配电自动化工程中常见问题及处理论文

浅析配电自动化工程中的常见问题及处理配电系统馈线自动化的重要内容之一，就是要迅速清除故障、隔离故障区段，尽可能快地恢复非故障区域的供电，以最大限度地提高供电可靠性。

本文提出几个原则：以停电范围最小、停电时间最短为控制的最优目标；分层控制，凡是能就地完成的事情，就地完成；局部故障局部处理，集中控制和分布式控制相结合的原则。

一.网络式保护和控制技术
城市配网一般采用辐射型结构的线路，在经过城网改造后，构成手拉手的双电源环网结构，有时会采用多电源网络结构形式。

但网络一般均会采用开环运行的方式，网络中设置一台或几台联络断路器，平时处于开断状态，联络断路器两侧线路用一台或几台重合器分段。

根据选用的分段开关和联络断路器的种类不同，采取的自动化方案也不一样。

当采用负荷开关（或断路器）时，线路上的任何一点故障，都需要变电站出口分段器跳闸，以清除故障。

当线路末端故障时，也会造成对线路前段和中段负荷的不必要的影响。

当采用分段器与重合器配合时，如果保护能够互相配合，故障可就地切除。

但是，城市配电网中，由于线路距离较短，级联开关比较多，用传统的电流和时间级差配合实现起来很困难。

为解决这一难题，本文介绍了一种基于网络通信的高速数字式纵向逻辑保护方案，以实现配电线路保护的完美配合，确保线路任何地方发生故障时，开关都能有选择性地、快速正确动作。

该方案的主要思想是：干线采用重合器，分支采用分段器，干线开关的保护在故障时互相通讯，根据级联关系，在感受到故障电流的开关中进行仲裁，让离故障点最近的开关速断跳闸，其余开关转为后备。

仲裁是基于各保护的“启动状态”，因此只需要简单的数字通讯，对纵向级联的各保护的“启动状态”进行逻辑比较。

对于主从式通信网络，各从站互相之间不能直接通信，可以在每个环网中设置一个转发和仲裁单元（也可以称为保护子站），负责本环网中各开关保护的保护状态信息的收集和仲裁。

同时仲裁还是基于本网络的拓扑结构的，因此保护仲裁单元将保留有各开关的连接关系及当前合分闸状态。

线路上的开关可以是重合器，也可以是负荷开关，这两种方式在故障处理时有所区别。

采用重合器时，利用数字式纵向逻辑保护技术，短路故障由靠近故障点的电源侧分段器在变电站出口及其它分段器动作之前迅
速清除，并根据需要可设置一次或多次重合闸功能。

然后子站（或主站）收集各ftu信息，根据故障情况下发有关开关操作命令，10 s内完成故障隔离与非故障段转供电。

采用负荷开关时，利用数字式纵向逻辑控制技术，短路故障由电源侧变电站出口分段器清除后，可以赶在变电站出口重合闸之前由靠近故障点的电源侧负荷开关将故障隔离，保证一次合闸成功，然后子站收集各ftu信息，根据故障情况下发有关开关操作命令，10 s内完成故障隔离与非故障段转供电。

使用本技术可以使故障停电范围最小、停电时间最短。

二.三层控制结构及关系
故障清除和故障区段前的隔离利用数字式纵向逻辑保护技术由终端层完成。

主站负责跨区域的故障处理，同时可以对子站的处理结果进行优化，也作为子站的后备。

三．集中控制和分布式智能的结合
集中控制就是在故障后，子站（或主站）收集所有终端的信息，再经过网络拓扑分析和计算，确定故障隔离和恢复供电方案，下发命令，让终端执行。

为了提高控制的可靠性，这里介绍一个分布式智能的概念。

它可以在两个层次上来表述：不依赖子站和主站，终端之间利用对等式网络，相互之间通讯，了解相邻开关的信息结合自己的状态，判断故障位置，自己作出分闸或合闸的决定，达到隔离故障和恢复供电的目的。

不依赖子站、主站和通讯网络，完全依靠每个终端自己检测开关状态、两侧电压以及流过开关的电流及其它一些信息，自己作出分闸或合闸的决定，达到隔离故障和恢复供电的目的。

将集中控制和分布式智能有机结合，采用集中控制为主、分布式智能为后备的方案。

在通讯和控制中心（子站或主站）的计算机系统都正常的情况下，采用集中控制策略。

控制中心不正常甚至通讯也不正常的情况下，自动使用分布式智能。

特别是对于一些非重要分支负荷，和自动化程度要求不高的地
方，可以不上通信，完全可以利用分布式智能，实现分支或局部故障的自动隔离，保证主系统的正常供电。

1.系统集成
包含两个方面的意思：一是控制中心的各种自动化系统通过计算机网络互联、集成。

另一方面是各种自动装置和系统与配电自动化系统的子站和终端层直接相联。

2.在控制中心与其他自动化系统互联
系统之间通过路由器和交换机进行网络连接。

在这种网络物理连接方式下，数据交换可采用程序级数据交换和数据库级数据交换两种模式。

程序级数据交换是两个不同的系统运行各自的通信程序，接收对方通信程序发来的信息并向对方的通信程序发送对方所需要的信息；数据库级数据交换时系统之间以约定的数据格式（结构）将数据定时写入关系数据库中，系统之间通过关系数据库读取共享数据。

3.与变电站综合自动化系统之间的集成
配电网自动化系统需要对变电站进行监控，而且要对变电站出线分段器进行遥测和遥信和遥控。

配电网自动化系统与变电站综合自动化系统可采用如下几种集成方式。

1)配电网自动化系统与调度scada实现接口，配电网自动化系统实时接收调度scada转发的变电站出线的实时信息，实现变电站出线的遥测、遥信功能，并借助于地调向下转发遥控命令。

2)配电网自动化系统在子站处与变电站综合自动化系统直接进行连接，实现遥测、遥信和遥控功能，变电
站同时与两个系统通讯。

3)配电自动化系统主站直接接管对66 kv 变电站的监控，所以变电站直接与配电主站通讯，由配电主站向地调scada转发数据。

当变电站自动化系统是综合自动化系统时，可以在后台与子站局域网直接互联，新建变电站更进一步可以将变电站的监控系统后台与配电自动化系统的子站系统合二为一。

4. 与配变监测、用户抄表系统的集成
配变监测和用户抄表系统处于系统底层，监测点多，实时性要求不高。

一般先在底层按小区域联网，再通过配电监控系统主通道向主站转发。

配变监测装置（ttu）一般可以先用rs485等现场总线互联或用音频电缆（双绞线）通过专线modem互联。

可以有两种方法向上转发：一，通过安装在ftu处的通讯装置，以独立的通道向上转发，不与ftu打交道；二，将现场安装的ftu作为中转单元，它收集ttu的数据，并通过ftu通讯的主通道向上转发。

在线路上使用光纤通讯时，往往在ftu处使用多通道的光端机，它不但可以传送ftu信息，而且可以用剩余的通道分别传送ttu的信息、低压抄表信息以及必要时的保护信息，这种情况下方法一更好。