农网配电自动化系统的设计探索

喇雪青

摘要：配电自动化是实现智能电网的重要组成部分。较比城市电网相比，农村电网在网络结构及一次设备技术性能、通讯系统及自动化技术上都存在一定差异。随着我国城镇化建设的深入推进，农网配电自动化系统的设计逐渐成为电力领域亟待解决的课题。建设农网配电自动化系统应以提高农村配电网供电可靠性及改善供电质量为目标，本文以农网配电自动化系统的设计为讨论方向。对A供电公司农村配电网现状进行分析的基础上，介绍了农网配电自动化系统的设计思路。

关键词：农网配电;电力自动化;自动化系统;设计

引言

全国农网分布范围广，覆盖面广，负荷大分散性特征，除了部分经济发达地区靠近城市，绝大多数区域负荷密度低，农网负荷分散特性研究给电网延伸、数据通信和信息共享带来了极大的困难。农业网络的特殊性决定了农网智能化和城网智能化这些特殊性决定了农网智能化建设的特殊性在发展速度、建设标准等方面与城网和主网间有一定差距。据此，本文以农网配电自动化系统的设计为讨论方向，旨在为我国农网配电自动化系统设计提供理论参考。

1 案例概述

A供电公司农村配电网主要是辐射架空线路，10 kV馈线较长，支线多，电力负荷分散，负荷密度小，负荷受季节影响大。农电线路陈旧、维修管理差、相间短路、接地故障较多，导致供电可靠性低，同时线路缺乏实时（或准实时）的监测装置，无法对线路的负荷进行有效监测和统计;线路运行管理处于一种“不可见”的状态。线出现故障时，很难找到故障点，找故障点需要几个小时，导致长时间停电;在农村电网建设中在改造中，已有部分联络线实现了配电网的“手牵手”供电，但因未配置相应控制设备和通信系统实现远程控制，负荷的转电还一次配线采用原始的现场断接方式，负荷转移十分繁琐，不能切实起到“手牵手”的作用。

2 系统设计

2.1 电源及线路

在对电源进行设计的时候，其一次系统主要是依靠三台ZOkvA的调压器设计110/10kV变压器而形成的，以此形成多元的接地方式，主要涵盖了：系统中性点直接接地、无接地、通过消弧线圈接地或通过小电阻接地等;在对线路进行设计的时候其主要是采用图4-2虚线部分中参数模型设计10kV架空线路和电缆线路，开关CB23和开关CB31间的范围内容来设计电缆接线方法，除了这种线路设计方法，部分线路采用架空接线方法，该方法包含加载/ der接口，并且在线路上的任何范围能够设置故障。

2.2智能终端装置

（1）数据收集和监控作用（SCADA）。在配电站的正常运行中，该系统常常起着遥控、遥测、遥信的作用，它可以监测配线线路上的开关和工作状态，还可以接收远距离的信息指令，从而处理开关的分合情况。

（2）检测短路故障的作用。通过采集监测开关的保护电流，智能终端可实现冷启动检测，既能避开大容量电动机产生的电流冲击现象，又能规避线路上变压器的误报，从而降低发生误报警的几率。

（3）分布式智能控制。智能化终端之间的信息量可以对等通讯，自动定位出现问题的具体范围，形成不依赖于主站就可以实现问题范围的隔离，以及非问题范围的正常供电恢复。

（4）交流职能。能合理配置不同行业标准的数据通信规约，实现智能终端与配电自动化主站及不同智能终端之间的数据通信。

2.3对等通讯系统

在对等通信系统中，主要是与智能终端和控制中心的配电站相连，在对等通信的建设初期，主要采用自动化通信技术包括光纤大环网、电力载体和串行通信。然而，在这个通信系统中，不同终端的数据无法交换。而农网配电自动化系统则能实现不同终端的数据交换和通信。其关键作用是完成智能终端与配电自动化主站之间的通信互通，也能保证不同智能终端之间的对等通信。该系统可将配站信息、控制指令和智能终端手机在日常运行过程中的监控信息上传给配电主站，从而使配电站实现远程通信、自动化遥测和远程控制。为实现智能终端的分布式 FLISR，在馈线问题出现的情况下，保证了智能终端之间的对等通信，并将智能终端的分布式故障处理过程和最终处理结果上传到主配电站。

为了保证各 STU与某几个开关之间都能进行对等通信，使它们彼此组成一个通信网络 EPON，而 STU通过利用网络 EPON实现对信息内容的交换，从而完成对自动控制的功能。

（1）ONU。当使用KB-3128系列中的键桥通信时，在对等通信网中使用 ONU的过程中，其主要作用如图4-6所示，在该系列中，ONU有2路 EPON口，这样对上下行1.25 Gbps传输速率进行保证，并可实现上下行1.25 Gbps传输速率。与此同时，ONU系列仍然支持 IEEE 802. IQVLAN端口。

（2）OLT。本系统主要采用键桥通信KB-3100 IU系列 OLT，OLT配置4路 EPON口，這样可以实现上下行1.25 Gbps传输速率，保证 OLT的传输速率达到29公里。与此同时，OLT系列支持按照以太网类型划分的 PON端口和 IEEE 802. IQVLAN。

2.4配电自动化主站

在配电网中整合的信息及进行处理均在配电网主站中完成，通过对智能终端上出现问题出现的特征量的固定参数，其中可以作为电流整定参数，而且可以对相关员工的配电网运行进行全面监控，从而实现不同高端应用。但配网自动化主站并没有直接利用分布式 FLISR的操作环节，只是对最终接收 STU的 FLISR的最终结果负责，可以把它的作用分为以下几个方面：

（1）对配电系统终端信息内容进行整合和处理。其配电信息主要包括电流、电压、功率、状态等相关信息，处理过程主要是指 FA对 FLIR的最终处理。

（2）发出遥控指令。配电网自主站能够将相关的远程指令发送到配电网终端，使配电网终端完成负荷传递和分维系统的功能。

（3）时间调节。配电网自动化主站可将一对指令发送到范围内的智能终端，使智能终端在完成 STU后与通信主站的时间统一。

（4）远程维修。配电网自动化主站可发送远程维护指令，从而实现远程维护等配置。

（5）具有人机交互功能。配电网自动化主站具有修改时间、显示数据、设计调试、控制指令发布、显示信息等功能。

2.5开关设计

当设计开关时，它主要是采用接触器进行设计处理的方法，以便使线路不处于分段状态，并将设计重合器与断路装置和分段开关有不同的选择方式，设计实验操作台，从而完成开关操作，例如分/合闸。将电压感应装置和电流感应装置全部安装到对开关位置上，以便在开关位置不同的情况下测量三相电压和三相电流，即使开关位置不同。

结论：

综上所述，农业配电网络自动化建设不仅要满足农电生产的实际需要，而且必须满足生产、运行和服务的基本要求。随着电子技术、计算机软、硬件、通信技术的发展，农网将会有越来越多的新技术被应用到农网中，自动化技术将逐渐成熟，相关标准规范将用于指导农网自动化建设，为农网安全高效运行提供技术保障。

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