吴成刚
北京牧之科技有限公司 100176
摘 要
随着社会的不断进步与发展，我国基础设施建设不断完善，尤其是“新基建”战略的提出，对于电力能源的消耗越来越大，用电量处于持续增长状态，使得区域电网的负担不断增加，人们逐步寻求电力能源供给的优化，以期获得更高的供电可靠性和更大的电能供给，这也加快了电力供应技术的革新，供配电综合自动化系统就应运而生。供配电综合自动化系统作为电能分配和调度各个部门高效、稳定运转的技术基础，其以提高供电可靠性、缩短故障恢复时间为原则，以降低运维成本为目标，为企业生产经营提供了稳定可靠的电力能源供给。我国在供配电综合自动化领域起步较晚，同时受限于当时的建设技术水平与资金投入规模，配电网大多存在自动化基础设施简陋和综合自动化水平低下等问题，经过多年不断的探索努力和实践，加上国家大量资金的投入，供配电综合自动化建设已经取得了极大突破，实现了对设备用电负荷的科学合理分配，稳定性大幅增加，安全系数不断提高，运维成本降低，对企业的长远发展起到了非常积极的促进作用。
关键词：企业供配电综合自动化系统；特点；设计；发展趋势；应用
目 录
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绪 论
现代社会对于能源的需求促进了新一轮技术革命，电力能源作为能源中的主要支柱，为人们的工作和日常生活带来了极大便利。供配电综合自动化系统以计算机技术为重点，将所有的继电保护、测量、控制、信号传递等装置进行功能组合优化后融为一体，用全新微机化技术取代原有机电式技术，采取自动装置等先进设备减少人为干预，通过全自动技术重组优化设备功能，实现对全部设备运行情况的监视、控制、测量和协调。
一、企业供配电综合自动化系统主要特点
（一）用电负荷高度集中
我国现代企业的用电成本一直处于增长之中，当前企业用电成本约占生产总值的11%,用电成本提升主要受负载环境和变压环境变化影响,加上许多大功率设备的使用，出现了大量用电负荷集中。
（二）安全要求高
现代企业很多都是24小时连续生产，对于电力系统的稳定性和安全性提出了更高的要求，需要采取科学合理的供配电模式，进一步完善系统安全功能，比如自动关闭功能、综合调整功能等。
（三）自动化处理
企业供配电综合自动化系统有着数据采集、数据处理与记录、控制与操作闭锁、微机保护、远程通信、人机联系等功能。供配电综合自动化系统能够对供电系统的运行参数（模拟量、状态量和脉冲量）进行实时采集，并对其进行相应分析处理，发现问题时利用计算机技术能够自动控制。
二、企业供配电自动化系统设计
（一）设计原则
坚持以资源利用最大化为目标，以独立、开放、灵活、规范、稳定为重点，着重考虑投资成本控制、减少元器件总量、降低运维开销、提升系统抗干扰能力、优化系统规划布局，同时还要做好防雷措施和继电保护措施，确保人员和设备安全，在设计时尽量做到布局科学、接线清晰、接地可靠、维保方便、远程可控，使其朝着自动化、标准化和智能化的方向发展。
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（二）软件设计
软件架构设计由现场监控、远程控制和数据库三个部分组成，现场监控部分分为后台数据处理程序与人机界面监控程序，其中，后台数据处理程序利用智能化程序进行协议转换，从而实现人机交互界面的接入，人机界面监控程序的作用是将各个部分工作状态和相应工作参数通过通俗易懂的图表形式来显示；远程控制部分是以系统安全可靠为前提，确保远程控制对于现场工作的权限控制，保障审计监控中心对变电所进行动态监控和控制；数据库储存有变电所所有工作数据，包含正常状态和维修状态相关系统性信息记录，并且通过数据处理能够使人们对变电所的工作状态有着更加清晰明了的了解。
（三）硬件设计
硬件架构设计由站基层、间隔层以及设备层共同组成。站基层的作用是用来远程传递信息和实时监控监测变电站，起到信息中转站的效果，可以向控制中心上传采集到的基本数据，传递和执行管理中心所发布的相关工作指令，其主要通过合理设置设备和优化系统管理运行来实现相关功能；间隔层的重要组成部分是测控单元，能够直接监测变压器等信息并实时反馈，确保继电设备独立运行，保障系统稳定；设备层由计算机系统、服务器和因特网交换器三部分组成，主要用于信息采集、传递和处理。
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三、供配电综合自动化系统发展趋势
智能化、自动化、信息化等高新科技的运用，大幅提升了供配电综合自动化系统的工作效率，减少了工作人员投入，通过其内部自检功能，能够将系统发生的故障在第一时间予以反馈，大大减轻企业运行负担。同时，从系统本身运营条件来看，系统内部信息传输需要连接调度中心和系统交互界面，还要将设备信息反馈至系统检修中心，以保障系统能够及时进行信息检索后传递到维修人员手中，从而保障供配电工作的正常运行。另外，考虑到传统模块化工作模式对信息交流的阻碍，应当建立起完善的信息集成平台，保障部门之间的信息共享。综合自动化技术发展趋势是加强数据同步处理、规划处理和在线监控处理，提升其安全性、稳定性和可靠性。
四、企业供配电自动化系统具体应用—以500KV变电站供配电综合自动化系统改造设计为例
该变电站运行年限较长，许多设备已经超出国网要求。
（一）监控系统改造
该500KV变电站的计算机监控系统使用的是国产NS2000系统，间隔层使用的测控设备型号是国产NSD500，远动工作站和保护管理器以国产NSC200为主。经过调查研究发现，主要存在以下四个方面的问题：一是系统运行速度缓慢，经常出现宕机现象，影响到站内监控系统安全稳定。二是间隔层CPU电源和遥测遥感插件存在故障。三是远动工作站和保护管理器均缺乏备用接口，制约了升级兼容性能，无法满足国网标准所规定的传达要求。四是远动工作站无法实施主机与备机之间的切换，致使多次发生通信中断问题。建议对该变电站计算机监控系统进行改造升级，更换为一体化监控系统。
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（二）元件保护
该站所使用的220KVI母和Ⅱ母之间的母联断路器缺失母联保护装置，和设备大修原则不符。针对此情况，需要新安装母联保护装置。该站用电保护和被自投系统采用的是普通电磁式继电器接线模式，系统运行年限较长，并且从未加以改进，经研究决定将该保护装置更换为新型微机保护装置。
（三）UPS电源及直流系统改造
该站配置四套220V直流系统，由于长时间运行，系统蓄电池容量严重不足，充电屏常常出现高频模块故障，加上直流馈电屏和分电屏都已运行较长时间，按照设备大修原则的要求，应当进行改造升级。针对该系统出现的问题，建议更换四套直流系统的分电柜和主馈线柜，同时安装先进绝缘监测装置。该变电站UPS电源容量仅为6KVA，未达到国网要求，且还只是主从模式，建议安装专用UPS装置，使用不同电源点供电的双路电源供电模式，最大限度保障UPS用电稳定；同时，UPS需要满足失电后供电时间能够超过2小时，针对该问题，建议将UPS改为双主模式，容量增加到16KVA。
（四）二次辅助设备改造
该变电站时钟同步系统已于2017年完成改造，主时钟系统可以实现同时接收GPS和北斗时钟信号。屏柜设于主控楼的继电室，其他相关的继电器室设于时钟同步扩展柜。研究发现，前期B码因时接点容量不足影响到改造后新增设备的对时信号，针对此问题，建议在所有继电室内安装同步时钟扩展装置。
改造后，该变电站的安全性和稳定性得到了很大提升，由于采用二次设备改造方案，经济性也有所体现。
结 论
总的来说，随着全球经济一体化的推进，各行各业对于能源消耗都提出了更高的要求，企业始终希望用最低的能源消耗换取最大的经济效益，因此，企业必须做好供配电综合自动化系统的设计和应用工作，顺应时代发展潮流，为企业可持续发展打下坚实基础。
参考文献
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附 录