配电自动化与10kV智能化开关

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配电自动化系统在10KV配电网中的应用

网所辖全部开闭所、部分柱上开关进行监控，既完成
维普资讯
专题：算机与信息技术计
每个工作站内以单片机为主的远方控制终端（）Ｒ完成。通信信道则是连接主控端和被控端
的网络结构。序由网卡生产厂家提供。
快速恢复供电。同时，全部配电变压器运行状况对
集成，实现在地理信息背景下配网正常运行时和系统检测、控制配电管理、用户管理及事故情况下的检测、保护和故障自动定位、隔离、网络重构等功能的
自动化系统。
进行检测，并形成配电变压器负荷曲线。
步到位。使整个软件系统不仅包括遥信和遥控功
能，也包括基本的遥测功能等模块，以利于将来的硬件扩充。该地区的配电自动化系统的软硬件设计主要包括以下几个方面的内容：１）监控系统总体及硬软件设计；２执行端硬软件设计；）３通信信道设计。）
１总体设计思想
配电自动化系统总体框架可以分为三部分：主
控系统（监控端）通信信道和被控系统（、执行端／远程终端）。主控系统作为人机交互窗口，完成各种图
形显示、系统维护、设备管理、报表打印与其他信息交换等功能，具有对可控装置的调控作用。被控并系统主要完成遥信量的采集、遥控的执行等功能，由
简单介绍，并且给出了相关的原理图以及硬件组成框图。
关键词：电自动化配ＲＴＵ通信通道
ＴｈｅＡｐｉａｉｎｆＤｉｔｉｕｉｎＡｕｏａｉｙｔｍｐｌｃｔｏｏｓｒｂｔｏｔｍｔｃＳｓｅ

浅谈10—0.66KV的配电设备的自动化研究

浅谈10—0.66KV的配电设备的自动化研究摘要：随着各种电子方面的高性能技术的出现，越来越多的新设备新功能新理论的出现，电网也要求更加有保证的供电以及经济性与安全性，电力系统的改革是势在必行的大趋势，而其中配电设备的自动化就是该课题的一个非常重要的方面。

本文就10-0.66KV的配电设备的自动化应用进行研究，希望可以为以后的配电设备自动化提供一些参考与借鉴。

关键词：配电设备设备自动化10-0.66KV 变电所随着计算机及通信技术的迅速发展，配电自动化建设的大量的工作量，现有的人力等资源已经面对这些有了很大的压力，作为配电的长远考虑就必须针对配电实施自动化的开发与研究，从而提高工作效率以及工作方式。

1、配电设备的自动化现状在很多工业发达的国家，他们非常的关注配电设备的自动化，对于设备的效率、安全等特性的研究非常的认真与到位，而我国以为工业技术的起步比较的晚，而且经济基础建设也不是很发达，缺乏专业的知识基础和这方面专业的人才导致在这个方面不是很重视，但是随着市场经济的不断发展以及设备的日益增多与复杂，市场需求的日益增大，设备环境越来越恶劣，配电设备的自动化改造已经是非常迫切要解决的问题，这个改进对我国的配电结构也是一个很大的进步与变革。

2、配电设备的自动化的意义配电自动化其实就是一个综合的信息化管理系统，配电设备的自动化可以保证配电网在正常的情况采集与监控设备的运转情况及数据，在出现鼓掌的可以自动发出报警，最大程度上提高了设备的智能型与可靠性。

但是随着电子化的发展进程，越来越多的新兴技术及设备的出现，配电设备可以改进的更加的科学，安全与灵敏。

它主要包含了计算机技术，网络技术，数控技术，设备终端以及系统管理，它最终的目的就是为了提高配电的安全性、可靠性，降低人为的操作，提供工作效率。

配电终端就是我们窄义上的配电设备，它是实现配电设备自动的主要环节，配电设备的自动化主要需要实现的功能有监控，采集数据，通信、控制以及报警等。

配网自动化开关故障原因及处理措施

配网自动化开关故障原因及处理措施摘要：文章首先介绍配网自动化故障处理技术的意义，通过10kV龙庆线跳闸故障案例分析故障原因及存在的问题，最后提出了配电网自动化开关故障处理措施。

关键词：配网；自动化开关；故障分析；处理措施引言配网自动化开关不仅包括各种动作开关、传感器等，还涉及配网运行中的保护装置和通信设备，是配电调度和智能管理的重中之重。

受环境因素、技术因素等影响，自动化开关运行过程中很容易出现装置老化、零件损坏等造成的误动、拒动等，造成配网安全系数大打折扣。

必须结合具体问题开展配网自动化开关的科学保护和有效运维，以延长配网自动化开关的使用寿命，提升其安全效益和经济效益。

1 配网自动化故障处理技术的意义配网自动化主要是应用电子技术、通信技术、计算机技术自动控制技术以及新型的高性能配电设备对配电网进行监管，保证配电网能够处在安全、高效率的运行状态。

配网自动化故障处理技术作为当前智能信息化时代的产物，能够使用自动化技术检测出配电网中的故障，并对故障进行分析和研究，除此之外，还会在故障严重时发出警报信号，自行对故障进行初步限制，能够避免故障继续扩散。

这种技术能够为用户提供可靠性较高的供电服务，从而降低处理事故的时间，进一步提高企业的经济效益。

不仅如此，还可以对配电网的稳定进行充分保障，如果配电网产生故障，配网自动化故障处理技术也能够缩小故障范围，对配电系统的工作效率进行提高。

2配网自动化开关故障分析2. 1 故障概况配网自动化开关使用过程中非常容易出现由开关老化、人为操作失误、恶劣环境影响等造成的电力故障，严重时甚至造成大面积断电。

2021年03月15日***局35kV***站10kV龙庆线跳闸。

2.2基本信息2.2.1故障基本信息：2.2.2故障涉及自动化开关基本信息：2.3接线方式接线方式如图1所示。

图1 接线方式3.自动化终端定位情况3.1沿线开关保护配置情况10kV龙庆线主线第一分段开关#25塔25T1开关投入电压时间型逻辑功能；办表支线在主干线#28塔处T接，办表支线#45塔45T1开关、#83杆83T1开关投入电压时间型逻辑功能。

10kV智能配电自动化终端应用分析

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＯｆｌ０ｋＶＳｍａｒｔＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＴｅｒｍｉｎａｌ
Ｇ“ Ｘｉａｏｗｅｉ
（ＤｏｎｇｇｕａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｏｎｇｇｕａｎ５２３３２６，Ｃｈｉｎａ）
ｌｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｅｗｄｅｓｉｇｎｏｆｓｍａｒｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎｔｅｒｍｉｎａｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＩｔｃａｎｄｅｔｅｃｔｐｈａｓｅｔＯｐｈａｓｅｆａｕｌｔｓａｎｄｇｒｏｕｎｄｆａｕｌｔｓａｎｄｇｉｖｅｗａｒｎｉｎｇｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｃａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎ的汇集。提出了一种新型智能配电自动化终端的设计方案，不仅可以检测和指示短路以
及接地故障，还可以实时监测线路的正常运行情况和故障发生过程，其故障定位及在线监测系统还可以提供
０引言

配电自动化解决方案 - HUAWEI

南京金智远维配用电自动化有限公司<<<<<<< Linkbar star>>>>>>><<<<<<< Linkbar end>>>>>>>tabRegion_start<<<<<<<tab title starting>>>>>>行业解决方案技术解决方案成功案例<<<<<<<tab title ending>>>>>>><<<<<<< 背景/挑战_start>>>>>>>配电自动化解决方案我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果，长期以来配电网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立，配电网的薄弱环节显得越来越突出，形成了与电网建设不协调的局面。

配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术也是配电自动化的重要组成部分。

华为携手金智远维共同打造配电自动化解决方案，构架完整的通信网络，支持在线预警、实时监控，实现故障快速定位及自愈，通过对负荷的监视，有助于调度端削峰填谷，从而大大减少停电时间，降低线损，提高供电质量。

配电网自动化解决方案是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。

该方案如下：其中金智远维提供主站软件、配电子站及终端xTU，华为提供通信设备及网管系统，互补性强、合作契合度高。

配网自动化

1配网自动化广州电力局10kV架空线路大量采用了SF6柱上开关。

这种柱上开关虽然能提高配电网的供电可靠性，但它无法判断瞬时性和永久性故障，跳闸后不能自动重合，而各个柱上开关的跳闸电流和时间无法配合，对于瞬时性故障，反而扩大停电范围，增加客户停电时间。

为了进一步提高配电网的供电可靠性，1999年广州局引入配电自动化系统，经技术经济比较，采用配电自动化系统的初级阶段——电压型馈线自动化，并在110kV江村变电站10kV馈线（架空线）F6试运行（辐射网）。

2 配网自动化系统的基本概念配电自动化系统是通过自动或手动方式，遥控和监测高压配电线上的开关设备和线路参数，以便实现自动隔离故障区间，以最佳的方式恢复非故障区域供电，为用户提供经济、可靠、稳定的电力供应。

配电自动化系统分三个阶段实施：馈线自动化、遥测遥控自动化、计算机辅助配电自动化。

第一阶段一般采用电压型馈线自动化设备，由PVS（柱上真空开关），SPS（电源变压器）、FDR（故障搜查控制器）、FSI（故障指示器）组成。

具有自动隔离故障区间，恢复非故障区域供电的功能。

第二阶段在第一阶段的基础上，增加RTU（带检测功能的遥控终端单元）和通讯设备，实现各柱上开关的监控功能（遥控、遥测、遥信、遥调）。

第三阶段在第二阶段的基础上，完善配电自动化调度端，实现配网的全面计算机管理。

第二、第三阶段需要有可靠的通讯手段支持，这方面投资大，而第一阶段投资小，见效快。

3 电压型馈线自动化3．1电压型馈线自动化设备工作原理及整定（1）PVS（柱上真空开关）具有失压瞬时脱扣功能，并能够与控制器配合实现自动合闸。

（2）FDR（故障搜查控制器）PVS的控制元件，有两个时间参数需要整定。

X时间：真空开关的自动合闸时间，指从柱上开关电源侧有压至该柱上开关合闸的时延。

X时间整定范围：7×N（s），N＝1，2，3， (12)Y时间：故障检测时间，指柱上开关合闸后，若在未超过Y时限的时间内又失压，则该柱上开关分闸并被闭锁在分闸状态，待下一次电源侧有压时不再自动重合；若超过Y时限，柱上开关可以进行再一次重合。

10KV配电线路自动化的技术分析

１概述
量，降低了线路运行的成本费用；最后，技术人员在配电网运行过程处于合闸位置，监控中ｔＬ，查询到ｕ上报数据，Ｋ１ｉ￣Ｉｒ＜３报送故障电中通过不断调价与监控可以有效的提高线路运行的经济效益，实现流信号，其余无故障电流。３．６监控中心综合上报信息，判定故障段在Ｂ处，发遥控命令使了无人或少人值守，保证了电力输送的质量。２．３配电线路自动化能够对线路故障进行分析、定位、隔离与恢ＦＴｒｕ操作开关Ｋ３、Ｋ４分闸，Ｍｏｄｅｍｓｃｉｅｎｃｅ故障区间恢复供电。４系统实现的功能及特点复在配电网运行过程中往往会出现一些停电的情况，然而当发生监视配网运行工况，实现ｌＯｋＶ变电所的开关位置、继电保护、电流、功率、有功和无功电度量的远方监视，优化配网运行方故障之后，我们应该采取怎样的措施来恢复电力的正常输送，这是电压、快速发现故障和异常，快速隔离故障区段，恢复非故障区域供馈线自动化的主要工作内容。在实际工作中，配电线路自动化技术式；电，减少停电时间、停电面积；合理控制无功负荷、电压水平，改善电可以在很短的时间内对故障进行定位、分析、隔离并恢复。实现对配网进线开关位置、母线电压、线路电流、有功、无功（１）在设置配电线路的过程中，技术人员需要在线路上设置一压质量；当ｌＯｋＶ电网运行出现异常时，能够自动记录故障参个故障指示器，当线路出现故障时，通过检修人员将线路故障查找电度量的监视；出来，利用开关设备将故障区域与非故障区域直接隔离，通过维修数。结束语之后恢复电力的正常输送。这种方式必须要在停电的状态下进行，配电自动化技术已经比较成熟，随着电网自动化技术的发展，并且停电时间较长，直接影响到人们的生活；集断路器、传感器、ＦＩ＇ｕ和通信设备为一体（２）通过智能化的开关设备来将故障区域自动隔离，并通过自自动化设备功能越来越，性能可靠，通过对配动维修来恢复电力的正常输送。这种方式具有一定的自动化特点，的配电线路自动化开关可供选择的型号很多，

10KV配电线路自动化的技术分析

M oder n sci ence 今日科苑·G O N G C H EN G JI SH U工程技术10KV 配电线路自动化的技术分析◎梁锦维（广东电网公司江门恩平供电局广东恩平529400）摘要：随着我国经济的持续快速发展，社会用电需求持续增长。

怎样确保向用户不间断地供电，从而保证电网的安全稳定运行，是本文论述分析的重点。

文章介绍了10kV 环网配电自动化的集中智能模式，指出了集中智能模式存在的一些固有缺陷。

提出了重合器的实用方案。

保障非故障区段的正常供电，从而可提高配网供电的可靠性。

关键词：10kV 配电线路；配电自动化；技术分析一、前言配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用，原来的配电网大多采用放射型供电方式。

现已不能适应社会经济发展和满足用户供电质量要求，因为一旦在某点出现线路故障，便会导致整条线路停电，由于无法迅速确定故障点而使停电检修时间过长，降低了供电的可靠性。

为此，现在供电网广泛采用环网接线，正常运行时联络开关为断开状态，系统开环运行；当某一段出现故障时，可以通过网络重构，使负荷转移，保证非故障区段的正常供电，从而可提高配网供电的可靠性。

二、10KV 配电自动化（一）配电自动化内容介绍1、馈线自动化。

馈线自动化系统可完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。

2、变电站自动化。

其基本功能有数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、信息交换。

3、配电管理系统。

主要功能有：数据采集和监控、配电网运行管理、用户管理和控制、自动绘图、设备管理、地理信息系统等。

4、需求侧管理。

通过一系列经济政策和技术措施，由供需双方共同参与的供用电管理。

（二）配电自动化的必要性为提高供电可靠性，有必要提高电网的自动化水平，实现配电自动化的基本功能，提高配电网的运行管理水平。

提高供电可靠性，减少停电的时间和面积，改进供电质量，降低运行费用，使调度员能监视10kV 电网的运行情况，进行合理的调度，提高经济效益，减少人力，避免大量重复性工作。

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0 引言
随着我国电力供需矛盾的缓和，电力市场由卖方市场逐步转向买方市场。由于我
国城市供电网、配电网网架比较薄弱，城市配电网已经成为城市供电的一个瓶颈。为缓解这
一矛盾，近几年国家投入数千亿资金，在全国234个城市开展城网建设与改造工程，加强配
电网的网架建设，逐步建立环网供电、开环运行的供电模式，同时对配电网一次设备开关进
行改造和更新，这一切为实施配电自动化打下了良好基础。许多城市在城网改造的同时，为
了进一步提高供电可靠性，提高配电网运行管理水平，改善对电力用户的服务质量，正在开
展配电自动化示范工程。随着电力部门对配电自动化的需求越来越迫切，智能化开关的应用
需求已迫在眉睫。

1 我国配电自动化基本模式
根据我国配电网网络结构及行政管理体制的特点，配电自动化系统一般采用分层
控制处理模式，典型的城市10 kV配电自动化系统分为4层(见图1)。

根据配电网的规模和网络结构，配电自动化系统亦可以分为3层或2层结构。无
论如何，终端层是基础。终端层是由配电自动化终端和一次设备开关组成，主要完成数据采
集、故障检测与识别、对开关的控制等功能。

目前，配电自动化终端层大多由配电终端FTU和10 kV开关组成。FTU主要完成保
护、测量、控制、远动等功能，属于二次系统;开关是一次系统。通常，二次系统和一次系
统由不同厂家生产，但随着技术的发展，越来越多的电力企业要求一次设备开关和二次系统
统一起来，从整体设计出发，实现10kV一次设备开关智能化，从而简化系统内部接线，降
低成本，缩小体积，节省占地面积，节省电缆，减少现场安装调试工作量，降低系统运行费
用。10kV开关的智能化是今后配电开关发展的必然趋势。

随着我国加入WTO，国外10kV智能化开关必将冲击国内配电开关市场，“十五"
期间，国内配电开关每年需求量10几万台[1] ，为了增强国内10kV开关竞争力，提高一次
系统技术含量，电力自动化研究院正在与有关厂商合作开发10kV智能化开关。

2 配电自动化与一次设备开关
配电自动化与一次设备开关密切相关，配电自动化故障自动隔离和网络重构，都
是通过计算机对一次设备开关进行远方操作来实现。配电自动化数据采集和控制，也是通过
一次设备开关的相关接口来完成。因此，从配电自动化系统需求出发，对 10kV开关(包括
柱上开关和环网柜开关)有如下基本要求：开关具有电动/手动操作功能;具有直流电动、弹
簧储能操作机构，操作电源采用直流48 V/24V，容量要求尽可能小;开关应无油化、绝缘化、
小型化和低功耗;开关与电压互感器(TV)、电流互感器(TA)一体化设计，TV作为单相电源，
容量应为50VA～100VAI应装三相TA，且TA饱和度介于测量TA和保护TA之间;状态信号包
括开关分/合闸位置信号、弹簧储能信号、刀闸信号等;控制接口具有分闸/合闸外接的控制
接点。

另外，要求10 kV一次开关应在操作机构、操作电源方面有所创新。若按传统的
方式，开关采用交流220V或直流220V作为操作电源，很难与配电自动化系统相协调。在环
网供电的配电系统中，馈线一旦出现永久性故障，变电站出线开关的保护动作，跳开电源侧
出线开关，导致整条馈线失电。在这种情况下自动隔离故障，进行网络重构，要对线路上的
分段开关和相关联络开关进行操作，显然，10kV开关的操作机构及操作电源若不进行改造
很难适应配电自动化系统的要求。

3 10kV智能化开关
3.1 智能化开关的含义
3.1.1 二次系统智能化
二次系统包括保护、测量、控制、操作、防误闭锁、故障录波、无功/电压控制、
通信、远动、信息处理等功能模块集成于一体，实现开关二次系统智能化功能。10kV配电
开关的二次系统相对简单一些，其智能化主要有以下几方面。

a.保护：10kV线路速断、过流保护、单相接地及重合闸等微机保护单元;
b.测量;对开关所连接线路进行高速交流采样，并计算U ，I，P ，Q ，COSφ以
及有功电量、无功电量、故障电流Ik检测与识别;

c.控制：开关的分闸/合闸，闸刀及电容器组的控制;
d.通信：对内各功能模块的通信，对外与上位机计算机通信;
e.远动：实现遥信、遥测、遥控、遥脉功能及通信协议的转换和信息传送;
f. 信息处理：统计、计算、报警、谐波分析、故障诊断、定位、隔离及重构等各
种信息分析处理技术。

3.1.2 开关本体的在线监测智能化
a.提高开关通断特性[2] ，通过智能化检测单元，实现开关主触头电压过零关合
和电流过零分闸，提高开关的寿命和性能，改善电网电能质量。

b.实施开关触头的行程、运动速度曲线、温升、弹簧机构工作状态等参数的在线
监测以及重要参数的变化趋势分析，可以实现开关故障预测;制定合理的开关检修策略，提
高开关动作可靠性和安全性，对延长开关寿命具有积极意义[3] 。

c.实现SF6开关的压力、真空开关真空度监测以及开关动作在线监测(开关分/合
闸次数，开关切断电流水平)。

3.2 开关智能化实现方案
当今先进的计算机技术、测控技术、新型的传感器以及现代化的通信技术为开关
的智能化奠定了基础。在各种电压等级开关中，10kV配电开关(柱上分段开关、联络开关、
环网柜)具备智能化的条件。以 10kV开关的保护、测量、控制、操作、故障检测与自动处
理等二次系统的一体化的开关智能化实现方案为例，其系统结构如图2所示。

智能化的各功能模块均采用微机检测技术，功能模块之间用CANBUS工业现场总线
相连接。 CANBUS具有高速、可靠的优点。通信介质是双绞线，总线最多可挂110个节点，
具有总线仲裁技术，支持多主式通信，通信协议标准化，信息传输可用短帧结构，这些特性
很适合于开关智能化的内部通信。智能化的通信控制器主要是完成内部通信、与上位机通信
和远动功能。与上位机通信可以用以太网方式或串行口通信方式，根据现场实际需求进行选
择。

3.3 开关智能化的几个关键技术问题
3.3.1 故障电流检测与识别
馈线自动化(FA)是配电自动化系统基本的功能，其故障自动处理主要判据是故障
电流Ik的信号。故障电流Ik的检测与识别是由开关智能化来实现的，如何准确、可靠、实
时地捕捉到故障电流信号，这是个关键问题。通常考虑因素有：①故障电流Ik整定值可以
人为设置，②故障类型为单相/相间故障;③故障持续时间△t;④采样速度与首端开关保护相
匹配;⑤故障电流方向(闭环运行情况要考虑)[4] 。

3.3.2 不间断供电电源
智能化开关必须提供不问断供电电源，这是配电自动化的特定环境要求，当配电
网馈线发生永久性故障时，馈线出线开关保护动作，馈线失去交流电源，这时智能化开关不
间断供电电源要对通信设备、智能化设备及开关操作提供直流电源，保证智能化开关正常工
作。不间断电源实现方案由充电器加长寿命、免维护蓄电池组成，当系统有交流电时，采用
浮充工作模式，一旦蓄电池深度放电，可以提供均充模式供电。

3.3.3 满足户外恶劣运行环境
智能化开关大多安装于室外环境，例如架空线柱上分段开关、联络开关、电缆供
电的组合式环网柜等。开关智能化设备要适应户外运行环境的条件：①宽温工作环境，温度
-40℃～+80℃，②潮湿的环境，湿度95%-100%：③抗干扰，包括雷电、涌流、强电磁场、
火花等，抗震，低功耗。

3.3.4 新型传感器技术的应用
开关的智能化与传感技术是分不开的，要提高智能化开关的可靠性、检测精度，
需采用新型的传感器、光电传感器、在线位移传感器、角度传感器、新型光纤温度传感器、
SF6压力传感器及检测真空度的传感技术。尤其是开关本体在线监测，传感技术成为制约其
发展的主要因素。

4 结语
10kV智能化开关在技术上涉及计算机、远动、通信、保护、测量、自动控制、传
感技术、机械等多方面学科，完善的智能化开关必须通过各专业人员的协调和单位之间的合
作才能完成。目前，10kV智能化开关的推广应用，受到现行行政管理体制的制约，一次系
统和二次系统是分别由不同部门管理维护，工程上分别招标。但是髓着智能化开关不断发展
成熟，10kV智能化开关必将是配电自动化系统基础层的发展方向，智能化开关作为配电自
动化不可缺少的组成部分，其市场前景非常广阔。