淄博电业局配电自动化系统技术特点

配电自动化的概念是20世纪70年代由西方发达国家提出的，目前在日本、欧美已得到了充分发展。我国近年来也已经开展了不少试点工作，并在此基础上制定了《配电系统自动化设计导则》。配电自动化系统（DAS）在纵向结构分属于配电管理系统（DMS），横向与调度自动化、电力MIS等紧密关联，它的实施，使整个配电网络的技术水平和管理水平得到了全方位、全过程的提高，是实现巨大经济效益的基础。淄博电业局在满足经济和市场发展变化的基础上，建立了一个面向用户并适应经济发展水平的配电自动化系统。

1全线速断式故障隔离、恢复供电

馈线自动化是配电自动化的核心。淄博电业局馈线自动化的故障处理依赖于馈线上的多个FTU以及变电站、开闭所、配电自动化主站，将上述几部分视为一个不可分割的整体来解决故障隔离问题。馈线故障中三相短路和相间短路以及断线故障需要快速隔离的故障处理。具体设计如下：

a．柱上负荷开关下游侧（功率流出侧）线路段相间、接地故障以及断线故障，根据柱上开关FTU提供的故障信息、电压、三相故障电流值，进行定位。

b．开闭所负荷开关和断路器下游侧相间短路故障、断线故障，根据开闭所FTU提供的三相或两相故障电流值，进行定位。

c．当柱上设备均按负荷开关方式运行时，故障定位由下述方法启动：①电站馈线出口开关重合闸重合不成功信号启动（中性点不接地系统的相间短路）；②由装于变电站内的单相接地检测装置信号启动（中性点不接地系统单相接地故障），并用变电站内的接地选线装置信号，作为故障定位的辅助判断信息；③当无上述启动信号时，用馈线FTU正常查询（polling）周期收到的故障信息启动；④故障发生段确定后，将自动发出（或建议）故障两侧负荷开关跳闸命令，隔离故障段，若故障段系被线路上断路器保护切除，则故障不一定发生在断路器下游侧所连线段上（保护的选择性不易做到），需经定位判断后找出隔离故障的开关位置。

故障段隔离后，故障段上游侧健全段，由出口开关合闸送电；故障段下游侧健全段，选择恢复供电方案时，将考虑一个以上倒接路径的可能性，按照操作次数少、线段不过载、末端电压不越低限的原则，提出恢复供电方案。

全线速断式故障隔离、恢复供电功能的实现，使原本全线停电的线路，实现了部分停电。若一条线路分3段进行计算，每段2MVA，每次停电按1h计算，故障隔离后，3段中有2段恢复供电，可减少电量损失为3．2MW．h~3．8MW．h，产生了显著的经济效益，减少了用户故障停电时间，提高了供电可靠性。

2利用柱上自动化设备准确测试小电流接地系统的接地故障

我国的配电网绝大多数是小电流接地系统，当发生单相接地故障时，规程允许继续运行2h，实际中可能由于过电压导致电缆爆炸、电压互感器烧毁等事故。因此，迅速确定接地位置对馈线系统的安全运行意义重大。

由于FTU测量功能的需要，线路上各个开关处的三相电流、三相电压可以方便地得到，这使得电气特征量的选取不再依赖于零序电流；FTU具有很高的测量精度，有利于特征提取；配电自动化的通信系统使得新一代小电流接地保护能够获取任意FTU处的特征量，以进行综合比较；zui后通过配电自动化主站综合分析各FTU处的故障特征，确定出故障线路及故障区段。淄博电业局采用其与澳大利亚合作生产的RL27系列柱上负荷开关及FTU通信控制箱，实现了接地故障的自动检测报警功能。经过多次模拟试验，报警准确率达到100％；故障检测时间约为17s。

系统判断小电流接地系统的原理如下。如图1所示，6号开关为线路的分段开关。当3号、4号开关之间有接地发生时，1号～3号开关上通过的是整个母线系统对地电容电流，用I1表示；而4号、5号开关上通过的是l号～3号开关之间线路的对地电容电流，用I2表示。因为I1>>I2，因此，可以判断出接地段。对于淄博电网来说，系统将大于8A的电容电流视为接地故障报警信息。这样1号~3号开关上传接地故障，4号、5号开关没有接地故障报警信息，由此判断出接地故障位置区域。

该项功能实现了小电流接地系统接地故障的自动检测，保证了接地线路及设备的安全，为企业带来了间接的经济效益。

3GIS配电信息管理的技术特点

淄博电业局结合配电自动化系统建设，采用地理信息管理系统（GIS）很好地解决了传统的配电资料管理存在的弊端，保证了配电资料的准确性和及时性，使配电网管理人员不但拥有电网设备的图纸资料，同时，能够了解配电网实时运行状态，以及实时线路损失、供电可靠性、A类电压合格率等；同时，对配电网的管理工作起到了指导作用，节约了配电资料管理成本。

图2为淄博电业局GIS配电信息管理系统总体结构示意图。

淄博电业局下属5个区供电局，各区供电局之间相隔约20km。按行政区域划分，淄博城网分别由5个区供电局管辖。由于其地理条件决定了GIS必须是一个开放式、分布式、多服务器协同作业的系统。该系统是一个集AM／FM／GIS技术、Internet技术、实时接口技术和网络运行技术为一体的综合信息系统，是以市局为主的分布式信息管理系统。其结构特点是通过接口技术，不但实现了与SCADA系统历史数据的共享、实时遥测信息招测、实时遥信状态校正、实时变位监控以及图形数据向SCADA传递等，而且实现了与远程抄表系统信息招测、用电负荷实时信息调用等，完成了各生产系统的应用集成。其功能特点是：不但实现了GIS的基本功能，而且开发了更适合淄博电业局应用的各项实用功能，如各区局协同作业、数据共享、市局可浏览全局数据，及时掌握电网的zui新信息，同时集成了过去在MIS中进行的部分工作，包括电网三大指标计算。利用SCADA与GIS接口实现对全局电网实时停供电状态分析，作为供电可靠性指标计算的依据。同时，利用区局与市局共享信息的优势，完成各区局数据、SCADA实时数据等的汇总统一，计算全局各分类电压合格率。另外，还利用GIS中拓扑分析功能，对配电线路进行实时分段，并通过招测SCADA实时信息，分析、计算线路的分段线损，根据报警界限值，判断该线段是否线损过大，从而判断有无窃电现象，为用电管理提供真实、可信的依据。

供电可靠性的提高受多种因素制约，尤其依赖于系统管理水平的提高。淄博电业局在配电自动化系统设计时，除了利用故障隔离的技术手段来提高供电可靠性以外，还充分利用配电自动化系统采集的实时数据以及调度自动化系统传来的实时数据，自动进行可靠性RS-1指标的统计计算。这样，使得可靠性管理人员能实时掌握可靠性统计数据，指导生产车间采取各种有效的手段，对可靠性指标实施有效控制，使可靠性指标达到一定的目标值，以形成良好的市场氛围，从而取得长期的经济效益。

5用实时线损分段统计计算直接经济效益

目前我国城网和农网的电能质量都较差，电压水平低、谐波含量丰富、网损率高。统计资料表明，220kV及以上电压等级网损、110kV及35kV网损、10kV网损这三者的比例为1.5:1.1:2.5，可见10kV配电网的降损潜力巨大。另外，用户违章用电也是致使配电网损失的一个主要原因。在配电系统信息化的基础上，通过对配电线路进行实时分段线损的计算，能够及时发现违章用电现象，为整顿用电市场秩序提供了有效的技术手段，具有明显的经济效益。

淄博电业局配电信息管理系统利用实时采集的配电网络运行数据，实现了配电线路分段线损计算，如图3所示，设线段1～9的理论线损率为B0。。线段的输入电量系统每2s采集一次线段上的各节点有功功率户，，通过积分运算得到各节点电量Aij，即：

式中：i是节点号;j是2min内的采样点。

连续取样2rain，设2rain计算出的各节点的电量为Ai，则Ai=Ai1+Ai2+……+Ai60。设实际线损率为B，有：△B=Bo-B

如果△B的数值大于某一定值，则报警，说明该线段内有窃电行为发生。