配网自动化技术在兖矿电网建设中的探讨应用

　　摘要：简要阐述配网自动化技术和作者本单位电网概况的基础上，重点介绍了该技术在现场推广应用的情况，对电网智能化技术改造和电网技术管理水平的提升，具有较好的借鉴意义。

　　关键词：配网自动化;兖矿;应用

　　一、配网自动化技术概述

　　配网自动化技术是智能电网和无人值守变电所建设的关键技术，是西方发达国家60年代提出的概念，目前在日本、欧美已得到了充分发展。《配电系统自动化设计导则》中针对配电自动化给出了很确切的定义：“利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电负荷配电管理的现代化”。

　　配电系统自动化涉及范围主要包括10kV中压系统，一般是从变电站的主变低压侧和低压母线开始，直至电力用户为止。配电自动化主要处理此中压网的一次设备(开闭所、环网柜、柱上开关、变压器)的监测与控制，以及基于地理信息系统(GIS)的设备管理。

　　配电自动化系统(DAS，distribution automatic system)在纵向结构分属于配电管理系统(DMS，distribution management system)，横向与变电站综合自动化、调度自动化、电力MIS等紧密关联。从目前实施的需求和现状看,配电网自动化实行的模式为配网SCADA与GIS合一，“营配合一”，且与调度、电力MIS等集成的系统。

　　近年来，随着国民经济飞速发展，人们的生活水平不断提高，电力用户对供电电能质量的要求也日益提高。仅靠常规的配电网管理技术已不能满足用户日益提升的电能质量要求，为此我们首次在兖矿城区电网推广应用了配网自动化技术。

　　二、兖矿配电网

　　兖矿配电网为兖矿集团这个特大型国际化企业集团的自备电网，堪称企业的神经和血液，包括矿井输电网和城区配电网两部分，本次配电网技术的研究应用对象主要是城区铁东片区配电网。兖矿城区配电网目前有35kV变电所三座、6kV变电所两座，担负着整个集团公司驻地的生产及生活供电，有40余路6kV馈出线，其中包括医院、铁路运输处等重要负荷，年最高负荷23000KW，其供电可靠性直接影响用户的正常生产、生活。

　　6kV铁东配电网是兖矿集团公司驻地城区配电网的重要部分，如图2.1所示，主要由目前的二十米桥线、三十二处线、二院线、北库线、多经线、三十七处线、六处线等多条6kV线路组成，配网电源均引自35kV铁东变电站。6kV铁东配网主要覆盖了西至昌平山路、东至龙山路、南至东滩路、北至苏庄村南侧区域内及周围的生产生活区，另包括了西北部集团公司车队、海鲁公司厂区、物资部仓库、租赁站等三产企业片区。

　　兖矿6kV铁东配网已从2008年开始进行了配网优化改造，2011年改造完成后，兖矿6kV铁东配网全部实现双回路环网供电，远程自动化控制，供电方式更加灵活可靠，为兖矿电网的整体智能化建设奠定了技术基础，提供了推广经验。

　　三、兖矿配网自动化技术实施

　　1、主要研究内容

　　● 紧密结合兖矿6kV铁东配电网的现场实际，提出兖矿6kV铁东配网自动化监控系统方案，实现6kV铁东配电系统的负荷转移、网络重构、故障检测、隔离、供电恢复、图形绘制、参数输出、信号报警等功能，具有与矿区在用PSASP电网潮流分析和调度监控软件的接口功能。

　　● 采用配电网系统监控终端(FTU)设备，同国产ZN28系列真空开关进行成套组合，实现监控6kV海鲁开关站的进出馈电线路及自动“三遥”配电功能。

　　2、关键技术创新点

　　●在煤矿地面供电配网系统中，首次采用国际先进水平的配电网系统监控终端(FTU)设备，同国产ZN28系列真空开关进行成套组合，采用双环自愈式光缆通讯方式，全天候监控兖矿铁东6kV海鲁开关站等环网馈电线路，实现自动“三遥”功能。

　　● 在煤矿地面供电配网系统，首次引用3台带有配套控制终端(FTU)的柱上分段开关，实现远方自动化操控功能。

　　3、配网自动化系统组成结构

　　图3.1所示为兖矿6kV铁东配网自动化监控系统的系统拓扑结构图。外部光缆引入变电站室内同机柜光端机箱连接，实现同配电网柱上开关的连接与通讯。配电自动化监控软件包及通讯管理程序等均安装在综合监控服务器上，以实现其各项功能。由拓扑结构图可见，系统构成为层次化结构。这种层次化的结构体系便于系统的扩展、维护及对整体性能的把握控制。

　　4、系统主要性能指标

　　(1)、主站系统功能

　　兖矿6kV铁东配网自动化主站系统是配网自动化系统的核心，主要实现基于地理信息的SCADA系统、基于地理信息的设备管理系统、馈线自动化、WEB发布系统、报表管理系统以及与其它系统接口等功能;对柱上开关的三遥(遥测、遥信和遥控)功能;利用光纤传输完成各个电力监控终端与主机之间的远程数据通讯;异常报警和事故循序记录 ;MMI人机接口会话功能;故障自动检测、隔离和供电自恢复功能;在GIS的基础上，以图形窗口、分层分区的形式，对配电设备档案和有关统计进行管理。

　　(2)系统性能指标

　　●系统规模及容量

　　柱上开关数量 > 32台

　　可接入的工作站数 > 20

　　历史数据保存周期 > 1年

　　●系统可用性指标

　　系统冗余配置的重要单元或单元的重要部件出现单点故障时，整个系统功能的可用性不受影响，保证系统的正常运行。

　　设备电源故障切换必须无间断，对设备无干扰。

　　●系统可靠性指标

　　系统中关键设备MTBF>17000小时。

　　系统能长期稳定运行，在值班设备无硬件故障和非人工干预的情况下，主备设备不应发生自动切换。

　　由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数小于1次/3600小时。

　　●系统实时性指标

　　系统应对事件提供快速响应，必须满足以下指标：

　　实时数据扫描周期10s-1m(可调);

　　从开关变化信息到达前置机道告警信息推出时间小于5s;

　　遥调、遥控量从选中到命令送出系统不大于2s;

　　●系统信息处理指标

　　主站对遥测的处理准确率>99%;

　　遥信动作正确率>99%;

　　遥控正确率100%;

　　站间事件顺序记录(SOE)分辨率<20ms。

　　5、研究应用过程主要有四个阶段

　　第一阶段，收集整理现场数据资料，完成对兖矿6kV铁东配网的现场调研及施工方案;进行柱上开关选型调研、论证及采购;兖矿6kV铁东配网自动化监控系统软件开发。

　　第二阶段，安装6kV铁东配网北环网三十二处线、六处线上的三台柱上开关及6kV海鲁开关站内208#柜、101#柜的两套配电网系统监控终端(FTU)设备;6kV铁东配网北环网三十二处线、六处线的光缆敷设及熔接;兖矿6kV铁东配网自动化监控系统的实验室仿真及模拟运行。

　　第三阶段，兖矿6kV铁东配网自动化监控系统现场安装、调试，实现对6kV铁东配网北环网的配网自动化监控;兖矿6kV铁东配网自动化监控系统试运行。

　　第四阶段，继续追踪系统运行情况，进一步完善兖矿6kV铁东配网自动化监控系统，跟踪效果验证。

　　结束语，兖矿6kV铁东配网自动化技术的研究应用，一方面通过对兖矿6kV铁东配网结构进行优化，使整个6kV铁东配网网架结构变得合理，配网供电方式更加灵活，供电更加可靠;一方面通过由先进的计算机、自动检测技术、数字通信及网络技术，将变电站数据、柱上开关数据、用户数据和电网结构以及地理图形进行信息集成、分析处理，构成了完整的自动化监控报警系统，实现电网自动故障隔离和非故障区间的供电恢复，大大减少了因故障而停电的时间可以避免大量的电量损失。目前，针对供电可靠性与用户对供电质量需求日益提高的矛盾，对配电网进行自动化技术改造不乏是一剂良药。

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文章名称： 配网自动化技术在兖矿电网建设中的探讨应用

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