一二次融合技术在本地的探索与实践_郑欣(0821)

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03 2016年配电自动化工作基本情况（设备）
验收&运行情况 （1）验收发现XX成套柱上开关CT变比、电源回路公用空开等 问题，联合试验研究院对成套开关进行试验。 成套柱上负荷开关设备提供的相序电流互感器参数应为
“600/5,10P10，5VA”，零序电流互感器应参数为 “100/5,10P10,2.5VA”。 控制器供电回路与电压采集串行公用同一空开，如空开打下， 控制器错误判断线路电压情况，执行逻辑合闸误致线路合环 运行的问题。
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
一、研究背景及主要研究内容
（一）研究背景 1、自动化终端的型号、接口不一，给运维工作造成很大困扰。 2、自动化终端的生命周期远小于自动化开关的生命周期。 3、公司新安规规定，在电流回路上操作，一定要有“看得到”的短接点。
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
柱上开关控制器行业现状
柱上断路器和柱上负荷开关控制逻辑迥异，各厂家FTU与 开关一一对应，通用性差，备品备件需求量大，管理复杂
控制器通用化需求
通用的硬件平台和接口、整合不同控制功能的软件系统， 形成通用化的FTU，满足自动化、智能化要求
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
通用化硬件平台设计
嵌入式系统核心单元 通用的接口设计 通用的人机界面设计 通用外围模块
参数
算法
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
状态+逻辑门 （与、或、非）
标准化软件模块，程序稳定成熟，覆盖断路器和负荷开关的控制逻辑需求 控制逻辑改变时只需要改变模块间的联系，不需要修改模块内部代码。 匹配断路器和负荷开关的逻辑改变只需在软件中设置投退。
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
（二）研究内容 1、以在南沙供电局使用较多的珠海许继、西安前进柱上开关为研究对象，测试 这些厂家不同类型的开关（电磁型、弹操型）所匹配的控制器二次端子航空插头 各端子的功能，综合各种不同类型的开关及终端二次端子的功能，设计出能匹配 不同类型开关、不同厂家终端的二次端子箱。 2、二次端子箱包括电流回路、电压回路、控制回路、电源回路四个端子排，每 个端子排端子总数能容量各回路的最大回路数，确保各种开关、终端能够与二次 端子箱匹配。 3、电流回路共六个端子，电压回路共六个端子，控制回路共十个端子，电源回 路共六个端子，二次端子箱使用不锈钢箱体。
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
三、取得成效
（二）效益方面 1、节省自动化开关改造费用。 2、降低供电局资产报废净值率。 3、与改造自动化开关相比，改造自动化终端减少停电时间。 4、增加二次端子箱后更换开关无需停电，提高供电可靠性。 5、自动化实用化效果得到体现。 6、入选广州供电局2016年科技成果推广目录。
一二次融合技术在本地的探索与实践
汇报人：郑欣 广州南沙供电局
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01 2016-当前配电自动化基本情况
单位
同步建 同步投 已建设 已投运 终端投 终端在 设终端 运率 终端 终端 运率 线率
终端正 确动作
率
南沙 256 100% 959 936 97.6% 96.97% 96.81%
南沙 145 100% 1110 1022 98.1% 97.38% 94.56%
三、取得成效
（一）施工、安装方面 1、二次端子箱安装方面，与各种终端都可以匹配。二次端子箱适宜安装在 FTU的同一水平面或其上面。对于杆装，适合同杆安装，端子箱在FTU的上面， 端子箱到FTU的二次电缆接线长度为2米即可，一般离地面4～6米；对于塔装， 端子箱可以在FTU的上面或同一水平面安装，端子箱到FTU的二次电缆接线长 度2米即可，一般离地面4～6米，具体安装位置视现场情况而定。 2、二次端子箱施工时间短，减少停电时间。施工前需准备二次线缆号码管、 剥线钳、电工刀、斜口钳。停电前先把二次端子箱固定在杆塔上，停电后， 拆下FTU的二次控制电缆，整个剪缆到接完时间不超过30分钟。
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03 V1.0阶段—一体化终端的研究
PSB-DC24C-A
5V 24V
ACAI
ACAI
BAT
DI-24
CO
CO
MCUD
切除
远方
就地
总复归
电源 插座
AC220V
交流 电源1 AC220V
交流 电源2 AC220V
电池 操作 装置 通信 电源 电源 电源 电源 DC48V DC48V DC24V DC24V
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
二、研究成果
（一）二次端子箱外观设计
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
二、研究成果
（二）二次端子箱内部设计
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
二、研究成果
（三）二次端子箱第一款：长、宽、高分别是374mm*250mm*310mm，二次端子 箱内部除二次端子外，有分闸、合闸按钮，分合闸压板，远方、就地把手，可 以在二次端子箱处对自动化开关进行分合闸操作。
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03 V1.0阶段—终端替代方案的研究
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03 V1.0阶段—终端替代方案的研究
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03 V1.0阶段—终端替代方案的研究
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03 V1.0阶段—终端替代方案的研究
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
配电网自动化水平
配电自动化终端日益普及，终端智能化水平日益提高； 南沙供电局配电网自动化装备水平底子弱，发展快
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
二、研究成果
（四）二次端子箱第二款：长、宽、高分别是374mm*200mm*310mm，与第一款 二次端子箱相比，长、宽、高均缩短，去掉了二次端子箱的分闸压压板及按钮， 不能在二次端子箱处对自动化开关进行分合闸操作。
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
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03 V1.0阶段—高可靠性终端的研究
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03 V1.0阶段—高可靠性终端的研究
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03 V1.0阶段—终端替代方案的研究
（一）研究背景 1、部分厂家的开关及终端已经不在生产。 2、无备品备件更换。 3、存在通过其他终端替代的可能。 （二）研究方法 1、摸查存在该问题终端的型号、数量及终端的特性。 2、测试该类型开关及终端的端子定义。 3、寻找可替代终端。 （三）研究成效：实现部分终端的替代 （四）不足之处：通用性差
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03 V1.0阶段—一体化终端的研究
计量插件
VS
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03 V1.0阶段—一体化终端的研究
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03 V1.0阶段—高可靠性终端的研究
（一）研究背景 1、运维专业队伍缺失，维护人员不足； 2、设备入网管理不到位、设备厂家数量多、产品质量参差不齐。 3、以有限的人力维护众多可靠性不高的配电终端，工作难度很大。 （二）研究方法 1、高可靠免维护配电终端的研究与开发 2、配电电源的可靠性研究 3、充电电路与备用储能电源研究 4、长期通讯可靠性研究 （三）研究成效：研制高可靠免维护配电自动化终端，试点应用 （四）不足之处：满足不了通用性要求，高可靠性的功能还待验证。
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03 一二次融合的探索与实践
四个阶段： 1、V1.0：2014-2016年，改造终端硬件&二次电缆； 2、V2.0：2016-2017年，改造终端软件&二次电缆接口； 3、V3.0：2017-2018年，智能电房研究； 4、V4.0：2018始，科技研究，配电设备一二次融合关键技术 研究与示范应用。
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03 2017年自动化规划
1、线路自动化改造规划： （1）2017年架空线路自动化覆盖率达到100%； （2）2017年线路自动化改造99条，新增&改造终端720套； （2）2018年A+地区线路自动化覆盖率达到100%； （3）2020年线路自动化全覆盖。 2、配网光纤规划： （1）2017年建设4条主干光纤网络； （2）2018年高可靠性自贸示范区、九大自贸区板块光纤全覆盖； （3）2020年光纤全覆盖。
开入量配置表
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
建立实时数据库，准备好所有可能需要的数据。 功能软件架构在数据库上层，数据计算和处理软件模块标准化 外部功能需求的改变只影响上层功能软件，不影响数据库和底层数据
计算软件，保证软件的稳定可靠，是实现控制功能通用性的基础。
数据类型
数据名称
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03 V1.0阶段—一体化终端的研究
配电自动化 计量自动化 电能质量监测
一体化配电终端
1. 促进配电自动化、计量自 动化的融合，推进一体化 运维，提高工作效率
2. 为今后对配电网的统一规 划、实施提供了必要条件
南沙鱼飞F8小乌村16号综合房
——广州供电局首台集计量、电能质量和配电自动 化功能一体化配电终端
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03 2016年配电自动化工作基本情况（设备）
（2）XX成套开关到货贴“不合格”标签、PT频繁爆炸、开关操 作坏导致无法分合等问题。 （3）XX开关柜及继电保护装置无独立零序CT、继保装置启动 电流大、继保装置动作时间长引起越级等问题。 （4）XX开关柜及继电保护装置继保装置动作时间长引起越级、 继保装置动作过程处于“冷却状态”等问题。 （5）XX站用变装置无“五防” 存在安全隐患、空开配置不合理 等问题。
集成化软件系统
基础数据库模式 通用的软件平台 工程化配置工具 模块化逻辑模式
用嵌入式硬件系统和嵌入式操作系统上搭载控制功能软件的 方式实现断路器和负荷开关不同的控制功能的通用性，并满 足FTU的普适性功能需求如通信、事件记录等功能
用通用的接口匹配不同的外部配置 用通用的人机界面设计匹配断路器和负荷开关的需求
故障
合
分
故障
合
分
故障
合
分
故障
合
分
故障
合
分
故障
合
分
配电 自动化
三遥六路 220V双路主电源+48V锂电池 48V开关操作电源 GPRS
计量 自动化
双路配变计量 DTU提供24V供电 GPRS
电能质量 监测
电压偏差 频率偏差 谐波 电压波动和闪变 三相不平衡
二、研究成果
（五）二次端子箱第三款：长、宽、高分别是374mm*120mm*310mm，与第二款 二次端子箱相比，长、宽、高均缩短，端子箱外观看更加小巧，简洁。
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
二、研究成果
（六）实用新型专利1项，名称“二次端子箱”
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03 V1.0阶段—可带电更换、易操作的控制器端子箱研究
站房（柱上开关）覆盖率（%）：53.2%
数据来自2016年12月广州配网调度月报
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02 2011-现在，配电自动化“体量变化”
自动化线路 176
自动化线路覆盖率 51%
10 2011
2017
8% 2011
2017
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03 2016年配电自动化工作基本情况
配电自动化指标： 1、同步投运率、终端投运率、终端正确动作率：排名第一； 2、终端在线率，排名第二。 遥控工作： 1、遥控操作：遥控送电656次，遥控转电、遥控合环转电、遥 控隔离故障76次，总次数位列第一； 2、遥控成功率95.21%。
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
软件 系统
配置表格化：自动解析配置、生成实时数据库 数据通用化：统一采样及状态量数据实时库 修改人性化：控制逻辑模块化 升级简单化：可根据运行模式升级
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
对应
对应
航插针脚
插件端子
CPU管脚或输入输出通道
航插针脚定义变化时，只需要修改软件配置就可以使控制器与之匹配，而无需重 新修改硬接线
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03 2016年配电自动化工作基本情况
自动化线路故障隔离情况： 1、自动化开关直接隔离故障215次（重合成功78.2%）； 2、配合变电站开关隔离故障29次。 自动化设备验收发现的问题： 1、自动化柱上开关、开关柜一次设备问题6宗； 2、终端、继电保护二次设备问题8宗； 3、开展自动化设备故障分析7宗。
定值
初始化
输入 管脚
结构体
数据
处理 函数
每一类保护 设计一个处
理函数
输出 管脚
中断 处理
基础算法模块部分和逻辑映射部分文件分离
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03 V2.0阶段—通用化的终端研究
主要创新点
硬件平台通用化设计：
通用化的接口设计和内部硬件，能够与柱上断路器和负荷 开关匹配，能够适应不同的PT和CT配置
通用的人机界面设计，指示灯复用，满Βιβλιοθήκη Baidu断路器和负荷开 关的不同指示要求，采用工业级触摸屏，方便操作