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基于環網櫃FTU的馈线自动化实施思路

??發布日期:2016-6-22


張晉華廣東蕉嶺縣供電局(514100)

摘要:該文簡要敘述了蕉嶺縣城區配電網的現狀,介紹了在此基礎上實施配電自動化所涉及的通信系統、主站和子站系統工程的內容和實施後要達到的主要功能。


随着蕉岭县工农业韩国19禁和人民生活用电日趋增长,电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高。电力系统任一点的故障可能影响和波及整个系统,甚至造成大面积的停电,给社会经济和人民生活造成重大损失和严重后果。因此,采用现代化手段提高供电自动化水平,即实施配电系统自动化,来提高供电可靠性和电能质量,也是不断促进电力事业迅速发展的必然趋势。本文结合我县城市配电网采用環網櫃的环形配电方式,就如何完善基于馈线经终端设备(FTU)的馈线自动化系统进行分析和探讨。

1蕉嶺縣城區配電網結構概況

目前,蕉嶺縣蕉城10kV配電網由220kV蕉嶺變、110kV興福變、110kV文福變三座變電所同時向蕉城城區供電,其中220kV蕉嶺變:有城南甲線F2、城南乙線F3、城北甲線F7、城北乙線F6共四回;110kV興福變:城東線521、城中線537、城西線532共三回;110kV文福變:有城東線521一回。結合城網建設改造和標准化工作,城區全部實現了多電源點供電和“手拉手”供電,10kV電源容量及分布點合理,並滿足“N-1”要求;10kV主網架已形成,主幹線或主支線具備相互聯絡的條件,供電能力可滿足一定時期的負荷增長和負荷轉移的需要。配電網一次開關設備等各種電力設備符合標准,爲配電自動化的實施打下了堅實的基礎。

2配電自動化內容

根據《配電系統自動化規劃設計導則》對配電自動化的定義爲:“配電系統自動化是利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術,將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制、用電和配電治理的現代化。”由此可以看出,配電系統自動化是一個信息集成系統,包括了和配電網有關的所有治理和控制功能。配電系統自動化(DAS)分爲三個部分:配電治理系統(DMS)、配電自動化系統(DAS)和配電需求側治理(DSM)。

3饋線自動化的實施思路

饋線自動化是配電自動化系統一個非常重要的功能,在國內目前這方面的技術還不夠成熟,而且需要投入大量的資金。因此,在現階段還不適合于較大範圍實施配電自動化。就蕉嶺縣而言,可以選擇網絡架構相對較爲完善的110kV興福變的10kV城東線和城中線作爲試點,做出可行的配電自動化方案,提交上級部門審核後實施。

3.1饋線自動化的實現方式

(1)采用具有就地控制功能的線路自動重合器和/或分段器,實現配電線路故障的自動隔離和恢複供電的功能,無遠方通信通道及數據采集功能。

(2)采用遠方通信通道,具有數據采集和遠方控制功能的饋線自動化。該系統除一次設備外,還包括配電遠方終端(FTU),通信通道,電流、電壓傳感器,電源設備等,實現配電線路故障的自動隔離和恢複供電的功能。

3.2系統結構的選擇

基于環網櫃FTU的馈线自动化,是采用配电自动化主站系统加FTU的方式。FTU和子站系统、主站系统的通信通道,可以由蕉岭县用电调度所和变电所之间的通信系统来完成。目前,蕉岭供电局已有完整的调度自动化系统和变电所自动化系统,有可靠的通信通道,配电自动化系统主站与子站之间的通道可以借用这个通道,因此,选择远方控制方式来实现馈线自动化,以节省再次铺设通信线路的投资。

由于試點的線路監測數量少,可以建設一個配電子站來完成饋線自動化功能,並轉發給調度自動化系統(見圖1)。

3.3基于FTU的饋線自動化系統組成

饋線自動化系統是由配電主站系統、配電子站系統和一系列戶外測控終端(FTU、TTU等)及通信系統組成。

3.3.1配電主站系統

配電主站系統設在供電局用電調度所,對蕉嶺縣城區配電網進行實時監控和調度。目前,我局使用的NSA5000調度自動化系統,是基于Windows2000操作系統,商用數據庫治理系統,采用標准的智能擴展卡采集數據,應用Client/server模式和分布式處理技術實現的SCADA/EMS系統。全部程序均采取面向對象的方法設計,將SCADA/FA/AM/FM/GIS、配網高級應用軟件(DPAS)等各子系統有機地結合在一起,作爲人機交互的窗口完成SCADA系統的基本功能,還具有治理信息系統、地理信息系統、設備治理系統、大宗用戶治理系統、操作票生成系統、自動電壓調節系統及多種保護的接口等功能。

3.3.2配電子站系統

配電子站系統設在各變電所內,假如有信息需要送至主站,則通過變電所的遠方終端RTU把環網饋線自動化的FTU的信息傳送到主站系統。它將變電所RTU和饋線FTU采集各種現場信息中轉或上傳給配電自動化主站的通信處理機,同時也將開關的遙控命令或一些參數送入配電終端FTU、TTU及電量采集裝置。

3.3.3一次設備

(1)環網櫃、负荷开关:目前,我局选用型号为XGW-12/T630-25户外高压環網櫃,此类環網櫃可以通过加装电动操作机构、控制器、测量单元、RTU和通信通道与主站连接,实现SCADA功能。负荷开关均采用真空式负荷开关。

(2)电压、电流互感器:使用电压、电流互感器装置,配套安装在環網櫃内。

3.3.4FTU

FTU是饋線自動化系統的核心設備,其性能要求主要有:①遙信功能;②遙測功能;③遙控功能;④統計功能;⑤對時功能;⑥事件順序記錄;⑦事故記錄;⑧定值遠方修改和召喚;⑨自檢和自恢複功能;⑩遠方控制閉鎖與手動操作功能;⑾遠程通信功能;⑿電能量采集;⒀微機保護;⒁故障錄波。以上功能可結合自身實際要求選擇配置。

3.3.5饋線自動化通信系統的實現

通信系統是主站系統與配電網終端設備聯接的紐帶,主站與終端設備間的信息交換可借助可靠的通信手段,將控制中心的控制命令下發到各執行機構或遠方終端,同時將各遠方監控單元(RTU、FTU、TTU等)所采集的各種信息上傳至控制中心。通信方式有:光纖通信、配電線載波、有線電纜、無線擴頻、借助公用通信網等多種。通信方式應根據使用場合,按照安全、可靠、實用、經濟的原則合理選擇。

(1)子站到主站層通信

從變電所到配電自動化主站的通信,借用已經鋪設的調度單模光纜通道。

(2)子站和FTU通信

由于子站與FTU形成的通信網絡之間,各個通信節點的距離不超過3km,因此,可使用多模光纖,構成子站與FTU之間的自愈雙環網。

(3)主從FTU之間的通信

由图1可知,我县城区电网采用環網櫃的环形配电方式,可选择主从FTU的总线方式来实现FTU相互间的通信,通信采用RS485现场总线。

(4)FTU與配變總集中器通信

從FTU到配變總集中器采用標准的RS232接口,從總集中器到各配變台上的配變儀和抄表集中器采用屏蔽雙絞線RS485總線方式,從抄表集中器到采集裝置采用低壓載波通信方式。

4饋線自動化功能

在10kV环形电缆配电网络中采用環網櫃加装FTU,和设置配电自动化系统是实现馈线自动化的一种方式。在各環網櫃上的FTU通信通道与配电自动化主站或子站系统相连。网络出现故障时,主站或子站根据FTU送来的信息,经过软件运算定位故障,并向環網櫃的负荷开关自动发遥控命令,以达到隔离故障和恢复供电的目的。在正常情况下,可实现运行电参数(包括对馈线、箱变等设备的电流、电压及电量等参数)的远方测量,设备状态的远方监视,开关设备的远方控制和有关定值的远方切换。根据监测点的电压和无功大小,控制电容器的运行状态,达到无功就地平衡,减少线路损耗。

5結論

配電自動化系統,最重要的也是最實用的功能要求系統對各分段的故障能夠自動進行故障定位,實施故障隔離和對非故障段線路及早恢複供電,以提高供電可靠性。但配電系統自動化工程涉及的面廣、量大、投資高,必須以技術進步爲前提,以科學治理爲基礎,全面貫徹國家的技術經濟政策,做到經濟合理、安全適用,開展試點工作,並在總結經驗的基礎上,逐步推廣,分步實施。


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