农网配电自动化系统的技术方案

司卫卫

摘要：近年来，我国配电网建设不断发展，网络结构趋于合理，但自动化程度不足，这就会影响配电网的供电能力与安全运行。而农网作为电网的一部分，其自动化建设对整个电网具有极大的作用。本文对农网配电自动化技术原则和目标进行了分析，探讨了农网配电自动化系统设计方案，最后分析了农网配电自动化系统设计。

关键字：农网配电；自动化系统；技术原则；方案；设计

引言

配电自动化是实现智能电网的主要基础。与城市电网相比，农网在网络结构、一次设备技术性能、通信系统、自动化技术应用以及电网运行管理水平上都有很大的差距。因此，建设农网配电自动化应以提高配电网的供电可靠性和改善供电质量为目标，以实用化为检验配电自动化是否取得成效为标志，避免仅为实施配电自动化而对配电一次网架进行大规模改造。

1农网配电自动化技术原则和目标

农网配电自动化系统的建设应遵循“稳定性、实用性、先进性和经济性相结合”的基本原则，将“根据现有设备情况选择技术方案，根据负荷重要性确定功能需求，因地制宜，差异化设计”作为指导思想，以建设“坚强、智能、可靠、灵活”的中压配电网络为最终目标。稳定性：这里所说的稳定性主要包括系统和设备两个方面。在设计农网配电自动化系统时，应确保系统结构简单、可靠，并对各个运行状态下的故障处理的可靠性予以充分的考虑；实用性：在制定农网配电自动化系统设计方案時，应充分考虑其实用性，做到因地制宜、因网制宜，根据各自单位的特点来选择最为合理的设计方案。自动化系统必须综合规划，统筹考虑各方案的特点，可以分步、分期实施；先进性：先进性指的是系统设计理念应具有一定的先进性，系统规划要具有前瞻性，在选择技术设备的时候，要选用先进且稳定有效的技术设备，但不应该理解为就是使用最新的技术和设备。

2农网配电自动化系统设计方案

首先，设计城区内的开闭站。在城区内的开闭站中安装DTU设备，以便能够对站内微机保护系统提供的电压、开关分合状态、保护新型号等数据或信息进行收集，并利用通讯网络将其传送到主站，这样监控人员就能够对配电网络的运行状况进行掌握，以便及时处理出现的问题；其次，在配电室、箱式变和组合变中应加装配电变压器综合测控仪，以实现对电压、电流、电量、低压开关位置以及低压无功补偿等信息的收集，同时还可以实现对电容器的自动投切控制；再次，刀闸室所有高压出线电缆应加装电缆故障指示仪，利用DTU采集该信号以及电压、电流、开关分合状态等，通过通讯网络传至主站，以便监控人员对刀闸室运行情况进行实时监测；最后，在对新建配电设施进行施工的时候，应严格按照配电自动化系统的要求与相关规定来进行，并将项目的通讯方式在实施中建设。另外，在购买设备时，应根据配备配网自动化终端装置进行购置。

3农网配电自动化系统设计

3.1系统结构

对于农网配电自动化系统来说，其主要包括三层，如图1所示。第一层：主站层。主站层是整个系统的最高层，包括一个主站系统，具体组成包括计算机设备及其外设、构件。一般来说，主站层设置在电业公司变电调度部门，以实现配电自动化系统的监控、调度、管理，分析、调整、优化配电网运行状态的功能；第二层：子站层是系统的第二层，它包括若干个子站，它的主要设备为配电载波网关，通常设置在变电站中，其功能是实现数据的上传与下达。子站可以通过现场总线网连接就地的自动化设备（如RTU，出线电能表），将其接入配电自动化系统。子站可以通过以太网连接就地的自动化系统（如变电站综合自动化系统），将其接入配电自动化系统；第三层：终端层。它是系统的的最底层，包括若干柱上开关监控终端、变压器监控终端等监控终端，一般设置在被监控设备位置，主要职责是对被监控设备进行数据采集、控制与保护。

3.2通信系统

考虑到系统结构、通信数据量、通信实时性要求以及数据流特性等情况，农网配电自动化系统可以设置成4层通信网络。第一层：局域网采用带有网络交换机的10/100M以太网，电缆为其主要的通信媒质，与主站内的计算机及其它设备相连；第二层：城域网将子站层的所有子站连接到主站。利用现有的光纤信道建立其子站到主站之间的通信信道；第三层：配电载波通信网，它是配电自动化系统中较为重要的一层通信网，在这一层通信网上，连接着配点系统的大部分设备。配电载波通信网如图2所示；第四层：现场总线网。采用RS485接口，配电载波网关及各监控终端都具有现场总线网接口，以方便接入各种当地的自动化设备。

3.3站端装置设计

3.3.1故障指示器设计

在具体的实践中，有很多方法可以对接地故障进行判断，这里要说的是信号源注入法，也就是在长线路分段节点和线路分支点位置设置故障指示器，并配备相应的信号源设备。如果线路发生接地故障，信号源设备就会很快根据脉宽变化自动投入不同的阻性负载，以利用电流叠加促使故障信号器自动发射故障信号；当线路发生短路时，故障指示器会根据短路特征、电流突变、执行的保护动作等信息，对故障点进行快速、准确的定位；此外，还可起到检测负载电流的作用，同时将相关数据传输至监控终端。其中位于故障指示器附近的通信终端负责接收、解译、重新编码无线信息，并借助GPRS/GSM将其传输至中心站。

3.3.2配电终端监控设计

配电终端监控可以对故障信息进行采集与转发，可以实现农网配电自动化中遥测、遥信与遥控的功能。具体来说，当故障指示器发出信号时，终端设备会及时接收线路中的负荷电流、动作信息与开关状态等，并且还会对其进行分析、编译与发送。若电控开关具有监控条件，通常在通信终端的作用下实现对开关的远程分合闸操作，但应将分合闸状态下的电源情况考虑在内，如果采用的为遥控开关，建议配置直流电机或TV。

结束语

总的来说，科技的不断发展使得人们对农网配电自动化的研究逐步加深，农村电网的自动化程度也越来越高。当前，我国农村电网配电自动化发展中还面临着许多的困难，不过相信随着技术的进步，在不久的将来我国的农村电网配电自动化一定会取得成功。

参考文献：

[1]何永贵，尹健.农网配电自动化系统的技术方案[J].电力科学与工程，2008，03：27-30.

[2]吴栋发.农网配电自动化技术的解决方案[J].农村电气化，2013，03：37-38.

[3]陈凌霞.关于在农网中实现配电自动化的探讨[J].科技资讯，2014，1230：93.