1、淺談自動化系統在小區供配電中的應用-以承德市XX小區為例摘要：供配電系統作為住宅小區建設的重要組成部分，其直接關系到住宅小區居民的生活，因此必須要有足夠的安全性和可靠性。隨著科學技術的進步和社會的發展，自動化系統開始逐漸應用于住宅小區供配電系統中，不僅提高了供配電系統的運行可靠性、安全性，更加快了我國智能化小區建設的步伐，促進我國住宅小區供配電技術的發展。本文以承德市XX小區為例，簡要分析小區自動化系統在該小區供配電中的應用情況，以期為住宅小區供配電技術提供參考。關鍵詞：自動化系統；住宅小區；供配電近年來，隨著我國經濟的快速發展以及城市化進程的加快，我國的高層住宅小區的規模不斷擴大，人們對住宅

2、小區功能的要求不斷提高，促使我國住宅小區向智能化、大型化方向發展，這也就給住宅小區的供配電系統提出了較高的要求。供配電系統作為住宅小區建設的重要組成部分，負責為小區居民提供生活用電，隨著人們生活水平的提高，人們對住宅小區供配電系統的安全性、可靠性要求更高，這也就促使自動化系統在住宅小區供配電系統中得到廣泛的應用。因此，科學的分析住宅小區的電荷特點，并根據小區的用電情況確定科學的供配電系統，對于小區供配電運行的可靠性至關重要。一、住宅小區供配電系統的設計要求住宅小區的供配電系統應該滿足為居民提供高質量、安全、可靠的電能的同時，還應該能夠對供電能力、供電質量進行檢測，以不斷的提高供配電系統運行的可

3、靠性，提升供電質量。在對住宅小區的供配電系統進行設計的過程中，需要根據供配電系統設備的配置、運行、以及維護三個方面進行。從小區供配電系統配電設備的未來維護來說，通常將配電設備分為兩種類型：其一，不可更換或者改造的部分，這部分供配電設備由于功能、環境等因素的限制，不可進行更換，如小區地下管網電路或電纜、固定安裝的箱式變壓器以及其他的供配電設備；其二，可更換或者改造的部分，這部分設備可根據小區用電需求的改變進行更換或者在故障時進行更換，如小區箱式變電站內的電器開關、各種電氣儀表以及一些隔離設備。小區供配電系統一旦形成，就很難進行較大規模的結構改變，這也就要求在系統設計的環節中，能夠充分的考慮多方面

4、的影響因素，制定科學、合理的供配電系統設計方案。在對住宅小區的供配電系統進行設計時，需要按照統一的設計規格進行，以保證系統的設計能夠滿足居民用電的需求。目前我國出臺的住宅設計規范對住宅小區供配電系統的負荷標準、電表規格等指標進行明確的規定，并提供了相應的電荷計算方法，我國各省、市住宅小區供配電系統的設計均根據該規定和本地區的實際用電情況進行，且各項用電指標都有所提高。因此，在供配電系統設計中通常采用單位指標法進行負荷的計算，其公式為： （1）其中為單位用電標準，根據設計規范的規定，小區每戶居民用電的最大功率，通常以KW為單位進行表示，如5KW/戶。Kx為需要系數，是一個固定值。N則表示小區內部

5、住宅戶數，二、住宅區居民用電負荷分析（一）小區的概況承德市XX小區總占地面積為34.572hm2，建筑面積為98.8萬m2，小區住宅主要為1122層二類高層住宅樓，總計49棟，其中地下車庫6座，其他商業用房、設備用房若干。本小區共設計10座變配電室，每座配電室內安裝2臺箱式變壓器。該小區的電力來源主要為城市10kV配電網，電源采用雙電源的形式。（二）住宅小區居民用電負荷分析首先在小區供配電系統設計的過程中，需要根據小區的用電狀況進行供電電源的選擇。一般情況下小區供電電源為10kV城市配電網絡，為了提高小區變電站的供配電能力，保證對輸電線開關的控制，電力系統應該采用10kV雙電源進行供電。根據住

6、宅設計規范的規定，在住宅區居民家庭用戶僅有三級或者三級左右的用電負荷時，小區的供電電源可以選取附近的城市供配電網絡的10kV供配電回路。如果該住宅小區附近的幾個小區的居民用電都達不到三級或者一級和二級用電負荷時，小區的供配電系統需要根據小區內電源線路數量和變壓器數量確定局域變電所供電電源。此外，還需考慮小區供電方式，目前我國住宅小區常用的供電方式主要有雙射線、單環網兩種方式。單環網供電采用將采用一段干電纜將電能從城市配電網的10kV開閉站中引入到小區供配電是的開閉站，從而形成單環網絡單體線路，與雙射線供電線路相比，其節省了兩個高壓出母線，且使用電纜的數量更少，節約了一大部分資金。本小區在供電方

7、式中就是選擇單環網供電方式。三、小區自動化供配電系統的結構承德市XX小區自動化供配電系統是為了實現小區電能調度和電能供應的自動化，以滿足小區供配電智能化的建設需求。自動化供配電系統可以實現對電能供應情況的監視、運行情況信息的采集、傳遞、處理以及電能的調配，是一個設計范圍較廣的、綜合性強的自動化系統。其主要功能有：自動控制功能，通過自動化儀表和開關的控制，實現對母線分斷、抄表等的控制；供配電信息的采集和處理，通過分配在線路上的監測設備對供電狀態進行監測，并對監測信息進行采集、處理，為系統實現控制和管理提供依據；負荷管理功能，通過系統實現對負荷的控制、信息的傳遞和記錄等；故障的隔離和定位，在供配電

8、系統發生故障時準確的將故障電路進行隔離，并回復故障上段正常部分的供電，以保證供配電系統的可靠性；各種信息的綜合利用，將供配電系統運行過程中的所有信息進行存儲、處理，以實現系統的自動化管理和信息的分析，為系統的可靠運行提供數據支持。本小區的自動化供配電系統是一個分為三層的用戶端配電自動化系統，主要有主站層、子站層和終端層三層結構。本系統通過主站將10個配電所組成一個由上而下的網絡，以實現對配電運行的自動化控制和管理，主站系統位于該小區的1#配電所內，負責對整個小區配電網絡的監控、控制、管理。其與配電所則組成了子站系統，主要負載所轄范圍內配電網絡的管理，并通過通信線路實現與主站和終端的數據交換。配

9、電終端系統主要負責對配電網絡運行狀態的監測和對開關設備的控制。圖1為小區自動化供配電系統結構圖。圖1 自動化供配電系統結構圖四、自動化供配電系統的各部分的構成和功能（一）配電主站配電主站是小區供配電系統的控制中心，負責對整個系統信息的采集、存儲和處理。從功能上來說要實現對配電線路運行狀態的監測和控制，還要實現對配電網運行狀態的分析，并協調與各配電子系統的關系，從而保證自動化供配電系統的供電的可靠性，使系統始終處于最優的運行狀態。同時，小區的配電主站系統還可以城市供配電系統相連接，通過對本小區供配電系統運行信息的采集，將其傳遞到城市供配電系統中，并與其它自動化供配電系統組成城市供配電自動化系統，

10、提高城市供配電網絡運行的可靠性。1、主站系統的硬件組成部分配電主站系統主要是由數據服務器、前置處理劑、網絡交換機、電能計量及報表工作站、配調工作站、維護工作站、GIS工作站、打印設備以及時鐘系統等硬件部分組成。圖2為配電主站系統硬件構成圖。圖2 配電主站系統硬件構成結構圖其中數據主要負責接收和處理供配電系統中各個監測終端設備實時監測的數據，并及時的將監測數據存儲到數據庫中，并負責用戶信息、設備信息等的管理。本系統中采用主備兩臺服務器進行工作，以保證一臺服務器發生故障時系統能夠切換到另一臺服務器進行工作，保證系統運行的可靠性，避免因故障造成數據的丟失。前置處理機則主要用于主站系統與子站信息的傳遞

11、，其通過配置在系統中的網絡交換機對子站系統運行狀態信息進行上傳，并向各個子站傳遞主站的各種控制指令，前置主機和網絡交換機都是都過連接以太網進行信息的傳遞。配置在系統中的GIS工作站則主要負責對配電系統的基礎數據進行記錄、存儲和維護，并能夠維護供配電系統的地理信息，可以將故障的地理信息進行上傳，同時負責所轄范圍內供配電設備各種靜態數據的維護、查看、打印、以及設備的管理。2、配電SCADA功能本小區供配電系統采用SCADA系統進行自動化管理，其不僅是配電管理系統（DMS）的基本應用平臺，而且還是DMS的基本功能。通常將配電SCADA系統與輸電SCADA系統的基本功能作為SCADA系統的常規功能，而

12、其非常規的功能則是指在配電過程中所特有的功能，如電度量、遙測值等數據的計算和處理功能；開關信息的報警和報警信息的打印記錄功能；對系統中的斷路開關和其他自動化控制開關的遙控操作功能；時間的記錄和運行趨勢曲線的分析功能。3、配電高級應用功能（DPAS）小區的供配電網絡相對于輸電網絡結構更加復雜、拓撲變化較快，因而主站系統中的配電高級應用功能可以及時的將系統中的電氣設備補入拓撲網絡。主站系統還可以實現對配電網絡運行狀態的評估，即潮流計算功能，從而為配電網絡的故障處理、狀態估計以及故障的處理進行科學的分析，提高系統的安全性和可靠性。4、配電地理信息管理功能（AM/FM/GIS）通常情況下，小區配電網具

13、有分布廣、設備分散、同桿架設、接線繁多等特點，因此配電網的地理布置圖、配電線路接線圖、桿形圖等比較繁多。在本小區供配電系統建設的過程中，將配電網設備的運行信息、地理信息與自動制圖功能有機的結合起來，從而使配電網系統的信息能夠更加直觀的表現出來，大大提高了對系統設備的管理水平，提升了供配電系統運行的可靠性。同時將AM/FM/GIS系統與配電SCADA系統進行結合，組成一個一體化的系統，該一體化系統中SCADA系統負責對基本數據的采集和監控，并為主站控制控制中心提供實時的監測數據，以滿足系統對控制需求，同時接受AM/FM/GIS系統的控制命令對系統供配電設備進行遙控操作。5、電能計量管理系統該系統

14、主要負責對小區各用戶的用電量進行計量、統計、管理，為電業局收取電費提供依據。該系統主要是將智能電表放置在變壓器的的電壓側各個用戶進線口，同時在變壓器的低壓側設置總電量計量表，將各用戶用電量與總電量進行核對，以及時的發現系統中的損耗部分，并采取相應的措施降低電能的損耗。各個用戶的電能表在前端還需要配置抄表集中器。圖3為電能計量系統結構示意圖。圖3 電能計量系統結構示意圖（二）配電子站配電子站系統處于自動化供配電系統的中間部分，本小區共有10個配電子站系統，每個子站系統均負責對該子站所轄范圍內配電網絡運行狀態的監測和供配電設備的自動化控制，能夠對所轄區域配電線路的故障進行分辨、隔離、定位及對非故障

15、區域的恢復供電功能，并通過通信網絡將采集的系統運行信息進行上傳，同時接受主站系統的控制命令。在本小區的配電子站系統中，系統內所用的開關均為電動負荷開關，再出現故障時通過對負荷開關的開端實現對電路的投切。本小區的配電子站系統通過以太網實現與主站和終端設備的通信，并通過以太網接收主站下發的控制、調節指令，從而對子站設備和終端設備的控制，同時，子站系統還可以系統內部的設備進行調試、診斷和維護，同時配電子站系統還具有定期的接收主站的時鐘信號，對系統各終端設備進行對時，保證系統運行的可靠性。（三）配電終端配電終端是自動化供配電系統的基本單元，也是最終執行結構，配電終端設備的運行精度、數據采集精度、設備自

16、身的質量和功能等因素直接影響著整個供配電系統的功能和可靠性。本小區的配電終端設備主要有箱式變壓器、無功補償電容器、柱上開關、斷路器、負荷開關以及環網柜等，配電終端系統通過通信系統對各終端設備進行監測，為系統的控制和管理提供數據支持，同時接受主站的控制指令，從而實現對終端設備的控制。五、小結在我國住宅小區的供配電系統建設中，自動化系統的運用大大提高了系統運行的安全性和可靠性，通過對配電網系統運行狀態的實時監測，及時的對故障進行處理，大大提高了小區供配電網絡的管理水平。同時在小區供配電系統的設計過程中需要根據小區的實際用電情況不斷的系統進行改進，提高系統運行的可靠性，滿足居民用電的需求，創造良好的用電環境。參考文獻：1趙青云. 智能小區配電自動化系統技術研究D.西安建筑科技大學,2007.2寇勝雷,金雪. 電力監控系統在小區供配電設計中的應用J. 科技致富向導,2012,03:421.3馮志國,賴浩. 大型住宅小區供配電設計J. 江西理工大學學報,2013,05:54-59.4黃國泳. 淺談配電自動化在配電管理系統中的應用J. 電子制作,2013,16:231+193.5劉桂蘭,尚德彬. 箱式變電站在居民小區供配電系統中的