CN203951262U - 配电自动化终端 - Google Patents

Abstract

一种配电自动化终端，该配电自动化终端设置在配电网的一次设备内，包含通过接线端子连接一次设备的数据采集模块、连接所述的数据采集模块的数据处理模块、连接所述的数据处理模块的控制器和连接所述的控制器的后备电源模块。本实用新型提供一种配电自动化终端，提升了供电可靠性，提升了配网规划水平，降低了电网线损，提高了配网调度管理水平，提高了抢修工作效率。

Description

配电自动化终端

技术领域

本实用新型涉及一种配电自动化终端。

背景技术

上海市是我国第一大城市，四个中央直辖市之一，是我国经济、金融、贸易和航运中心。2012年，上海市GDP达到2.01万亿人民币，全世界排名11位。人均GDP及人均可支配收入均居全国各省区及直辖市首位。上海目前正处于“产业转型”的发展关键时期，着力打造“四个中心”—国际经济中心、国际金融中心、国际贸易中心、国际航运中心，这就对全市供电能力水平提出了更高的要求。

上海市浦东新区全区面积1210.41平方公里，自1990年代***、国务院决定“浦东大开发”以来历经20余年发展，已建成金桥、张江国家级开发区、外高桥保税区、陆家嘴金融贸易区等重点区域。2013年7月3日，“中国（上海）自由贸易试验区”获批，落户浦东新区沿海28平方公里，标志着上海发展的新起点。作为全市最大、最具活力的区县，浦东新区在包括经济发展、产业转型等诸多方面引领全市。

浦东核心区配电网的建设范围为浦东黄浦江沿***区，西至黄浦江，北至黄浦江，东至浦东南路，南至耀华路，占地约10平方公里。该核心地区用电负荷的快速增长和配网线路的自然延伸，不可避免造成了界线模糊、线路交叉、迂回供电等问题，影响供电可靠性和线损精益化。

浦东核心区目前没有实施配电自动化***，无法通过自动化手段实现配网设备的三遥化、配网调度的可视化、网络重构的自动化，以及配网管理的智能化，与国际一流，甚至国内先进的距离差距很大。如果没有快速、可靠的配电自动化***提供支撑，供电可靠率无法满足《配电网规划设计技术导则》的要求。为进一步提高供电可靠性，实现智能化的配网管理为目标，有必要在核心区应用适应一次目标网架、电网故障快速自愈、简单、实用、可靠的馈线自动化技术。

浦东核心区在配电自动化方面存在以下问题：

配电网架建设与改造未同步考虑配电自动化应用需求，导致自动化布点分散，不能形成规模效益。

由于配电终端及通信装置问题，引发大量无效信号，严重影响配网调度监控。

配电终端、通信等装置缺乏标准化安装调试、功能检测的规范及技术手段。

EPON通信受外部环境因素影响较大，通讯瞬时中断频繁发生。

配电自动化***运维保障体系仍需进一步完善。

配电自动化***运维涉及调度、通信、运检等多个环节，各环节间仍存在运维工作界面不清晰，运维流程不顺畅的情况；自动化运维班组配置不到位，人员定编问题没有明确。缺乏综合自动化专业技术人员完整培养体系和激励；基础运维人员专业素质和业务技能水平提留在一次设备的运维操作，亟待提升，长期针对新技术、新设备的专业技术培训不足，运维力量基本依靠外委力量，不能适应配电自动化***设备运行维护的需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种配电自动化终端，提升了供电可靠性，提升了配网规划水平，降低了电网线损，提高了配网调度管理水平，提高了抢修工作效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种配电自动化终端，该配电自动化终端设置在配电网的一次设备内，所述的配电自动化终端包含：

数据采集模块，其通过接线端子连接一次设备，采集一次设备的三相交流电压、交流电流、直流量、短路故障电流和接地故障电流；

数据处理模块，其连接所述的数据采集模块，对数据采集模块采集到的数据进行分析处理，实现电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率的测量，谐波分量、三相不平衡度、实时相位角的分析计算；

控制器，其连接所述的数据处理模块，控制器将数据处理模块的数据分析结果与预设的数值和状态进行对比，判断一次设备是否发生故障，若发生故障，则控制一次设备动作；

后备电源模块，其连接所述的控制器，在线路停电后能够保证配电终端和通信设备工作。

所述的数据采集模块采用可以测量交流电压、交流电流和直流电流的装置。

所述的控制器采用数字信号处理器或者微处理器。

所述的后备电源模块采用蓄电池或超级电容。

所述的配电自动化终端还包含交换机，其连接所述的控制器和配电自动化主站，将故障信息发送给配电自动化主站。

所述的配电自动化终端还包含电源管理模块，其连接所述的控制器，具备非继电器切换的双路市电输入、市电失电告警，蓄电池均充/浮充控制、低压告警、欠压切除、活化控制功能。

所述的配电自动化终端还包含接口模块，其连接所述的控制器和一次设备，将控制器的操作指示发送给一次设备。

所述的接口模块为以太网接口或者光纤接口或者RS232接口。

所述的配电自动化终端还包含显示模块，其连接所述的控制器，显示配电自动化终端的测量结果和操作指示。

所述的显示模块采用液晶屏。

本实用新型提升了供电可靠性，提升了配网规划水平，降低了电网线损，提高了配网调度管理水平，提高了抢修工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

以下根据图1，具体说明本实用新型的较佳实施例。

如图1所示，本实用新型提供一种配电自动化终端，该配电自动化终端设置在配电网的一次设备内，所述的一次设备包含环网单元、柱上断路器、线路监测点等：

所述的配电自动化终端包含：

数据采集模块107，其通过接线端子连接一次设备，采集一次设备的三相交流电压、交流电流、直流量、短路故障电流和接地故障电流；该数据采集模块107采用可以测量交流电压、交流电流和直流电流的装置；

数据处理模块108，其连接所述的数据采集模块107，对数据采集模块107采集到的数据进行分析处理，实现电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率的测量，谐波分量、三相不平衡度、实时相位角的分析计算；

控制器101，其连接所述的数据处理模块108，控制器101将数据处理模块108的数据分析结果与预设的数值和状态进行对比，判断一次设备是否发生故障，若发生故障，则控制一次设备动作，比如启停操作、断路器断开、分段开关闭合等；所述的控制器101采用数字信号处理器或者微处理器；

交换机106，其连接所述的控制器101和配电自动化主站，将故障信息发送给配电自动化主站；

电源管理模块102，其连接所述的控制器101，具备非继电器切换的双路市电输入、市电失电告警，蓄电池均充/浮充控制、低压告警、欠压切除、活化控制（远程充放电）等功能；

后备电源模块103，其连接所述的控制器101，在线路停电后至少能够保证配电终端和通信设备工作12小时，并完成所有开关的10次分—合操作；该后备电源模块103可采用蓄电池或超级电容等多种方式；

接口模块104，其连接所述的控制器101和一次设备，将控制器101的操作指示发送给一次设备；所述的接口模块104为以太网接口、光纤接口、RS232接口等；

显示模块105，其连接所述的控制器101，显示配电自动化终端的测量结果和操作指示；该显示模块可采用液晶屏等显示设备；

本实用新型提供的配电自动化终端具有以下优点：

1. 配电终端采用模块化设计，具备扩展性，便于功能扩展和现场升级；

2. 配电终端与一次设备采用标准化接口，方便现场施工、安装及调试；

3. 配电终端后备电源可采用蓄电池或超级电容等多种方式；

4. 配电终端具有明显的装置运行、通信、遥信等状态指示，具备非接触式维护手段；

5. 配电终端、后备电源、通信设备、接线端子等位置摆放合理，易接线、散热性好；

6. 配电终端能够满足自愈环内故障自动隔离及非故障区域自动恢复的功能要求；

7. 配电终端采用工业级标准设计，满足各种恶劣运行环境的要求。

利用本实用新型提供的配电自动化终端参与构建的配电自动化***，浦东核心区范围内可以实现：

一、网架分析的智能化，提升配电网规划水平；

二、配网调度可视化，提高配网调度管理水平；

三、故障定位自动化，大幅提高抢修工作效率；

四、全面实现三遥化，提高设备运行管理水平，核心区供电可靠率经模拟计算可达到99.999%以上。

在浦东核心区范围内实施包含配电自动化终端的配电自动化***，具有以下有益效果：

1、供电可靠性提升

核心区配电自动化的建成，将使得浦东公司配电自动化应用具备了规模效应，配电自动化的实用性将更强，今后，在10kV网架合理的基础之上，若建成全面的配电自动化，不仅可通过网络重构等功能第一时间恢复非故障段的供电，减少故障停电时间，同时也能够为决策人员提供详细的用户负荷信息等，为停电安排提供可靠依据。配电自动化***的建成，将充分发挥合理、规范的10kV网架的功能，并且有效地提升计划停电管理水平。

核心区经过网架及配电自动化升级改造之后，其供电可靠性均可以达到99.999%，与国际先进地区水平及A+供电区域供电可靠率保持一致。

2、网架智能分析，提升配网规划水平

配电自动化***提供了全面的配电网历史运行负荷数据，改变以往仅仅依靠装接容量和经验判断配网线路区段负荷而缺少实际负荷数据的情况，为规划人员合理进行配网规划提供了详实的数据支撑，通过对历史数据的分析，可以有效的掌握配电网负荷分布情况，挖掘出负荷发展的内在规律，提高负荷预测的准确度，为配电网规划提供数据基础，为规划人员提供决策依据；历史数据的挖掘分析能够推导出潜在的重载负荷区段和负荷热点地区，分析出配电网架的合理性和薄弱环节，超前制定有针对性的网架割接改造和规划方案。

核心区配电自动化全覆盖后可建立完整的配电网模型，实现对配电线路电流、功率、安全裕度等参数的实时监测，从而得到准确度较高的潮流计算结果，提升配网规划能力和水平。随着潮流计算功能的实用化，为***网络重构计算提供了坚实基础，可以为规划人员提供可靠的网络重构建议，形成优化后的网络潮流，达到降低网损、均衡负荷和改善电能质量的目的。

3、设备改造与自动化并举，降低电网线损

在核心区一次网架建设改造过程中，通过优化试点区域内网络结构、缩短供电半径、合理安排线路及配变运行方式、老旧高耗能变压器更换为低损耗变压器等措施，可以有效降低配电网电能损耗。

核心区配电自动化***建成后，通过对馈线开关、配变等设备的运行状态实现实时监视，可以为配电网运行和规划设计工作提供更为全面、可靠的运行参数（如负荷分布、设备状态等），有利于及时了解配电运行状况，合理决策配电网建设、改造项目。同时，查找、分析出线损率偏高的线路及原因，为运行人员制定整改措施提供信息支撑，有助于公司把线损率控制在更低水平上。

4、配网调度可视化，提高配网调度管理水平

配电自动化在核心区的全覆盖，实现了电网运行监控向配电终端的延伸，提升了配电网运行状态的监控能力，实现了对配电网运行的真正监视，有效解决了配网调度“盲调”的问题，有力的支撑了配网调度的“调控一体化”。通过对配电自动化***采集数据的监控，调度员可以清晰地看到每条线路、每个环网单元等各个节点的实时负荷电流情况，为配电网运行方式调整、负荷转移、合解环操作等提供决策依据，并可通过远方遥控操作配电自动化设备，提升了调度对配电网的有效管控和快速响应能力，提高了配电网调度运行管理水平。

配电自动化***还为状态估计、负荷转供、合解环等高级应用的实用化打下坚实基础。核心区配电自动化数据全覆盖后，调度员所面对的是一张拓扑完整、数据详实的电力网，而不是以前一个个孤立的配电站；在此基础上计算出来的状态估计、和解环结果更为准确，能真正辅助调度员提前发现问题、做出正确决策。

5、快速定位故障，大幅提高抢修工作效率

以往的配网故障处理必须要等抢修人员到达现场，并全线巡查一遍后，向调度汇报可能存在的故障点，调度再发令由现场人员操作完成故障隔离和恢复供电；配电自动化的实施后，通过分布式FA实现故障就地识别定位，自动隔离故障区段，快速恢复非故障区段供电，大大缩短了故障停电的时间。同时，调度员可根据自动化设备上传的各种信号、网架重构等信息，判断定位故障点区间位置，指挥抢修人员快速查找具体故障点开展抢修，从而达到加快故障处理速度、缩短抢修时间的目的。

6、全面遥测遥信，提高设备运行管理水平

浦东公司面临着运行人员较少而管辖设备数量不断增加的矛盾，而配电自动化设备实现了调度远方操作，极大的缓解了运行操作人员紧张的矛盾，减少了现场倒闸操作可能发生的安全风险。同时，解决了一直以来配网***缺乏信息来源，只能到现场解决问题的难题，通过对遥测、遥信量的获取和分析，可以有效提高运行巡视工作水平，并降低运行人员现场巡视的工作频次和强度，丰富了配电网设备的运行手段，提高了工作效率和管理效率。配电自动化***通过对现有***的集成实现配电生产信息的共享，为各应用部门提供及时、正确、一致的设备运行工况监控信息和图形及数据资料，有效减少运行维护人员误操作的可能性，避免各类潜在因素对电网安全供电的影响，进一步保障供电安全。

通过核心区现代化配电网的建设工程能够提高浦东核心区的供电可靠性，提升电力公司社会服务形象，其带来的社会效益是巨大的。

7、提升供电服务质量，提高服务满意度

提高对电力事故的反应速度，快速的切除故障、恢复对非故障区域的供电，是政府和社会对供电公司的普遍要求。在全社会大力提倡优质服务的今天，行风建设关系到电力部门的社会形象。从用户的最大利益出发，减少停电，提高政府和老百姓对电力行业的满意率是搞好行风的根本，因此，配电自动化***的实施可以收到可观的社会效益。

8、保障浦东核心区经济建设快速发展

供电可靠性的提高，是政府招商引资，发展经济建设必需创造的良好硬件环境之一。结合浦东新区的建设及发展规划对于供电提出的更高要求，配电自动化的实施可有效的提高供电可靠性，为浦东新区的经济建设发展提供用电保障。

9、促进电力***技术水平的提高

电力***在配电自动化的实施过程中，通过最新的计算机、通信、电力、电子技术的应用，使电力***的整体技术水平上升一个新台阶。

利用本实用新型提供的配电自动化***，浦东核心区配电网将实现智能化的配网运行管理，形成高效快速的故障抢修和供电恢复机制，全面提升供电可靠性，为本区域经济腾飞打好基础。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种配电自动化终端，该配电自动化终端设置在配电网的一次设备内，其特征在于，所述的配电自动化终端包含：

数据采集模块（107），其通过接线端子连接一次设备；

数据处理模块（108），其连接所述的数据采集模块（107）；

控制器（101），其连接所述的数据处理模块（108）；

后备电源模块（103），其连接所述的控制器（101）。

2.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的数据采集模块（107）采用可以测量交流电压、交流电流和直流电流的装置。

3.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的控制器（101）采用数字信号处理器或者微处理器。

4.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的后备电源模块（103）采用蓄电池或超级电容。

5.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的配电自动化终端还包含交换机（106），其连接所述的控制器（101）和配电自动化主站。

6.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的配电自动化终端还包含电源管理模块（102），其连接所述的控制器（101）。

7.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的配电自动化终端还包含接口模块（104），其连接所述的控制器（101）和一次设备。

8.如权利要求7所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的接口模块（104）为以太网接口或者光纤接口或者RS232接口。

9.如权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的配电自动化终端还包含显示模块（105），其连接所述的控制器（101）。

10.如权利要求9所述的配电自动化终端，其特征在于，所述的显示模块（105）采用液晶屏。