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淺談配電自動化

文檔作者：袁志勇		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月30日
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2012年2月瞳莉目蒜哺電力建設(shè)
淺談配電自動化
袁志勇
摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對配電網(wǎng)自動化提H{了更高的要求，配電網(wǎng)自動化成為了電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。本文介紹了電力工稃配電自動化實施
的日的，配電自動化的作用，配電網(wǎng)的規(guī)劃，并對發(fā)展配網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)注意的問題等進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：配闡；自動化技術(shù)：配電自動化系統(tǒng)
配電自動化是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
結(jié)合電力設(shè)備。把配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制與計量
與供電部門的1作管理有效地融合起來，提高供電質(zhì)量。與用戶建立更
密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價格滿足用戶多樣性的要求，企業(yè)的管理
更符合經(jīng)濟(jì)性。
l配電自動化實施目的
長期以來配電網(wǎng)建設(shè)在我國沒有受到重視，以致其結(jié)構(gòu)薄弱，供配
電能力低。隨著中國電力工業(yè)的發(fā)展，國家提出，要積極穩(wěn)步推進(jìn)配電
自動化的城網(wǎng)改造政策，配電系統(tǒng)自動化正從傳統(tǒng)的“多島自動化”走向
綜合優(yōu)化的系統(tǒng)集成。實現(xiàn)配電自動化的目標(biāo)可歸結(jié)為：切實提高電網(wǎng)
供電可靠性和電能質(zhì)量，實現(xiàn)配電管理自動化，為多項管理過程提供信
息的支持；提高城鄉(xiāng)電力網(wǎng)整體供電能力，實現(xiàn)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高管
理水平和勞動生產(chǎn)率，減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和各種損耗，為電力市場改革
打下好基礎(chǔ)。
2配電自動化的作用及問題
配電自動化包含了饋線自動化、變電站自動化、配電自動化及管理
系統(tǒng)這幾方面內(nèi)容。饋線自動化主要有運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、遠(yuǎn)方控制和就地
自主控制、故障區(qū)隔離等功能，以完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、
赦障隔離和嘲絡(luò)菱構(gòu)。變窀站自動化是指應(yīng)用自動控制技術(shù)、信息處理
與傳輸技術(shù)，通過計算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工對變電站進(jìn)行
監(jiān)控，測量和運(yùn)行操作的一種自動化系統(tǒng)。變電站自動化主要作用是數(shù)
據(jù)采集，越限和狀態(tài)監(jiān)視，開關(guān)操作控制和閉鎖，自動控制的協(xié)調(diào)和配合
等，變電站自動化使得傳統(tǒng)的變電站的運(yùn)行和監(jiān)控都縟到了很大的改
善。配電自動化及管理系統(tǒng)足通過利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)
及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集成配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、
地理信息構(gòu)成的自動化管理系統(tǒng)。配電自動化及管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電系統(tǒng)
在運(yùn)行中的監(jiān)測、保護(hù)、控制和配電管理。饋線自動化是配電自動化系統(tǒng)
的基礎(chǔ)，可利用饋線自動化逐步實現(xiàn)配電自動化，使饋線自動化起到以
下作用：
(1)縮小停電范圍，提高供電可靠性。通過“于拉手”或環(huán)網(wǎng)供電方
式，利用饋線自動化系統(tǒng)對配電線路進(jìn)行故障檢測定位、自動隔離故障
區(qū)段恢復(fù)對菲故障區(qū)段的供電，以最人限度地提高供電可靠性。
(2)降低電能損耗，提高供電質(zhì)量。通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和實時監(jiān)視運(yùn)
行狀態(tài)，減少線損，適時進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)帶及電容器切換。
(3)提高設(shè)備利用率，減少配電檢修維護(hù)費(fèi)用。正常運(yùn)行時對配電設(shè)
備、線路進(jìn)行在線監(jiān)測．發(fā)生故障時可對故障進(jìn)行自動定位，確定故障類
型，減少檢修維護(hù)費(fèi)用。
(4)節(jié)省總投資。改造線路可提高設(shè)各利用率，節(jié)省電力設(shè)施基奉建
設(shè)投資；實施饋線自動化提供信道、中心站設(shè)備等共享資源，擴(kuò)充如配變
監(jiān)控子系統(tǒng)、自動抄表子系統(tǒng)等配電自動化子系統(tǒng)，避免進(jìn)行重復(fù)投資。
配電自動化應(yīng)注意兩個問題：
①配電SCADA和GIS系統(tǒng)的集成。隨著DMS的發(fā)展，SCADA和
GIS集成的趨勢越來越明顯，SCADA系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)各自擁有獨(dú)立的數(shù)
據(jù)庫、人機(jī)界面和電網(wǎng)分析算法。SCADA和GIS系統(tǒng)的集成應(yīng)確保數(shù)據(jù)
的一致性和完整性，而GIS提供SCADA需要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和屬性數(shù)據(jù)，給
全系統(tǒng)圖形數(shù)據(jù)的唯一性提供了保證，SCADA系統(tǒng)向GIS提供配電實時
運(yùn)行的數(shù)據(jù)，確保GIS系統(tǒng)中配剛運(yùn)行顯示實時的數(shù)據(jù)。其中GIS直接
血向配電設(shè)備，擅長空問數(shù)據(jù)的處理、表現(xiàn)和查詢等，SCADA系統(tǒng)豐要足
對配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控錨以及安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度和運(yùn)行人員，若SCADA和
GIS在不同的數(shù)據(jù)庫上運(yùn)行時，則需要兩次輸入或維護(hù)。②故障清除、隔
離和恢復(fù)供電問題。迅速清除故障、隔離故障區(qū)段及恢復(fù)非故障區(qū)域的
供電是配電系統(tǒng)饋線自動化的重要內(nèi)容之一，這應(yīng)遵循集中控制和分布
式控制相結(jié)合的原則。以停電范圍最小、停電時間最短為最優(yōu)目標(biāo)。
3配電網(wǎng)自動化的規(guī)劃
配電自動化是一個龐大復(fù)雜、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含了電
力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。近年來，隨著電力
事業(yè)的發(fā)展，人類社會對電的依賴日益加深。我國電力系統(tǒng)自動化在發(fā)
電廠、變電站、高壓網(wǎng)絡(luò)及電力調(diào)度等方面都有較好的發(fā)展和應(yīng)用，但在
配電網(wǎng)絡(luò)方面比較滯后，主要是因為我國長期以來側(cè)重電源和大電網(wǎng)的
建設(shè)，使得配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)安全因素的狀況較多，造成了配電
網(wǎng)用電質(zhì)量及供電可靠性方面較難滿足要求。
配電網(wǎng)是電力建設(shè)的基礎(chǔ)，為所有用電用戶提供電能。電力部門通
過配電自動化系統(tǒng)為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。配電自動化的基本原
理足將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)線路通過分段開關(guān)把供電線路分割
成各個供電區(qū)域。配電自動化系統(tǒng)具有自動隔離故障的輸電線路以及恢
復(fù)對非故障線路繼續(xù)供電的功能。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生故障時，自動隔離故障
區(qū)域，對配電線路進(jìn)行故障檢測定位迅速對非故障區(qū)域因恢復(fù)供電，應(yīng)
用配網(wǎng)自動化技術(shù)，大大縮小了停電范圍，提高了供電可靠性以及供電
嵌薯}，§‘}疆}，9皓童}＆聾鼙舀∈謄業(yè)韭蠱婭鼙，9k警}‘藍(lán)}·§魯，§k，警}。苗}—§I}業(yè)謄毒k-．a(chǎn)k--alt：，÷kjk·9k·{；}聾業(yè)舀e{kj_f業(yè)j}·啦業(yè)業(yè)業(yè)jk兇}業(yè)業(yè)
鼓勵消費(fèi)者使用供用電，支持各種類型電源和儲能方式，激勵新產(chǎn)品、新
服務(wù)和新啊場的開發(fā)，供應(yīng)適合新時代需求的電能質(zhì)量，優(yōu)化調(diào)配資源，
提高運(yùn)作效率等。
(2)從組織結(jié)構(gòu)角度上而言，智能營銷體系一般可分為三個層面：智
能經(jīng)營、智能銷售、智能營銷自動化。智能營銷部分包括短、中、長三個層
面。短期又叫實時經(jīng)營，主要包括通信網(wǎng)絡(luò)、智能電表、電價信息交換、雙
向控制、電力制定、監(jiān)控、客服等應(yīng)用功能。中長期主要包括硬件和技術(shù)
升級、開發(fā)、風(fēng)險評估和資產(chǎn)管理等。
智能營銷以特高壓電網(wǎng)為依靠，以滿足需求為向?qū)?，利用智能電網(wǎng)
技術(shù)優(yōu)勢實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)企業(yè)互動，方便提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；同時結(jié)合分
布型能源、新能源和新型儲能技術(shù)，突顯靈活的電價機(jī)制．提高了能源的
利用率，從而達(dá)到電力資源優(yōu)化。新型智能營銷的目標(biāo)是實現(xiàn)市場全面
掌控，迅速的適應(yīng)市場宏觀與微觀波動因子，具有很強(qiáng)的可觀性和可控
性，可以解決特高壓電網(wǎng)跨區(qū)域的電力銷售問題，實現(xiàn)大區(qū)域的電力優(yōu)
化配置。
5結(jié)語
目前電力企業(yè)面臨著新的形勢，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，要想在電力市場
競爭中立于不敗之地，就必須認(rèn)清形勢、轉(zhuǎn)變觀念、積極創(chuàng)新，努力做垂；『_
服務(wù)營銷來提升供電企業(yè)的競爭力，以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效
益。促進(jìn)電力市場的持續(xù)、健康、穩(wěn)定地發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
’
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·219,
萬方數(shù)據(jù)
電力建設(shè)蠢村目蓑待2012年2月
關(guān)于電氣節(jié)能設(shè)計的分析
莊小花
(福建省二鋼集團(tuán)煉鋼J一)
摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，民眾的生活水平也日益提高，對能源的需求量越來越大。目前在我國電能的浪費(fèi)卻很嚴(yán)重，無論是供配電系統(tǒng)
還是用電設(shè)備，都存在著節(jié)能的巨大潛力。作為電氣工程人員，我們有責(zé)任在_[=作中做好節(jié)能設(shè)訓(xùn)．本文就從幾個方面對電氣節(jié)能設(shè)計淡談自己粗淺的認(rèn)
識，并在32000m‰制氧項目建設(shè)中做了電氣力面的‘忖能設(shè)計。
關(guān)鍵詞：電氣節(jié)能設(shè)計：有功損耗：功率因數(shù)：無功補(bǔ)償；高效光源；軟起動裝置
引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，能源的消耗
也在急劇增加，能源危機(jī)已成為當(dāng)今社會最受矚目的熱點(diǎn)問題之一，為
了今后的可持續(xù)發(fā)展，黨和政府已將節(jié)能降耗列為我們經(jīng)濟(jì)工作中的重
點(diǎn)，全社會應(yīng)大力推行節(jié)能工作。
1變壓器的節(jié)能
變壓器的節(jié)能就是降低其損耗、提高其運(yùn)行效率。
變壓器的損耗主要是有功功率損耗，有功功率損耗可用公式計算：
AP=Po+13ZPk
式中：△Pu變壓器有功損耗(kW)；Po一變壓器的空載損耗(kw)；Pk一
變壓器的短路損耗mw)；f3-變壓器的負(fù)載率(％)。
(1)P0為卒載損耗又稱鐵損，它是南鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組
成，其值與鐵芯材質(zhì)和制造工藝有關(guān)，而與變壓器的負(fù)荷大小無關(guān)，所以
設(shè)計變壓器時應(yīng)選用節(jié)能型的。在2012年3月投產(chǎn)的32000m3／h制氧建
設(shè)時我們選用了環(huán)氧樹脂澆注的SCBIO十式變壓器，這款變壓器的欽芯
采用優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁、低損耗冷軋晶粒取向硅鋼片制造，由于取向處理，使硅
鋼片的磁方向接近致，減少了鐵芯的渦流損耗；450全斜接縫步進(jìn)疊裝
結(jié)構(gòu)，使接縫密合性好，減少了鐵芯的漏磁損耗，有效地降低了空載損
耗。
(2)13：Pk為短路損耗叉稱銅損，取決丁變壓器繞組的電阻及流過繞
組電流的大小，它與負(fù)載率B、的平方成正比。對13：Pk用微分求它的極
值，在f3=50％時變壓器的能耗最小，因此在以往設(shè)計中變壓器的容量大
多按負(fù)載率為50％左右選取，以為這樣是最節(jié)能，其實并非如此。因為這
僅是從降低變壓器能耗的角度來考慮，而沒有考慮實際的綜合經(jīng)濟(jì)效
益。由于選用比實際需要大一倍的變壓器．其增加的設(shè)備購置費(fèi)、安裝費(fèi)
等遠(yuǎn)大于節(jié)電所省下的電費(fèi)，為了節(jié)能而取變壓器負(fù)載率為50％是得不
償失的，所以我們在設(shè)計中選擇變壓器的容量時應(yīng)注意這個問題，既要
從綜合經(jīng)濟(jì)效益來考慮，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)娜萘?，?
常變壓器的負(fù)載率應(yīng)在75～85％為宜。32000m3／h制氧機(jī)組低壓系統(tǒng)總裝
機(jī)容量為2500kW，按負(fù)載率75．85％來選擇變壓器的容量為2950。
3330kVA，因此我們選擇變壓器的型號為SCBIO一3150／10，容量為
3 150kVA。
2供配電線路的節(jié)能
在一個工程中，供配電線路較長且復(fù)雜交錯，線路上總的有功損耗
是相當(dāng)可觀的，減少線路的能耗必須引起設(shè)計者足夠的重視。
線路的有功功率可用公式計算：
△P=31ZRxl04
式中：’AP一線路的有功功率損耗(kw)；I-相電流(A)；R一線路電阻
(rD，線路的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減少線路電阻。線
路電阻：
R=pxL／S
式中：P為電導(dǎo)率，L為導(dǎo)線長度，S為導(dǎo)線截向積)，即線路電阻與電
、9k，女皓!自*-·9峰逝，§皓，§曾，ek必，e{窖·§曾，舀}鞋逝—9醅1業(yè)鼙e4}—9睜—9咯妊，9蟹19蟹顰!§kle峰—9培，9曲10醬業(yè)業(yè)越e1垂皓1d酷19拓19虹1§曾船{‘e，9皓，s‘}，：》k每章1e譬1薯}=》k=§k謄
質(zhì)量。因此．配電自動化對配電網(wǎng)規(guī)劃提出了幾點(diǎn)要求：
①供電線路應(yīng)連接成環(huán)刪。對供電密集區(qū)要考慮多電源供電系統(tǒng)。
②干線分段。通過分段開關(guān)的倒閘，把非故障區(qū)域負(fù)荷轉(zhuǎn)移，避免了因某
處線路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整條線路都停電。③分段開關(guān)使用負(fù)荷開關(guān)，節(jié)
省一次設(shè)備的投資。斷路器的作用是切除故障電流，而分段開關(guān)是隔離
故障區(qū)域，當(dāng)線路發(fā)生故障后，變電站內(nèi)10kV出口斷路器分?jǐn)啵惹谐?
故障電流，劃分故障區(qū)域的分段開關(guān)才跳開隔離故障。
4發(fā)展配網(wǎng)自動化技術(shù)需注意的問題
(D做好規(guī)劃。做好配電網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)與配電自動化的規(guī)劃，可提出
多個規(guī)劃方案．然后對其進(jìn)行比較，選出適合的方案。
(2)利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，做到信息資源共享。設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)
據(jù)采集和傳送方案時，要統(tǒng)一考慮EMS，DMS，MIS等技術(shù)。
(3)開發(fā)配電自動化應(yīng)用軟件。配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行有著自身的特
點(diǎn)，必須結(jié)合現(xiàn)有廠家系統(tǒng)和電網(wǎng)實際情況，由運(yùn)行單位和產(chǎn)品制造廠
一起配合來完成符合電網(wǎng)實際的應(yīng)用軟件。
(4)斟地制宜。根據(jù)本網(wǎng)的特點(diǎn)選擇不同的設(shè)備和不同的通信方式
構(gòu)成混合式通信網(wǎng)絡(luò)。
5配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用的影響
配電自動化系統(tǒng)(DAs)主要是實時監(jiān)鍘遠(yuǎn)方設(shè)備及對分布式的設(shè)備
進(jìn)行操控。DAS系統(tǒng)包含了電子、通信、計算機(jī)及電力等技術(shù)，DAS是配
網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)，同時也是市場競爭的結(jié)果。DMA包括GIS、自動繪圖裝
置、網(wǎng)絡(luò)分析裝置、網(wǎng)絡(luò)重新配置裝置停電管理裝置這幾部分，利用安裝
在線路開關(guān)上的FTu來監(jiān)測饋電線路的運(yùn)行狀態(tài)、通信系統(tǒng)控制線路開
·220·
關(guān)。此外DAS還能監(jiān)測配網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，通過網(wǎng)絡(luò)分析和重新配置使運(yùn)
行模式達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障時，DAS利用故障定位技術(shù)迅速
查找故障點(diǎn)，然后隔離故障部分恢復(fù)正常供電。因此，采用DAS技可以
將停電時間和停電范圍降到最低限度，提高了設(shè)備利用率和供電質(zhì)量。
從不同的角度上看，配電自動化系統(tǒng)有著不同的收益特征。從社會效益
的角度看，配電自動化系統(tǒng)將使電力系統(tǒng)的維護(hù)運(yùn)行水平提升了一介檔
次，這不僅減低了運(yùn)行檢修工人的勞動強(qiáng)度，還提高了供電質(zhì)量；從經(jīng)濟(jì)
效益的角度看，故障處理時間大幅度縮短。停電時間的減少，使得經(jīng)濟(jì)效
益提高和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗的減少。其次，配電自動化系統(tǒng)的采用，使電力運(yùn)
行部門不用花費(fèi)大量的時間和人力在故障查找和維護(hù)中，降低了運(yùn)營成
本，對弊濟(jì)運(yùn)行電力系統(tǒng)、合理分配用戶負(fù)荷、城嘲建設(shè)具有重要的意
義。
6結(jié)束語
配電自動化及其系統(tǒng)具有實時性好。自動化水平高的特點(diǎn)，提高供
電可靠性和電能質(zhì)量，優(yōu)化電力服務(wù)。配電自動化是今后電力配電的發(fā)
展方向，從實際出發(fā)進(jìn)一步設(shè)計開發(fā)出先進(jìn)、通用、標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)自動化
系統(tǒng)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性和良好的社會綜合效益，對電力市場的發(fā)
展具有重要意義。
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