P型站設備的特點及問題解決

隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能質量問題，同時對節(jié)能減排也提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效、低耗的運行。配電自動化系統(tǒng)（DAS）是一種可以使配電企業(yè)在遠方以實時方式監(jiān)視、協(xié)調和操作配電設備的自動化系統(tǒng)；其內容包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視（SCADA系統(tǒng)）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）和需求側管理（DSM）幾個部分。正在電力系統(tǒng)、市政醫(yī)療、智能建筑、石化、冶金、輕工、公共交通、水處理等領域發(fā)揮著重要作用。

根據(jù)上海市電力公司要求，浦東供電分公司將在目前10KV配電站的一、二次設備配置基礎上，進行大規(guī)模低壓配網(wǎng)自動化，即DSCADA系統(tǒng)技術改造，從而實現(xiàn)10KV配電站的信息采集和監(jiān)控，改變目前配電站信息盲區(qū)的現(xiàn)狀，使電能質量和供電可靠性獲得有效保障。

1 P型站自動化改造分析

1.1 P型站設備特點

按照上海市電力公司定義，P型配電站站內10千伏系統(tǒng)只配置負荷閘刀；不設繼電保護裝置，且不安裝電壓互感器和電流互感器，各項電能信息均無法獲取。P型站內無直流電源，無斷路器，除依靠熔絲熔斷外，自身無法切斷故障，若發(fā)生全站失電的情況，站內所有裝置均無法工作。這些特點為P型站的自動化改造增加難度，對改造工程進行提出了挑戰(zhàn)。

1.2 運行特點

P型站進線電壓等級為10千伏，出線380伏，10千伏系統(tǒng)經(jīng)10千伏開關站實現(xiàn)手拉手環(huán)網(wǎng)運行，通過開關站與其他10千伏配電站互聯(lián)。

2 配電自動化系統(tǒng) （DSCADA）

配電自動化及管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術，將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結構參數(shù)、地理信息進行集成，構成完整的自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理。它是實時的配電自動化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的測控對象為進線變電站、配電變電所、10kV開閉所、分段開關、并聯(lián)補償電容器用戶電能表和重要負荷等，因此站點一般會有成百上千甚至上萬個之多。在這種條件下，不僅對系統(tǒng)的組織帶來較大的困難，而且在配電網(wǎng)自動化中心的計算機上處理的信息量也十分龐大。

然而，僅具備SCADA系統(tǒng)的三遙功能，并不能被稱為配電自動化系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)必須在配電SCADA基礎上增加饋線自動化（FA） 功能，其系統(tǒng)結構如下圖1所示。饋線自動化的基本功能應包括：饋線故障的自動識別、自動隔離、自動恢復。配網(wǎng)故障診斷這一問題，具有一定的復雜性，根據(jù)不同的配網(wǎng)實際情況和故障情況，在診斷的步驟與方法上有所差別。對于浦東地區(qū)，配電站自動化故障診斷方案應適用于單相接地故障、相-相故障、相-相接地故障和三相故障等。使用范圍為中性點不接地或小電流接地系統(tǒng)。為了完成DA 的功能，DSCADA系統(tǒng)除了可以采集正常情況下的饋線狀態(tài)量以外，還應對故障期間的饋線狀態(tài)進行準確的捕捉；除了可進行人工遠程控制之外，還應對饋線設備進行自動控制，以便實現(xiàn)故障的自動隔離和自動恢復。

圖1 配電站自動化系統(tǒng)構架圖

3 P型站改造需解決的問題

（1）在本身不設電壓互感器和電流互感器的情況下，如何實現(xiàn)電能信息采集；

（2）在站內10千伏系統(tǒng)不設斷路器的條件下，如何實現(xiàn)遙控、遙測功能；

（3）如何增設直流電源。

4 問題解決方案

4.1 電能信息的采集

參照故障診斷自動化裝置技術指標要求，在本試點工程中，采用線路電纜側加裝三相電流互感器CT監(jiān)測獲取電壓、電流等各項電能信息。

4.2 遙控功能的實現(xiàn)

雖然P型站10千伏系統(tǒng)本身不設斷路器，無法實現(xiàn)故障自動切除，但由于浦東地區(qū)10千伏系統(tǒng)已實現(xiàn)手拉手環(huán)網(wǎng)運行，因此可考慮經(jīng)環(huán)網(wǎng)中10千伏開關站的斷路器將發(fā)生故障的P型站切除。

環(huán)網(wǎng)供電故障點即時判別原理為：當出現(xiàn)故障時，記錄初始電流值計算出其有效值，P型站內的FA讀取現(xiàn)場裝置送上來的檢測值后，根據(jù)電網(wǎng)拓撲結構比較判斷，在含有故障點的電網(wǎng)中，比較所有饋線的電流有效值，電流量大的線路，則被選為故障線路。比較線路上安裝在不同位置的裝置送上來的電流有效值，如果某一區(qū)段兩端裝置測量到零序電流有效值有明顯差別，且靠近電源側有效值大，則認定故障點在該處。

4.3 直流蓄電池的配備

按照采用FA技術配套直流電源，合理解決了原配電站中不具備直流電的問題。

5 結束語

通過以上的分析可以知道，配網(wǎng)綜合自動化技術，無論是在城市配網(wǎng)改造，還是在配網(wǎng)建設中，都具有自動化水平高，供電可靠性強，功能優(yōu)，實時性好，適應電力計量市場化需要，免維護等技術特點。實用性城市配網(wǎng)自動化技術使用將會為上海電網(wǎng)節(jié)約巨大的投資，新型城市配網(wǎng)自動化技術在全國范圍內推廣后，所體現(xiàn)的經(jīng)濟效益將不可估量。