實(shí)現(xiàn)電能表到抄表集中器，以及抄表集中器到抄表交換機(jī)間的通信。而抄表交換機(jī)至電能計(jì)費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，一般采用電話(huà)線(xiàn)或?qū)Ｓ镁€(xiàn)方式傳送。在一個(gè)配電變壓器范圍內(nèi)，連接每一個(gè)用戶(hù)的配電線(xiàn)實(shí)際上也組成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)不但可以傳輸電能，同樣也可以 圖 42 電話(huà)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表 抄 表 主 站 用戶(hù)表計(jì) MODEM MODEM MODEM MODEM 集中器 1 集中器 2 集中器 5 集中器 3 集中器 4 MODEM MODEM 電話(huà)線(xiàn) 小區(qū) 1 小區(qū) 2 小區(qū) 3 采集終端 用戶(hù)表計(jì) 低壓載波 配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 傳輸信息，這就是低壓電力載波數(shù)據(jù)傳輸方式。用在轉(zhuǎn)換過(guò)程中的設(shè)備稱(chēng)之為配電線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器（ PLM），它一般直接與集中抄表設(shè)備制成一體，采用移頻鍵控（ FSK）方式。在每一個(gè)電表集裝箱 (16 路以下 )處，加掛一臺(tái)采集終端，負(fù)責(zé)采集表箱內(nèi)所有電表。 （ 1） 利用電話(huà)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表 為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程輸送，需要采用 Modem 將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成適合在電話(huà)線(xiàn)路上傳 輸?shù)囊纛l模擬信號(hào)，也可以采用專(zhuān)用集成電路將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成雙音多頻信號(hào)傳輸。在一般情況下，采用撥號(hào) Modem 和公用電話(huà)網(wǎng)就能滿(mǎn)足要求，但對(duì)于一些對(duì)抄表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，要求較高的情形，則必須采用專(zhuān)線(xiàn) Modem 和專(zhuān)用電話(huà)線(xiàn)路。圖 42 描述了采用電話(huà)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表方式。 （ 2） 利用專(zhuān)用線(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表 這種方式是利用配電自動(dòng)化的通信系統(tǒng)采用專(zhuān)線(xiàn)方式，進(jìn)行集中抄表。抄表系統(tǒng)通過(guò) FTU 與通信系統(tǒng)連接，將信息傳輸 至電能計(jì)費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖 43 描述了利用配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)采用的專(zhuān)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表方式。 圖 43 專(zhuān)用線(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表 本設(shè)計(jì)方案由于有配變監(jiān)測(cè)下 TTU 設(shè)備，而且架設(shè)了 TTU 到 FTU 處的通訊電纜，因此抄表系統(tǒng)可利用此通信電纜，故采用第二種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方抄表。 自動(dòng)抄表系統(tǒng)是一種自動(dòng)化程度更高、更先進(jìn)的計(jì)費(fèi)方式，它便于將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和營(yíng)業(yè)管理相結(jié)合，成為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，而且不久還可望發(fā)展成為自動(dòng)抄表結(jié)