配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)(SCADA)信息平臺(tái)建設(shè)工程方案及投資預(yù)算

1、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)SCADA信息平臺(tái)建立工程方案及參考預(yù)算廣州市智昊電氣技術(shù)前言關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化 SCADA 饋線終端 工業(yè)通信 FTU/DTU 大致預(yù)算配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是近年來電力系統(tǒng)重點(diǎn)建立的內(nèi)容。其主要完成功能如下：實(shí)時(shí)監(jiān)測，可視化管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理隱患，減少故障發(fā)生。自動(dòng)故障定位，遙控實(shí)現(xiàn)故障隔離與恢復(fù)供電，減少故障對(duì)用戶的影響?？焖僬{(diào)度、派修，加快故障修復(fù)。遙控分段開關(guān)進(jìn)展倒閘操作，減少停電時(shí)間。如果建立一套功能完善的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，即滿足目前需求又方便擴(kuò)容升級(jí)的高性價(jià)比的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。是建立者考慮的問題。電力公司配電網(wǎng)情況分析大部從城市都有10kV架空配電線路數(shù)百條，配電變壓器過萬

2、臺(tái)，柱上開關(guān)千余臺(tái)，電力電纜千余條，開閉所過百座，局部實(shí)現(xiàn)了配電自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)和與之配套的FTU數(shù)百臺(tái)。近年來，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在日常電網(wǎng)的運(yùn)行、檢修和處理電網(wǎng)事故的過程中發(fā)揮了巨大作用。通過幾年的實(shí)踐，認(rèn)識(shí)到配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建立既要立足當(dāng)前，又要著眼長遠(yuǎn)。要將城市電網(wǎng)規(guī)劃納入國家電網(wǎng)開展的整體規(guī)劃，做到網(wǎng)架構(gòu)造合理，自動(dòng)化功能配置合理，通信方式適合。實(shí)施架空配電線路落地后的自動(dòng)化改造，面臨著新技術(shù)、設(shè)備、施工和資金等方面的困難。在電纜化線路自動(dòng)化改造過程中要著重對(duì)以下關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展研究：(1)針對(duì)城市電網(wǎng)的特點(diǎn)做好一次電纜網(wǎng)架的規(guī)劃和設(shè)計(jì)；(2)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案做好一次設(shè)

3、備，如環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱、開關(guān)站的選型與自動(dòng)化控制終端的電氣接口、技術(shù)參數(shù)選擇；(3)對(duì)落地后的自動(dòng)化終端設(shè)備構(gòu)造、防水、防潮等進(jìn)展研究，確定其使用條件和運(yùn)行、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；(4)針對(duì)電纜化線路的運(yùn)行特點(diǎn)合理配置自動(dòng)化系統(tǒng)功能；(5)對(duì)配電自動(dòng)化的通信組網(wǎng)方式進(jìn)展研究，確定適宜的自動(dòng)化通信方案。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)完成功能 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，將來要納入生產(chǎn)管理平臺(tái)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)全面遵循IEC 6197061968國際標(biāo)準(zhǔn)，以SCADA為根底，以配網(wǎng)調(diào)度作業(yè)管理為核心，全面提高配網(wǎng)調(diào)度管理水平。電纜配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能與架空線自動(dòng)化系統(tǒng)根本一樣，但要有所側(cè)重和區(qū)別。 (

4、一)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控與操作功能 全面支持配電子站與環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)測裝置(DTU)的數(shù)據(jù)通信、處理和交換；提供智能和靈活的故障恢復(fù)策略，可以提出多種恢復(fù)方案進(jìn)展人工選擇，盡量防止直接控制，進(jìn)展故障恢復(fù)；通用、快速、靈活，可以處理多點(diǎn)故障。 (二)針對(duì)電纜化線路設(shè)定一些特定功能 在環(huán)網(wǎng)柜中開關(guān)不能配置刀閘，對(duì)于開關(guān)的合分狀態(tài)應(yīng)增加狀態(tài)指示裝置；對(duì)于電纜分支線路應(yīng)增加檢測，防止形成合環(huán)；對(duì)于形成故障的分路開關(guān)應(yīng)增加鎖定功能。 配網(wǎng)自動(dòng)化關(guān)鍵設(shè)備FTU/DTU/TTU (一)配置原那么 配網(wǎng)電纜化后，因電纜饋線引起的故障很少，溝道敷設(shè)的電纜多年也不會(huì)發(fā)生故障。直埋電纜容易遭受外力破壞而引起事故。電纜化配電

5、網(wǎng)的故障那么主要來自用戶側(cè)，如過電流、過負(fù)荷等。 根據(jù)電纜化配電網(wǎng)的這些特點(diǎn)，相應(yīng)的自動(dòng)化配置和功能也要與之相適應(yīng)。配網(wǎng)自動(dòng)化要以配網(wǎng)正常運(yùn)行的監(jiān)測、調(diào)度控制以及主產(chǎn)管理為主要目標(biāo)，進(jìn)展相應(yīng)的功能配置。對(duì)用戶側(cè)設(shè)備要實(shí)施監(jiān)測，有關(guān)信息能準(zhǔn)確上報(bào)，系統(tǒng)可以判斷出故障區(qū)段和故障用戶線路?？梢圆扇「鞣N靈活方便、快捷可靠的方式隔離故障，恢復(fù)供電。不宜為追求自動(dòng)快速隔離故障和恢復(fù)供電而改造大量設(shè)備，投入太大的資金，要以實(shí)用為原那么。 (二)配網(wǎng)變電站、開閉所的自動(dòng)化 變電站、開閉所是10kV電纜配網(wǎng)的電源點(diǎn)。變電站一般采用綜合自動(dòng)化裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。要將變電站10kV饋線的遙測、遙信，事故、故障信息送到配

6、網(wǎng)調(diào)度主站，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)測。變電站10kV饋線的出線開關(guān)調(diào)度權(quán)設(shè)在配網(wǎng)調(diào)度中心，以便統(tǒng)一調(diào)度和處理故障。設(shè)在變電站操作隊(duì)的控制操作，由配網(wǎng)調(diào)度下令操作。 采用斷路器的開閉所(K形配電站)，最好采用綜合自動(dòng)化裝置。所有遙測、遙信，事故、故障信息接入配網(wǎng)調(diào)度主站，主站實(shí)現(xiàn)對(duì)開閉所的調(diào)度遙控。 采用負(fù)荷開關(guān)的開閉所(P形配電站)，通過環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)測裝置(DTU)實(shí)現(xiàn)遙測、遙信及事故監(jiān)測(過電流等)，負(fù)荷開關(guān)所配熔斷器要有輔助接點(diǎn)，熔斷器熔斷后信息可以上報(bào)。所有信息接人配網(wǎng)調(diào)度主站，主站實(shí)現(xiàn)對(duì)開閉所的調(diào)度遙控。 (三)環(huán)網(wǎng)柜的自動(dòng)化 環(huán)網(wǎng)柜是電纜饋線實(shí)現(xiàn)分段和互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)，也是電纜環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的終端現(xiàn)場。沒

7、有終端現(xiàn)場的自動(dòng)化，就沒有電纜環(huán)網(wǎng)的自動(dòng)化。 采用斷路器的用戶室環(huán)網(wǎng)柜，最好采用綜合自動(dòng)化裝置。不具備安裝綜合自動(dòng)化裝置的，可以采用DTU裝置。所有遙測、遙信及事故故障信息接入配網(wǎng)調(diào)度子站主站，主站實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的調(diào)度遙控。 采用負(fù)荷開關(guān)的環(huán)網(wǎng)柜，可采用DTU裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜的遙測、遙信及事故監(jiān)測。負(fù)荷開關(guān)所配熔斷器要有輔助接點(diǎn)，熔斷器熔斷后信息可以上報(bào)，用于判斷故障。負(fù)荷開關(guān)應(yīng)具有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，以便主站實(shí)現(xiàn)對(duì)開閉所的調(diào)度遙控。DTU除了上傳相關(guān)信息，還要就地清晰地指示出故障線路，方便事故檢修。 簡單的自動(dòng)化是給環(huán)網(wǎng)柜各進(jìn)出線安裝故障指示器，各線纜故障信息就地顯示，也可以上傳，這種方式

8、不能實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)行監(jiān)視。 (四)環(huán)網(wǎng)柜與DTU的接口 1.環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)要具有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，操作電源也可以是AC220V、DC24V、DC220V等。 2.環(huán)網(wǎng)柜要提供自動(dòng)化設(shè)備的安裝位置，用于DTU和PT的安裝。 3.在環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線側(cè)建議加裝環(huán)氧樹脂干式PT，群帶熔斷器，作電源和測量用。PT電源輸出為AC220V，視在功率為800 vA；PT測量輸出為ACIOOV，精度為0.5級(jí)。PT要封閉安裝，利于平安和維護(hù)。 4.停電后需要操作的環(huán)網(wǎng)柜需加裝電池，電池容量按時(shí)間要求確定。 5.環(huán)網(wǎng)柜每個(gè)開關(guān)提供位置輔助接點(diǎn)一個(gè)， 74接地刀輔助接點(diǎn)一個(gè)。負(fù)荷開關(guān)配套的熔斷器應(yīng)該提供輔助接點(diǎn)一個(gè)。 6.每條進(jìn)

9、出線加裝兩相保護(hù)CT(A、C相)，精度為25級(jí)。 7.DTU與環(huán)網(wǎng)柜安裝時(shí)要良好接地，接地電阻小于10。 (五)配網(wǎng)自動(dòng)化終端FTU/DTU參數(shù)要求測量精度 諧波采集精度：1.0 級(jí)13 次諧波溫度：1測量范圍 交流電壓： 02倍額定值交流電流：02倍額定值直流電壓：030V頻率： 40Hz60Hz溫度：-50+100過載能力(熱性能)交流電流回路長期運(yùn)行-2In2 倍額定電流下連續(xù)工作10s-20In短期過量交流輸入電流施加標(biāo)稱值20 倍允許 10s，持續(xù)時(shí)間小于10s，系統(tǒng)工作正常1s-40In短期過量交流輸入電流施加標(biāo)稱值40 倍允許 1s，持續(xù)時(shí)間小于1s，系統(tǒng)工作正常10 倍額定電流

10、測量誤差2交流電壓回路4Un連續(xù)工作。在 1.4 倍額定電壓下連續(xù)工作。大于1.4 倍額定電壓下允許10s。開關(guān)量輸入回路 輸入回路：光電隔離DC24V，2mA，無源接點(diǎn)輸入，外部提供電源SOE分辨率2ms軟件防抖動(dòng)時(shí)間：060000毫秒可設(shè)。輸出觸點(diǎn)容量：工作容量：在電壓不大于 AC250V(DC24V)，允許長期工作電流5A，允許通過的瞬時(shí)沖擊容量為 1250VA/150W；斷開容量：AC250VDC30V/5A。配網(wǎng)自動(dòng)化通信解決方案 通信是配網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵，也是建立和運(yùn)行維護(hù)的難點(diǎn)。通信系統(tǒng)的建立，要因地制宜，將運(yùn)行維護(hù)作為設(shè)計(jì)的重要因素考慮，采用各種通信方式，建成可靠實(shí)用的通信系統(tǒng)，

11、節(jié)省投資，提高了通信設(shè)備利用效率，通信一步到位。 配電終端單元至配電子站的通信有光纖、音頻電纜、CPRSCDMA、電纜載波等多種方式，各有利弊。 (一)復(fù)合光纜通信方案 隨著城市配電網(wǎng)電纜化的實(shí)施，要求其自動(dòng)化系統(tǒng)通信通道也相應(yīng)進(jìn)展改造，在建有永久溝道的電纜化改造工程中，將架空光纜或電纜改為溝道敷設(shè)是一種可靠性高、容易維護(hù)管理的方案。 目前，已有在220kV電纜中復(fù)合光纜的產(chǎn)品，每千米造價(jià)約增加1萬元左右，完全可以推廣到10kV電纜中，使電纜化線路的自動(dòng)化系統(tǒng)通信組織變得簡捷、可靠、造價(jià)低廉。 光纖自愈環(huán)網(wǎng)有單環(huán)網(wǎng)和雙環(huán)網(wǎng)。理論上，雙環(huán)網(wǎng)可靠性更高，但設(shè)備價(jià)格更高，光纖資源多占用倍。 FTUD

12、TU與配電子站的通信采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)方式，接口為RS-485232，速率為60019200hits，通信規(guī)約為IEC 60870-5-101。 每臺(tái)FTU，DTU及配電子站分別配置一臺(tái)自愈型光Modem，每個(gè)光Modem具有4個(gè)以上RS-232RS-485端口，其中一個(gè)RS-232端口用于集結(jié)FFUDTU信息，其余端口用于溫度監(jiān)測備用。 采用以上組網(wǎng)方式和設(shè)備配置，當(dāng)光環(huán)的一點(diǎn)出現(xiàn)斷點(diǎn)時(shí)，信息依然可以傳至配電子站，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 說明：目前國網(wǎng)及南方電網(wǎng)公司對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的通信均首先光纖通信解決方案。以工業(yè)以太網(wǎng)和EPON為主要光纖方案的主選設(shè)備。(二)GPRS/CDMA通信方案 GP

13、RS/CDMA支持多種數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，是無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合。GPRS/CDMA承載IP、X.25等業(yè)務(wù)類型。提供主站到多點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，是城區(qū)取代其他無線電臺(tái)數(shù)據(jù)通信的理想方案。利用GPRSC DMA技術(shù)無須建立專用的通信系統(tǒng)，建立投資小，信道租用費(fèi)用適中。對(duì)通信實(shí)時(shí)性要求不高、數(shù)據(jù)量不大的通信需求是較為理想的選擇。由于GPRS，CDMA的這些特點(diǎn)，目前在電力負(fù)荷監(jiān)控、電量抄表等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式一般適用于終端少、通信數(shù)據(jù)量少、實(shí)時(shí)性要求不高的場合。 中心對(duì)多點(diǎn)方式適用于終端多、通信數(shù)據(jù)量大、有一定實(shí)時(shí)性要求的場合。主站系統(tǒng)和GPRSC DMA數(shù)據(jù)中心有拉專線的

14、接入點(diǎn)方式和通過Internet的VPN方式。APN方式不和Intemet發(fā)生關(guān)系、更加平安可靠。而VPN方式那么更加經(jīng)濟(jì)、靈活。目前，采用VPN或DVPN方式的平安性已不存在問題。 說明：配網(wǎng)自動(dòng)化無線解決方案具有投資少，建立快速等特點(diǎn)。但由于移動(dòng)無線解決方案也具有時(shí)延高、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。只作為配網(wǎng)自動(dòng)化的補(bǔ)充通信手段?；蛘哌m用于縣級(jí)配網(wǎng)的初期建立投資少，不影響未來升級(jí)采用光纖。(三)載波通信方案 載波通信借助電力電纜屏蔽層，以自身的電纜資源進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸，故不需要再投資敷設(shè)新的通信電纜或昂貴的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，因此可以成為配電自動(dòng)化通信的可選方式之一。城市配電電纜網(wǎng)絡(luò)常采用“手拉手環(huán)網(wǎng)方式供

15、電。由于中壓“手拉手環(huán)網(wǎng)構(gòu)造的電力電纜被分成多段組成環(huán)網(wǎng)鏈構(gòu)造，每一個(gè)電纜分段處和電纜分支箱處的電纜屏蔽層都需要接地，這對(duì)需要跨越電纜分段處和電纜分支箱處的電纜屏蔽層載波通信相當(dāng)于“信號(hào)接地短路，給利用電力電纜屏蔽層通信傳輸配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)帶來很大的技術(shù)難題?？尚械募夹g(shù)方案有：(1)利用電力電纜屏蔽層高頻網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)載波組網(wǎng)通信；(2)利用載波中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)分級(jí)組網(wǎng)。實(shí)際上，在系統(tǒng)建立中可以采用靈活方便的組合方式，在溝道中普遍采用光纜通信。在光纜敷設(shè)困難，而且無線信號(hào)場強(qiáng)滿足的地方，將GPRS，CDMA作為一種補(bǔ)充。 方案預(yù)算詳細(xì)預(yù)算可咨詢本公司工程內(nèi)容配置說明數(shù)量預(yù)算說明主站軟件+硬件平臺(tái)SCADA實(shí)現(xiàn)“四遙功能1套50萬元實(shí)時(shí)監(jiān)測，可視化管理開關(guān)適合新上工程N(yùn)臺(tái)3萬元改造工程除外柱上饋線終端FTU帶RS485接口預(yù)留光纖通信接口N臺(tái)內(nèi)置101、104規(guī)