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基于环网柜FTU的馈线自动化实施思路

??发布日期:2016-6-22


张晋华广东蕉岭县供电局(514100)

摘要:该文简要叙述了蕉岭县城区配电网的现状,介绍了在此基础上实施配电自动化所涉及的通信系统、主站和子站系统工程的内容和实施后要达到的主要功能。


随着蕉岭县工农业生产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环网柜的环形配电方式,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蕉岭县城区配电网结构概况

目前,蕉岭县蕉城10kV配电网由220kV蕉岭变、110kV兴福变、110kV文福变三座变电所同时向蕉城城区供电,其中220kV蕉岭变:有城南甲线F2、城南乙线F3、城北甲线F7、城北乙线F6共四回;110kV兴福变:城东线521、城中线537、城西线532共三回;110kV文福变:有城东线521一回。结合城网建设改造和标准化工作,城区全部实现了多电源点供电和“手拉手”供电,10kV电源容量及分布点合理,并满足“N-1”要求;10kV主网架已形成,主干线或主支线具备相互联络的条件,供电能力可满足一定时期的负荷增长和负荷转移的需要。配电网一次开关设备等各种电力设备符合标准,为配电自动化的实施打下了坚实的基础。

2配电自动化内容

根据《配电系统自动化规划设计导则》对配电自动化的定义为:“配电系统自动化是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、?;?、控制、用电和配电治理的现代化?!庇纱丝梢钥闯?,配电系统自动化是一个信息集成系统,包括了和配电网有关的所有治理和控制功能。配电系统自动化(DAS)分为三个部分:配电治理系统(DMS)、配电自动化系统(DAS)和配电需求侧治理(DSM)。

3馈线自动化的实施思路

馈线自动化是配电自动化系统一个非常重要的功能,在国内目前这方面的技术还不够成熟,而且需要投入大量的资金。因此,在现阶段还不适合于较大范围实施配电自动化。就蕉岭县而言,可以选择网络架构相对较为完善的110kV兴福变的10kV城东线和城中线作为试点,做出可行的配电自动化方案,提交上级部门审核后实施。

3.1馈线自动化的实现方式

(1)采用具有就地控制功能的线路自动重合器和/或分段器,实现配电线路故障的自动隔离和恢复供电的功能,无远方通信通道及数据采集功能。

(2)采用远方通信通道,具有数据采集和远方控制功能的馈线自动化。该系统除一次设备外,还包括配电远方终端(FTU),通信通道,电流、电压传感器,电源设备等,实现配电线路故障的自动隔离和恢复供电的功能。

3.2系统结构的选择

基于环网柜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。

由于试点的线路监测数量少,可以建设一个配电子站来完成馈线自动化功能,并转发给调度自动化系统(见图1)。

3.3基于FTU的馈线自动化系统组成

馈线自动化系统是由配电主站系统、配电子站系统和一系列户外测控终端(FTU、TTU等)及通信系统组成。

3.3.1配电主站系统

配电主站系统设在供电局用电调度所,对蕉岭县城区配电网进行实时监控和调度。目前,我局使用的NSA5000调度自动化系统,是基于Windows2000操作系统,商用数据库治理系统,采用标准的智能扩展卡采集数据,应用Client/server模式和分布式处理技术实现的SCADA/EMS系统。全部程序均采取面向对象的方法设计,将SCADA/FA/AM/FM/GIS、配网高级应用软件(DPAS)等各子系统有机地结合在一起,作为人机交互的窗口完成SCADA系统的基本功能,还具有治理信息系统、地理信息系统、设备治理系统、大宗用户治理系统、操作票生成系统、自动电压调节系统及多种?;さ慕涌诘裙δ?。

3.3.2配电子站系统

配电子站系统设在各变电所内,假如有信息需要送至主站,则通过变电所的远方终端RTU把环网馈线自动化的FTU的信息传送到主站系统。它将变电所RTU和馈线FTU采集各种现场信息中转或上传给配电自动化主站的通信处理机,同时也将开关的??孛罨蛞恍┎问腿肱涞缰斩薋TU、TTU及电量采集装置。

3.3.3一次设备

(1)环网柜、负荷开关:目前,我局选用型号为XGW-12/T630-25户外高压环网柜,此类环网柜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,配套安装在环网柜内。

3.3.4FTU

FTU是馈线自动化系统的核心设备,其性能要求主要有:①遥信功能;②遥测功能;③??毓δ?;④统计功能;⑤对时功能;⑥事件顺序记录;⑦事故记录;⑧定值远方修改和召唤;⑨自检和自恢复功能;⑩远方控制闭锁与手动操作功能;⑾远程通信功能;⑿电能量采集;⒀微机?;?;⒁故障录波。以上功能可结合自身实际要求选择配置。

3.3.5馈线自动化通信系统的实现

通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带,主站与终端设备间的信息交换可借助可靠的通信手段,将控制中心的控制命令下发到各执行机构或远方终端,同时将各远方监控单元(RTU、FTU、TTU等)所采集的各种信息上传至控制中心。通信方式有:光纤通信、配电线载波、有线电缆、无线扩频、借助公用通信网等多种。通信方式应根据使用场合,按照安全、可靠、实用、经济的原则合理选择。

(1)子站到主站层通信

从变电所到配电自动化主站的通信,借用已经铺设的调度单模光缆通道。

(2)子站和FTU通信

由于子站与FTU形成的通信网络之间,各个通信节点的距离不超过3km,因此,可使用多模光纤,构成子站与FTU之间的自愈双环网。

(3)主从FTU之间的通信

由图1可知,我县城区电网采用环网柜的环形配电方式,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与配变总集中器通信

从FTU到配变总集中器采用标准的RS232接口,从总集中器到各配变台上的配变仪和抄表集中器采用屏蔽双绞线RS485总线方式,从抄表集中器到采集装置采用低压载波通信方式。

4馈线自动化功能

在10kV环形电缆配电网络中采用环网柜加装FTU,和设置配电自动化系统是实现馈线自动化的一种方式。在各环网柜上的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,并向环网柜的负荷开关自动发??孛?,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结论

配电自动化系统,最重要的也是最实用的功能要求系统对各分段的故障能够自动进行故障定位,实施故障隔离和对非故障段线路及早恢复供电,以提高供电可靠性。但配电系统自动化工程涉及的面广、量大、投资高,必须以技术进步为前提,以科学治理为基础,全面贯彻国家的技术经济政策,做到经济合理、安全适用,开展试点工作,并在总结经验的基础上,逐步推广,分步实施。


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