住宅小区的配电设计

住宅小区的配电设计 住宅小区的配电设计

黄后剑

（广西佛子矿业有限公司，广西 梧州 543100）

1 现代化住宅配电自动化系统

1.1 配电自动化系统设计的要求和特点

在本期自动化工程中，在采用南瑞 RCS-9000 系列、双电公司 SD-9520 装置的同时，采用了业扩处新开发的SD-9630 塑壳开关运行状态采集装置，检测塑壳开关的运行状态，并将运行状态传回到集控中心（中间站）。采用了业扩处新开发的 SD-9860电缆故障指示器，完成电缆故障的识别。 本期工程配电系统自动化的组成如下。

在开闭站二层设立集控中心（按中间站模式建设），安装了 1 台计算机柜。柜内装有一台 CRT 显示器、一台主机（以下简称“上位机”）、键盘、UPS 不间断电源。其中主机内 ISA 插槽上装有 2 块智能通信卡，实现与子站测控装置的通信。实现整个小区配电自动化系统的集中通信、实时监控、统计与管理功能。

测控装置主要包括：开闭站内高压柜上的 RCS-9000综合微机测控保护装置，通过 RCS-9693 通信机由双绞线连至上位机的智能通信卡；开闭站低压开关测控和低压无功补偿与上位机通信由 SD-9520 电力综合测控仪实现。12 台箱变由SD-9520Q 电力综合测控仪实现高压开关的控制、状态检测和变压器电参量的检测及低压无功补偿；由 SD-9630 实现塑壳开关运行状态采集；由 SD-9860 实现高压电缆短路与接地故障检测；SD-9520Q 电力综合测控仪借助 OTR-2218L 光纤数据收发器实现光纤传输，组成光纤与双绞线混合的通信网，将信号传至上位机。配电自动化系统组成如图1所示。

1.2 配电自动化系统主要功能设计

住宅小区配电自动化系统功能主要集中于五个方面，即数据采集、监视与控制、故障隔离与供电恢复、地理信息系统及数据统计与报表，这五方面及其相互关系如图2所示。

数据采集与远传：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等。开关位置信号远传：高压开关、低压主进开关及联络开关。自动无功补偿功能：电容器的自动投切及电容器投切状态信号远传。遥控开关：高压开关、低压主进开关及联络开关。电缆故障信号远方传输。故障隔离与恢复供电：实现电缆故障的自动隔离，迅速恢复非故障线路的供电，缩小事故范围，提高供电可靠性。住宅电能表的远方传输（RTU 预留数据采集接口）。

图1 配电网自动化系统图

图2 配电自动化系统主要功能及其关系图

2 住宅小区配电一次系统设计

2.1 主开闭站

开闭站10 kV 电源由中关村110 kV 变电站、肖庄110 kV 变电站分别引单路电缆供电，10 kV 部分接线方式为单母线分段。 站内 10 kV 开关柜共 21 面，其中：2 面进线柜；2 面 PT 柜；2 面所内；1 面母联柜；1 面隔离开关柜；13 面馈出柜，其中含 2 面变压器馈线柜。站内2台变压器低压侧分别经母线桥引至低压进线开关柜，共11面低压开关柜，其中：2 面进线柜，2 面电容器柜，1 面母联柜，6 面出线柜。

2.2 箱式变电站

箱式变电站分三部分：高压单元、低压开关单元及电容器补偿与低压测控单元。 其中，高压单元采用 SF6绝缘的开关柜，包括 1 个进线开关、1 个变压器出线开关、1 个馈线开关；低压开关单元包括 5 个低压出线开关；低压电容器补偿部分是 5—8 组电力电容器自动投切，其中 #1、#2箱变补偿容量为75 kvar，#3箱变补偿容量为90 kvar，#4、#5、#6箱变补偿容量为 120 kvar。 另外，该箱变外面覆以经过特殊防水处理的木板，外观颜色的可选择性使它能更好地与居民小区的整体风格相协调。

3 配电自动化系统通信方案

3.1 自动化系统通信网

配电自动化系统由 1 座开闭站和 12 座箱式变电站组成。在开闭站和各箱式变电站运行的 SD-9520 或SD-9520Q 在现场实时采集数据和记录历史数据，其中部分数据可在 SD-9520 或 SD-9520Q 显示屏上显示，同时全部的数据和记录可通过 SD-9520 、SD-9520Q 提供的 RS232/RS485 接口按照 DNP-3.0通信规约进行远传。SD-2000 配电自动化系统（集控中心中间站）负责基本数据通信的主机中有两块智能通信控制卡，该通信卡具有CPU 和 FLASH RAM，从而具备独立管理通信和在线编程的强大功能。通信卡有两个RS232/RS485通信口（可通过跳线来选择），两个通信口各自进行通信互不干扰，提高了通信的效率。通信口为D型9针母接头。

3.2 小区开闭站通信方案

开闭站高压侧的10 kV 进线柜、馈出线、变压器出线和母联开关采用RCS-9000 系列综合微机保护装置，实现高压开关状态的检测和 10kV 侧电参量的采集，RCS-9000系列综合微机保护装置的数据通过 RS485 接口集中到通信集中器RCS-9693 上，再通过 RS232/RS485 接口按照DNP-3.0 通信规约与智能通信卡通信，所以采用 RS232或 RS485 方式都可以。

开闭站低压侧的电容器柜内的 SD-9520 电力综合测控仪和 SD-9520JDQ 继电器扩展单元，共同实现变压器低压侧所有电参量的测量、低压主进开关与母联开关的遥控和 8 组电力电容器的自动投切。另外，开闭站每面低压出线柜内装有 SD-9630 塑壳开关运行状态采集装置，检测所有低压出线开关的运行状态。不同低压柜的 SD-9630通过 RS485 接口连到相邻柜内的 SD-9630，由末端的SD-9630 的主 RS485 接口连到装在电容柜内的 SD-9520的 RS485 接口。SD-9520 的 RS485 接口直接与主机上的智能通信卡相连。

4 某小区集控中心设计案例

4.1 设计原则

集控中心（中间站）采用工控机构成的网络系统，软件选用技术先进成熟的产品，与自动化系统工程整体配套，功能必须满足实用化要求。

要保证自动化系统运行的可靠性、系统功能的实用性、系统功能扩充及升级的适应性。要满足自动化系统功能分层的要求，有与 MIS 系统和远程通信的接口。

本系统的功能除满足配电自动化系统实用化要求外，还要具有（或予留）电度量采集处理，开闭站、箱式变电站无人值班的功能，确定并考虑下一步高级应用软件的基本连接方式方案。

本自动化系统集控中心（中间站）以运行寿命10年为设计目标。

根据系统工程的特点，集控中心（中间站）的硬件配置一步到位，不搞过渡方案。

设计范围：配电自动化系统技术规范。 集控中心（中间站）系统的安装设计。远方终端 RTU 系统方案设计。CRT 显示画面和制表打印表格设计。

4.2 集控中心计算机系统

集控中心（中间站）预设计算机柜一台，内装工控机一台，负责整个配电系统的集中通信和数据采集、整个配电网的集中监控、实现故障隔离与供电恢复以及历史数据存储与管理。 这台主机可通过调制解调器实现与远方主站或其他控制中心的通信。

5 结束语

伴随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，家庭用电器也在逐渐地增多。除了传统意义上的照明用电，现在几乎每个家庭都有电脑、电视、空调、电磁炉、电冰箱、洗衣机，虽然这些家用电器使生活更加方便快捷，但是也给电力供应增加了压力。所以，在电力的高能耗时代，进行现代化住宅小区配电设计时，必须要考虑到用电量问题，要有超前的设计理念，在小区建设中要将所有用电设备考虑进去，并留有足够的余地。只有有了超前意识才能做到完美设计，进而减少不必要的重复建设和浪费。

参考文献：

［1］ 王明俊， 张清益. 电系统自动化极其发展. 电网技术，2012（12）.

［2］ 王清. 配电自动化系统在大同地区的实现， 电力学报2012（10）

［3］ 李虎. 银川城区配电自动化系统， 电力系统自动化，2012（9）.

（责任编辑：张峰亮）