珠海供电分公司配网自动化系统实施方案介绍

2005Copyrightby许继电气配网事业部珠海供电分公司配网自动化系统实施方案介绍许继电气配网事业部目录一、珠海市城区配电网概况二、本期工程概况三、配电自动化系统五、本期工程通信系统四、一次设备与终端设备的配置六、总结一、珠海市城区配电网概况1.1珠海市城区配电网变电站、开关站及10kV馈线规模情况▶具有10kV出线的变电站16个；▶变电站下辖开关站36个；▶变电站10kV出线共405条。一、珠海市城区配电网概况1.2城区地缆线路的现状及特点地缆网络的主要方式可分为以下三种方式：（1）变电站出线、开关站出线直接进入用户（主要对大用户）；（2）进入电缆分接箱，由分接箱引出进入用户；（3）进入户外环网柜后接入用户。一、珠海市城区配电网概况1.3架空线路的现状及特点▶城区有少部分架空线路，城区周边地区则大部分仍是以架空线路为主；▶架空线路一次设备主要采用SF6断路器；▶部分采用FZW28负荷开关。二、本期工程概况2.1工程概况▶2003年11月双方签定引进TOSCAN-D3000C配电自动化系统合同；▶2004年7月系统顺利通过出厂验收；▶2004年10月底前完成主站、子站系统及配电自动化设备的安装与联调试验；▶2004年11月系统投入试运行。工程实施范围二、本期工程概况2.2工程实施规模▶建设配电主站系统1套▶建设配电子站6个▶规划20个开关站接入配电主站系统，本期接入2个▶10KV馈线自动化线路22条（6条架空线路、16条地缆线路）▶柱上开关设备16套，环网柜设备23台，配变监控终端TTU25台▶通信方式以光纤为主，以双绞线、GPRS通信方式为辅三、配电自动化系统3.1系统结构TOSCAN-D3000C配电自动化系统采用分层、分布式架构模式，遵从跨平台、全开放式系统解决方案，整个系统分为三个层次：（1）配电自动化主站层（2）配电子站层（3）终端设备层DTUDTUDTUFTUTTUFTUFTUDTUFTUFTUTTU配电子站层配电主站层终端设备层三、配电自动化系统3.2系统主要功能▶故障处理及负荷转移计算▶系统在线维护▶配电高级应用软件▶配电GIS（AM/FM/GIS）▶数据采集和监视控制（SCADA）功能▶与其他系统接口▶基于WEB的浏览三、配电自动化系统3.3系统主要特点▶安全性▶集成性▶扩展性▶先进性▶实用性主站系统三、配电自动化系统服务器机柜通信网络机柜三、配电自动化系统变电站接线图人工置数画面三、配电自动化系统控制操作画面事件记录画面与调度自动化系统的接口实现与CALLCENTER系统的接口实现三、配电自动化系统3.4与MIS系统的接口实现与MIS系统的接口实现非常简单，经过配网自动化系统的防火墙和路由器，通过配置路由，与MIS系统的进行网络配置，该系统通过链接配网自动化系统的WEB主页的方式，与配网自动化系统进行单方向数据传输。三、配电自动化系统3.5配电子站▶户外RTU（包括FTU、DTU、TTU等）数据的汇集和转发▶数据预处理▶规约转换配电自动化子站包含凤凰站、翠香站、香洲站、吉大站、九州站、南屏站，主要功能如下：▶当地维护功能▶自我诊断功能▶变电站内RTU数据的汇集和转发三、配电自动化系统3.6配电子站现场运行图片配电子站TCR综自信息接入串口终端信息接入串口与主站连接口四、一次设备与终端设备的配置4.1本期工程终端设备规模及其监控对象序号设备名称单位数量备注1柱上开关设备套16１、凤凰变电站的长沙线、界冲线共9套；２、南屏站双石线－北山站双石线共7套。2环网柜设备套23１、11套电压型环网柜；２、12套电流型环网柜。3配变终端设备台254开关站个20已有综合自动化系统，带有通讯管理机，本期规划接入配电自动化系统。四、一次设备与终端设备的配置4.2柱上开关设备的改造对于柱上开关设备与监控终端，本期工程中采用以东芝VSP5开关为主构成的电压-时间型配电自动化设备。改造内容：（1）南屏变双石线－北山变双石线环网7套柱上开关设备原为手动的SF6开关或没有开关，本次更换或新增为VSP5开关，并配套相应的一体型光纤通信RTU-L3监控终端、干式电源变压器SPS；（2）凤凰变长沙线、界冲线两个环网9套柱上开关设备为VSP5开关、干式电源变压器SPS、故障搜查控制器FDR，已经具备就地故障处理的馈线自动化功能，本次进行简单的升级，把原来不带通信的FDR更换成一体型光纤通信RTU-L3监控终端（含FDR功能）。四、一次设备与终端设备的配置4.2.1典型配电自动化设备一体型远方终端FTU柱上真空开关（PVS）干式电源变压器四、一次设备与终端设备的配置4.2.2产品特点▶以自动化为目标，从原理、结构等多方面设计来实现真正的免维护产品；▶不依赖于通信来完成事故时的处理；▶清晰的配网自动化系统功能分布，保证各层面性能优越；▶采用负荷开关以满足配网自动化经济运行要求。▶适应馈线自动化要求，具备独特的就地保护功能；四、一次设备与终端设备的配置4.2.3现场运行图（电杆）VSP5开关电源变压器光缆交接箱监控终端RTU盘绕的主干光缆四、一次设备与终端设备的配置4.2.3现场运行图（铁塔）四、一次设备与终端设备的配置4.3环网柜设备与DTU的配置对于地缆环网线路的馈线自动化，本期涉及16条线路，8个环网，共23台环网柜，采用了两种不同类型的模式：分布智能模式与集中智能模式。实施范围分别是：（1）分布智能模式（简称电压型）：10条线路，共11套环网柜设备；（2）集中智能模式（简称电流型）：8条线路，共12套环网柜设备。四、一次设备与终端设备的配置4.4电压型环网柜设备11套环网柜全部采用HXGW（N）□-12/P智能式环网开关柜设备，共有38台开关，有37台独立式智能终端（RTU-R21），每个终端分别控制1台开关，这37台独立式智能终端与开关配合，已经具备实现就故障处理的馈线自动化功能，而且终端配备有远方通信功能，通过接入通讯和系统，实现配电自动化功能，完成远方监控，统计情况如右表。序号环网柜名称开关数量（台）终端数量（台）电源变压器数量（台）备注1联浩花园环网柜3322韵琴居环网柜2223美景花园环网柜322有1台手动开关4南坑环网柜4425标准Ⅰ环网柜3336标准Ⅱ环网柜3337标准Ⅲ环网柜4448市场环网柜4429人行环网柜44210电力局环网柜44211南夏街环网柜442四、一次设备与终端设备的配置4.4.1产品特点这11套HXGW（N）□-12/P智能式环网开关柜设备主要部件由进口真空自动开关、全绝缘密封电缆附件和环网柜监控终端、带电指示器等组成，柜内配置可提供测量信号的特制防洪PT、并要求每路具备三相贯穿式测量CT。环网柜内置远方监控终端，具有手动和电动操作功能，设备可灵活设置在手动状态和自动状态。开关设备在手动状态下，远方监控终端的自动功能可以完成对线路和设备的监视。开关和监控终端在自动工作状态下，可以完成对线路和设备的全面监控等自动化“四遥”功能。四、一次设备与终端设备的配置4.4.2现场运行图片单元控制式监控终端VSP5开关手动操作孔电缆室带电指示器四、一次设备与终端设备的配置4.4.2现场运行图片组件1:电压互感器组件2:单元控制式监控终端四、一次设备与终端设备的配置4.4.3吉大站标准甲、乙线分段联络示意图四、一次设备与终端设备的配置4.5电流型环网柜设备12套电流型环网柜设备,其中6套为旧环网柜改造，另6套为新增的HXGW-12系列环网柜，共有40台开关，配置12台监控终端DTU（WPZD-140/A），并接入系统实现配电自动化功能，统计情况如右表。序号原有环网柜名称及型号数量（台）改造内容1华海环网柜（RM6户内）1一次改造、配1组DTU、2台电源变压器、每一个间隔配置A、C两相计测CT、两个进线间隔配置零序CT2翠华103#环网柜（RM6户内）1同上3物流环网柜（SM6户内）1同上4宝源花园环网柜（F&G户内）1同上5鑫光环网柜（VEI户外）1同上6东洲环网柜（VEI户外）1同上7新增HXGW-12系列环网柜（冷冻厂环网柜、山庄环网柜、农行环网柜、天桥环网柜、南油环网柜和双园楼环网柜，全部为户外）6配6组DTU、12台电源变压器，每一个间隔配置A、C两相计测CT、两个进线间隔配置零序CT四、一次设备与终端设备的配置4.5.1旧环网柜改造难点户外设备制造工艺水平有待提高；旧环网柜未充分考虑配电自动化接口；F&G环网柜和施耐德环网柜均只有手动操作机构；一次部分、操作机构其改造空间、可行性都是一个面临的大难题四、一次设备与终端设备的配置4.5.2旧环网柜改造方案（1）2台待改造的VEI环网柜：▶进出线每一个间隔配置A、C两相计测CT，两个进线间隔配置零序CT，CT二次额定电流为5A；▶各进线或母线配有PT，提供工作电源及测量电压，测量电压为AC220V；▶在不更换原有环网柜的基础上，在每台环网柜旁扩展一台智能单元柜（含DTU和PT）；▶完成监控终端DTU与环网柜电动机构二次线的连接。四、一次设备与终端设备的配置现场运行图片环网柜间隔DTU+PT间隔光缆交接箱改造后的一次电缆接头开启（穿心）式CT改造后的二次控制信号线四、一次设备与终端设备的配置4.5.2旧环网柜改造方案（2）F&G环网柜和施耐德环网柜(共4台)：▶将需要接入配电自动化系统的环网柜间隔加装电动操作机构，储能电动机额定功率不大于100W，额定电压为：DC24V，开关具有一对无源常开(常闭)接点；▶进出线每一个间隔配置A、C两相计测CT，两个进线间隔配置零序CT，CT二次额定电流为5A；▶各进线或母线配有PT，提供工作电源及测量电压，测量电压为AC220V；▶在不更换原有环网柜的基础上，在每台环网柜旁扩展一台智能单元柜（含DTU和PT）；▶完成监控终端DTU与环网柜电动机构二次线的连接。四、一次设备与终端设备的配置现场运行图片（F&G环网柜）DTU柜加装的电动机构PT柜光缆交接箱说明：光缆交接箱为壁挂式；DTU+PT柜座式安装；CT、PT安装在环网柜电缆室内。四、一次设备与终端设备的配置现场运行图片（RM6环网柜）加装的电动机构穿心式零序CTDTU柜PT柜光缆交接箱四、一次设备与终端设备的配置现场运行图片（SM6环网柜）加装的电动机构DTU柜主控箱四、一次设备与终端设备的配置4.5.3新增HXGW-12系列环网柜HXGW-12系列环网柜进出线均采用FTR1型SF6共箱式负荷开关，为4间隔环网柜；柜内所有负荷开关为三工位（闭合、断开、接地），具有“五防”联锁功能，开关以SF6气体作为灭弧、绝缘介质，气箱防护等级IP67；具备手动、电动操作机构；每个负荷开关间隔柜面板上配有带电显示器，并可通过带电显示器的插孔核对相位等；同时柜内预留有DTU和PT的安装位置。四、一次设备与终端设备的配置现场运行图片环网柜间隔DTU+PT间隔光缆交接箱DTU柜PT柜电缆室说明：光缆交接箱座式安装；CT安装在环网柜电缆室内。四、一次设备与终端设备的配置4.6环网柜配套终端功能特点WPZD-140型终端可于任何类型的带电动操作机构的环网柜开关设备配合，实现配电自动化功能。终端采用模块化结构，核心处理器采用高性能的DSP芯片，具有高可靠性、高精度、高处理速度以及免维护等特性，每台可监控6路开关，完全满足本期工程对环网柜监控的要求。WPZD-140终端实现故障处理功能主要依靠集中控制模式，现场的DTU将检测的故障信息上传给子站或主站，由子站/主站根据各DTU上传的信息及配电网的实时拓扑关系进行故障定位，同时下达命令给相关的DTU控制开关动作隔离故障和恢复非故障区间的供电。四、一次设备与终端设备的配置产品的外形图四、一次设备与终端设备的配置4.7配变监测终端的配置本期工程涉及25台配变监测终端，完成对25台配变的监测，采用珠海许继电气有限公司生产的GTTU-04型远程负荷监控终端，分为光纤通信方式和GPRS通信方式两种类型。基于GTTU－04的系统建设完成后能够实现客户侧的遥控、遥信、遥测功能，具有实时线损分析、用电异常信息报警、电能质量检测、无功补偿、配变监测、远