配电网自动化应用区域当前情况分析

　　第 2 章 应用区域当前情况分析
　　
　　2.1 应用区域现状概况
　　
　　南昌供电公司进行的配电自动化一期工程地处南昌国家高新技术产业开发区的核心区域，范围见图 2.1,面积约十平方千米。

　　高新区辖区面积 231 平方千米（已开发 32 平方千米），是南昌工业的核心区域，全区企业 900 余家，包括微软、科勒、ABB、台湾东元等一批知名跨国公司和中兴通讯、深圳方大、江铜集团、TCL 等国内知名的企业。而且随着经济的发展，负荷也在同步上升。另外随着城镇化的脚步，区域的居民密度也越来越大，因此对于这片区域的供电可靠性要求也越来越高。一期工程涉及江纺、高新、艾湖、秀泊和青山湖共计 5 座变电站，应用区域网架结构趋于稳定，110kV 及以上输电线路情况如图 2.2 所示。2.2 一次网架现状**应用区域内现有 10kV 线路共计 24 回，一次网架现状电气接线图 2.3 所示。
　　
　　2.2.1 架空线路网架结构
　　
　　现有架空线路因其历史原因，存在多种形式，主要包括单射线线路、分段单联络线路、分段多联络线路等。架空单射线线路集中在应用区内站点资源比较紧张的火炬大街以南区域，包括江大线、电池线、教育线、民园一线和东新北线，典型接线如图 2.4:【1】

　　
　　架空分段单联络线路主要集中在东元路与火炬大街之间的区域，包括新东京线、民园二线、东一线、新东线。典型接线如图 2.5:【2】

　　
　　架空分段多联络线路集中在青山湖大道附近的区域，包括艾东线、永东线、火炬二线和艾炬线。典型接线如图 2.6:【3】

　　
　　2.2.2 电缆线路网架结构
　　
　　电缆线路主要在火炬大街和火炬二路附近区域，接线方式多为单环网，存在少数单射线线路。

　　火炬线和新海线位于火炬大街，采用单射接线，其典型接线如图 2.7:【4】

　　
　　2.2.3 配电线路负载分析一期工程应用区域有 110kV 及 220kV 变电站 5 座，这些站的 10kV 间隔所剩不多。其它变电站主变容量基本满足运行需要。

　　区域内公用线路负荷不均衡，部分线路负载率偏高，炬街一线和江大线最大电流超过 300A,电池线电流最大时达到了近 300A,接装容量超过 25MVA.

　　此外，部分线路无法满足 N-1 原则。N-1 原则是判定电力系统安全性的一种准则。

　　又称单一故障安全准则。按照这一准则，电力系统的 N 个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。
　　
　　2.3 配电设备现状
　　
　　应用区域目前有开关站 1 座，环网柜 14 台，杆上断路器 23 台，配变 670台。

　　2.3.1 环网柜
　　
　　应用区域的环网柜多为二进四出，大部分为深圳耐吉公司生产的 XGN-12型户外环网柜，少量 ABB 的 SAFE 型和施耐德的 RM6 型柜。

　　2.3.2 杆上断路器
　　
　　断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。

　　主线的杆上断路器 23 台，其中分段用的开关、联络用的开关各 11 台；另外，公用支线开关 10 台。真空断路器其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。杆上断路器均采用真空断路器，采用手动分合闸操作方式。杆上断路器主要以 ZW6.12 型柱上真空断路器为主。

　　2.3.3 配电变压器
　　
　　应用区域配电变压器共计 676 台，包括 312 台箱变，364 台杆变。其中公变270 台，容量 95MVA;专变 406 台，容量 161MVA.

　　杆变容量通常为 250、315、400 千伏安，箱变容量通常为 315、400、500、630 千伏安。

　　2.4 配电自动化系统现状
　　
　　配电自动化系统（DAS）是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统；其内容包括配电网数据采集与监视（SCADA系统）、配电地理信息系统（GIS）和需求侧管理（DSM）几个部分。

　　2.4.1 地区调度自动化系统
　　
　　南昌电网调度自动化系统现在采用的是 2000 年初投运的南瑞科技OPEN2000 系统，现已接入变电站 70 余座。南昌电网调度自动化系统具有一定的可扩展性，能够满足与省调 SCADA 系统、负荷预测系统、省地一体化的调度管理系统、本公司的 MIS 在实时数据方面实现共享。随着南昌电网规模的不断扩大，厂站接入数量不断增加，该系统已近饱和，对于系统运行率和新建厂站的接入有着重大的影响。南昌供电公司已申报对南昌电网调度自动化进行升级改造。同时，2010 年南昌供电公司已开始建设地区调度数据网，覆盖范围包括南昌地调、5 个县调及全公司所有 110kV 及以上电压等级的变电站，目前已经建成。

　　2.4.2 变电集控系统
　　
　　南昌供电公司集控采用的系统为南瑞 OPEN3000,于 2009 年 6 月开始建设，并与 2010 年 9 月投入试运行。系统采用“数据集中，分片运行”的大集控模式，即以一套独立的集控中心自动化系统同时支持多个远程集控操作中心的方式，分片完成对南昌电网所有变电站运行监控，包括数据采集与监控（SCADA）、区域无功电压优化系统（AVC）、Web 等功能。该系统在 2011 年年底接入南昌电网所辖所有运行变电站，满足对南昌电网所辖变电站应用集中监控。

　　2.4.3 配网生产管理系统
　　
　　南昌供电公司使用的配网生产管理系统（PMS）由国家电网公司统一设计、推广应用，系统包括配电专业的设备管理、运行维护、检修计划、任务管理等功能模块。根据江西省电力公司统一部署，南昌供电公司配网生产管理系统 2009年 03 月开始建设，2009 年 07 月试运行，主要开展生产管理系统设备台帐及运行中心、任务中心的各项功能应用，包括城市配网线路台帐资料、巡视、故障及缺陷记录、月度检修计划、任务单等。目前，南昌供电公司 PMS 已经进入实用化的阶段，各种生产信息日益完整，运行良好。

　　2.5 配电通信系统现状
　　
　　南昌供电公司从建立通信系统以来，其经过了多年来的升级改造，目前电网通信是以光纤通信为主，无线公网为辅的网络。其中 2.5G SDH 光纤骨干环网以 10G SDH 光纤核心环网为基础的通信网络。

　　截止 2013 年 11 月底，全公司 110kV 及以上变电站光纤化率 97.78%,双通道覆盖率为 91.78%.目前，南昌电网通信网络运行情况良好，2013 年上半年平均通信通道保障率高于 99.99%.南昌电网通信核心光环网专项工程已在 2009 年初建成投运，2010 年已完成光纤通信骨干环网的 37 个站点设备安装及调试（含基建工程站点），光纤通信主干网将覆盖全公司的各个客服中心和 9 个县区供电公司。核心光环网为10Gbit/s SDH/MSTP 光传输网络，骨干光环网的主干网部分为 2.5G SDH 光环网，骨干通信网的二级区域网在各个区域中心分别接入主干网。城区二级网为 2.5GSDH 光环网，外区二级网为 622M SDH 光环网。南昌供电公司光纤通信网网架结构见图。【5】

　　
　　应用区域配用电通信网涉及南昌市高新区内部分供电区域光纤通信网。区域内的变电站均位于核心光环网和骨干光环网上。改造前，配用电通信网还没有覆盖到配网上的一次设备，但整个主网络是已经具备了从变电站骨干通信网节点往下覆盖到大部分 10kV 配电网终端设备的条件。同时，在近年来配合市政改造、主干通信网完善等工程中，部分光纤通信电路已为应用区域配用电通信网预先建有电力主网通信光缆，有部分冗余纤芯可以在本次项目中利用。

　　此外，在建设配电通信网的同时需要南昌市政府在电力通道建设方面的给予大力支持。在进行市政相关部门进行道路建设或者改造时，需预留电力通道。

　　目前应用区域主要干道在已有电力通信通道的基础上，还需市政部门的通力合作和大力支持才能进一步形成较为完善的电力通信网络。

　　2.6 存在的主要问题
　　
　　2.6.1 配电网架
　　
　　经过多年建设，应用区域配电网架趋于稳定，但仍存在一些薄弱环节，具体表现在：

　　（1）存在较多的单射线架空及电缆线路，如发生故障，导致负荷转移较为困难。如民园一线、教育线等。

　　（2）联络方式不合理。由于当时建设的各种情况，导致分段点设置在线路的头几段，如新海线、火炬线；部分线路采用刀闸联络，如艾东线和东一线，新海线和永东线，民园二线和火炬二线。

　　（3）线路分段较少。因历史遗留问题，一些线路没有设置足够的分段用的杆上断路器，导致线路的分段较少，有的甚至超过 2 千米没有设置分段。

　　（4）负荷分布不均衡，也是由于历史原因，有些支线负荷重，有的负荷轻，不利于配电自动化的科学设置。

　　2.6.2 配电设备
　　
　　（1）设备老旧，健康水平低。区内配电设备多为政府投资的价格低廉产品，并且由于外部运行环境恶劣，遭受外力破坏和盗窃现象严重，现在多数设备老旧、锈蚀现象严重。

　　（2）配电设备技术水平低。电缆线路上配置的环网柜较少，一些主线上甚至采用电缆分支箱代替环网柜，进行线路的分接，导致无法开断负荷。（3）电力管线通道紧张，部分管沟损坏现象严重。预埋在火炬大街、火炬二路、湖滨东路转弯至国泰路等路段的电力管沟受路面沉降影响，坏损严重。

　　2.6.3 通信网络
　　
　　（1）从变电站即骨干通信网节点往下覆盖（线路、开关站、环网柜、杆上断路器等设备）的配用电通信网尚未建设。

　　（2）目前能够使用的通道资源不够。一些地下管线中，已经敷设了电力电缆或者通信网的主电网的光缆，再有一些空闲光缆的纤芯无法达到配电通信网所使用的纤芯数，特别是火炬大街和火炬二路、湖滨东路转弯至国泰路的管道坏损严重，大部分光缆通道需重新建设。

　　（3）通信网络监控管理不足。随着配电通信网的建设，将新增大量的通信设备和光缆，现有通信网络监控管理系统无法满足新形势下通信网络发展的需求。

　　（4）运行维护人员不足。配电通信网络点多面广，维护量大，需要增加一定数量具备专业知识的通信人员才能够满足配电通信网络的正常运行，目前南昌供电公司现有的通信专业人员数量明显无法达到要求。需要尽快建立相应的制度和规程，落实配用电通信设备台帐和通信系统维护人员的技术要求以及人数的关系，才能够达到配用电网电力通信的要求。