10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造方案探究

（廣東電網(wǎng)公司東莞企石供電分局，廣東 東莞 523000）

10kV配電網(wǎng)是城市和農(nóng)村發(fā)展不容忽視的基礎(chǔ)工程，是完善城市和農(nóng)村整體規(guī)劃的重要組成部分，也是城市農(nóng)村發(fā)展和城網(wǎng)改造的主要依據(jù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力用戶對(duì)供電可靠性和電能的質(zhì)量提出了更高要求，這就促使了10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造的開展。然而開閉所作為將高壓電力分別向周圍的幾個(gè)用電單位供電的電力設(shè)施，在10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造中占有一部分，并對(duì)10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造起到有重要作用。本文就10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造方案進(jìn)行了探究，以期能為10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造提供參考。

1 工程概述

據(jù)勘查，某開閉所占地200平方米，擁有2回路10kV進(jìn)線，13回路10kV出線，運(yùn)行方式為單母線分段運(yùn)行。作為電網(wǎng)的重要組成部分，該開閉所為小區(qū)及其附近區(qū)域負(fù)荷提供安全、可靠的電力供給。根據(jù)該開閉所所在地的供電局配電自動(dòng)化的改造要求，自2011年6月起，按照“自動(dòng)化+智能化”模式對(duì)該開閉所進(jìn)行綜合改造。改造工程實(shí)施前，該開閉所進(jìn)線、出線、母線分路開關(guān)、配電變壓器保護(hù)配置均為早期的，沒有任何遠(yuǎn)傳通訊功能，且相關(guān)線路的開關(guān)操作只能在就地實(shí)現(xiàn)，故障信息只能顯示在微機(jī)保護(hù)面板上，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)母線PT及各線路用電負(fù)荷情況的遠(yuǎn)程檢測(cè)，也不能滿足無人值班的“三遙”功能要求。同時(shí)，調(diào)度和運(yùn)行人員無法獲悉相關(guān)的環(huán)境變量信息，這對(duì)開閉所的日常維護(hù)與運(yùn)行管理造成諸多不便。

2 智能化改造總體方案

根據(jù)分析供電部門目前擁有自動(dòng)化設(shè)備與繼電保護(hù)相關(guān)配置的實(shí)際情況，確定將原有設(shè)備更加，將遠(yuǎn)方遙控能力增加，并且將井溝野味監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)圖像視頻監(jiān)測(cè)、刷卡門禁、煙感報(bào)警裝置、采集環(huán)境溫濕度裝置、遠(yuǎn)動(dòng)信息管理主機(jī)、采集壓變小車位置裝置、母線電壓等裝置全面增設(shè)，確保采用EPON-ONU設(shè)備把站內(nèi)的相關(guān)信息在調(diào)度控制中心通過光纖傳送。目前，改造開閉所智能化工作具體包含間隔級(jí)控制層與站級(jí)控制層等部分的改造工作，智能化系統(tǒng)綜合網(wǎng)絡(luò)示意圖詳見圖1。

智能化系統(tǒng)主要是通過以分層控制獨(dú)立單元的形式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其主要是以分散分布類型呈現(xiàn)，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)信息管理主機(jī)具有互不依賴、互不影響、互相獨(dú)立等基本特征。

2.1 改造站級(jí)控制層

改造站級(jí)控制層的工作具體包含光交換機(jī)、監(jiān)控圖像硬盤錄像機(jī)、遠(yuǎn)傳通信主機(jī)EPONONU、TSM300C型號(hào)的遠(yuǎn)動(dòng)信息管理主機(jī)等裝置的增設(shè)工作。另外，遠(yuǎn)傳通訊主機(jī)與遠(yuǎn)動(dòng)信息管理主機(jī)均是通過直流24V進(jìn)行供電。遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)主要是采用Windows操作系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行共組，有著友好的界面，在更改設(shè)置方面相對(duì)靈活。電力企業(yè)在運(yùn)行圖像監(jiān)控硬盤錄像機(jī)時(shí)，屬于內(nèi)部局域網(wǎng)中相對(duì)重要的階段，電力企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)中主要是通過Windows計(jì)算機(jī)進(jìn)行授權(quán)處理，對(duì)于監(jiān)控?cái)z像機(jī)所記載的歷史畫面以及實(shí)時(shí)畫面可以通過IE瀏覽器全面瀏覽，這樣的瀏覽方式能夠保證處于無人值守情況下的開閉所全面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的工作。

2.2 改造間隔級(jí)控制層

根據(jù)電氣間隔配置的需求安裝I/O單元測(cè)控裝置，將母線中置柜、母線分路開關(guān)、所有進(jìn)出線等設(shè)備中存在的信息采用遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)控制軟件從通訊主機(jī)往調(diào)度中心傳送。所有保護(hù)測(cè)控單元的裝置的事故報(bào)警信息以及實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)均能夠采用I/O單元測(cè)控裝置進(jìn)行全面顯示。置柜測(cè)控裝置位于新裝母線中時(shí)，主要是對(duì)小車工作位置與兩路壓變電壓中的信息進(jìn)行全面采集。另外，還能夠采用無源接點(diǎn)的方式將液位報(bào)警系統(tǒng)、煙感報(bào)警系統(tǒng)所發(fā)出的告警信息進(jìn)行采集上傳的工作。通常是在LED顯示屏上將采集環(huán)境溫度濕度裝置發(fā)出的濕度與溫度進(jìn)行顯示。將一臺(tái)門禁主機(jī)進(jìn)行裝設(shè)，主要是采用RS485通訊網(wǎng)絡(luò)將刷卡人以及開門信號(hào)所傳出的信息網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)進(jìn)行傳送。圖像監(jiān)控系統(tǒng)將開閉所內(nèi)所監(jiān)控的實(shí)時(shí)畫面通過槍機(jī)攝像頭往硬盤錄像機(jī)傳送，同時(shí)進(jìn)行保存，給事后有用信息的調(diào)取提供方便。

圖1 配電網(wǎng)智能化和自動(dòng)化示意圖

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信

通過以太網(wǎng)以及串口等方式設(shè)置站級(jí)網(wǎng)絡(luò)，具體是通過RS485屏蔽雙絞線在間隔層網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息。通過IEC870-5-103對(duì)間隔級(jí)I/O單元通訊以及站級(jí)設(shè)備做好規(guī)約的工作，另外，通過新下發(fā)的IEC870-5-101/104與CDT系統(tǒng)對(duì)調(diào)度端通訊進(jìn)行規(guī)約。

3 二次回路設(shè)計(jì)方案與主要內(nèi)容

3.1 分析二次回路的設(shè)計(jì)方案

通過分析二次回路設(shè)計(jì)方案的實(shí)際情況得知，設(shè)計(jì)人員在改造原有系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該對(duì)施工是否安全、是否能夠全面實(shí)施、停電因素等方面進(jìn)行綜合考慮，確保能夠給系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù)、日常管理、施工等工作奠定基礎(chǔ)。由于二次回路屬于較為錯(cuò)綜復(fù)雜類型的，因此，工作人員對(duì)二次回路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定之前，應(yīng)該對(duì)資料進(jìn)行收集以及核實(shí)接線情況。對(duì)二次回路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將各種新增設(shè)裝置的安裝位置有效的安排，盡量的把占地空間減少，使增設(shè)裝置的布局能夠滿足人性化、合理化等需求。改造二次回路的工作中，應(yīng)該要給新系統(tǒng)逐漸截圖并且替換新舊間隔做好保障，首先應(yīng)該將新改造的信號(hào)回路、電壓回路、控制回路等進(jìn)行全面構(gòu)造，改造過程中倘若回路間沒有相互牽扯的關(guān)系，盡可能的維持原樣，使再次敷設(shè)電纜的工作得到減少，從根本上促進(jìn)施工工作量得到降低。為了降低改動(dòng)部分通訊控制線的數(shù)量，應(yīng)該合理的將端子排在柜內(nèi)添加。對(duì)于處于外圍位置的信號(hào)過接、電源、通訊等，采集綜合信號(hào)控制箱的設(shè)置方式應(yīng)該以獨(dú)立設(shè)置為主。應(yīng)該綜合考慮箱內(nèi)走線、箱內(nèi)安裝是否美觀方便，通常情況下，應(yīng)該通過獨(dú)立箱體以及壁掛等方式進(jìn)行安裝，給接地提供保障。

3.2 改造二次回路的實(shí)際內(nèi)容

（1）將配變保護(hù)裝置TSW841、線路保護(hù)裝置TSW816等間隔層設(shè)備全面升級(jí)，整個(gè)裝置需要做好更換的工作，同時(shí)核對(duì)調(diào)度信息以及調(diào)試保護(hù)裝置。

（2）在改造工作中，把16個(gè)就地切換開關(guān)、遠(yuǎn)方切換開關(guān)進(jìn)行增設(shè)，在控制回路原有的基礎(chǔ)上接入，同時(shí)在保護(hù)裝置中接入變位信號(hào)，改造施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該做好安裝、開孔等工作。

（3）合理的增加遠(yuǎn)動(dòng)通訊管理裝置TSM300C等站內(nèi)控層設(shè)備，將RVSP2×0.75屏蔽網(wǎng)絡(luò)雙絞線通過總線方式在站控層設(shè)備以及間隔層保護(hù)設(shè)備中進(jìn)行全面架設(shè)，確保開閉所內(nèi)能夠自行構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)。另外，還應(yīng)該現(xiàn)場(chǎng)安裝、定位TSM300C裝置，同時(shí)錄入信息量，將各站控層裝置中的通訊線進(jìn)行全面敷設(shè)。

（4）開閉所內(nèi)通訊設(shè)備的增設(shè)工作，主要包含內(nèi)光端機(jī)設(shè)備EPON-ONU的增設(shè)工作，將調(diào)度機(jī)房通訊的光纖進(jìn)行增設(shè)。通常情況下，均是在母線分路開關(guān)隔離柜內(nèi)完成初步定位ONU設(shè)備的工作。

（5）在母線分路開關(guān)隔離柜內(nèi)完成安裝母線測(cè)控設(shè)備的工作，并且將2#壓變柜以及1#壓變柜進(jìn)行鋪設(shè)，確保母線測(cè)控裝置在完成安裝工作后，對(duì)母線電壓能夠全面采集。室柜內(nèi)部應(yīng)該將多功能插座、接線端子、直流空氣開關(guān)、交流空氣開關(guān)等進(jìn)行增設(shè)。

（6）做好圖像監(jiān)控系統(tǒng)的增設(shè)工作，還應(yīng)該將綜合采集控制箱、工作電源線、控制線、視頻線等方面進(jìn)行良好的控制，主要是通過沿墻PVC管明敷作為線路的走線方式，托架式槍機(jī)在工作時(shí)有著12V的電源，同時(shí)將電源轉(zhuǎn)換盒安裝在槍機(jī)旁。

（7）將液位采集系統(tǒng)進(jìn)行增設(shè)，其中主要包含將液位采集探針安裝在電纜溝內(nèi)，沿溝暗敷作為主要的走線方式。

（8）在南邊雙開門的位置安裝刷卡門禁系統(tǒng)，并且將磁鐵條固定在門上，將1個(gè)主機(jī)箱安裝在門內(nèi)墻邊，1個(gè)門開關(guān)加裝在主機(jī)箱旁，把1個(gè)刷卡器固定在門外墻上。將電源線以及485通訊線在主機(jī)箱內(nèi)引出指導(dǎo)采集綜合控制箱的位置進(jìn)行管線敷設(shè)，以沿墻PVC管明敷作為主要的走線方式。

（9）分別在室內(nèi)北面、室內(nèi)南面與地面距離1.6m的位置將環(huán)境溫濕度采集器進(jìn)行增設(shè)，確保采集器的工作電源盒處于獨(dú)立的狀態(tài)，從采集器內(nèi)將485通訊線引出直到綜合采集控制箱的位置，以沿墻PVC管明敷作為主要的走線方式。

（10）在直流屏后方與地面墻角距離1m的位置安裝綜合信息采集控制箱，安裝的綜合信息采集控制箱應(yīng)該有液位繼電器、DVR硬盤錄像機(jī)等裝置。分別從綜合信息采集控制箱內(nèi)引出4×1.5電纜、485總通訊線、AC220V總電源線直到母分隔離柜TSW800BK裝置、2#進(jìn)線柜、不間斷電源所在柜等位置。

3.3 接入信息的方法

開閉所內(nèi)輸入信息可以分成視頻圖像透?jìng)鳌⒋型ㄐ泡斎搿⒔狱c(diǎn)輸入等3種類型的方式。電氣單元中的I/O測(cè)控裝置主要是通過接點(diǎn)方式將液位報(bào)警信息、煙感報(bào)警信息、主要信息等方面全面接入。而保護(hù)裝置中采集溫濕度系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、其余信息等處理工作主要是通過輸入串行通信的方式進(jìn)行，采用透?jìng)鬏斎胍曨l圖像的操作對(duì)圖像監(jiān)控視頻畫面進(jìn)行全方位的處理，最后，采用光纖傳送的方式將不同類型的信息在調(diào)度中心做輸入處理。

結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力用戶對(duì)供電可靠性和電能的質(zhì)量提出了更高要求，由于電壓波動(dòng)和短期內(nèi)停電都容易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此在目前電網(wǎng)改造工作中對(duì)自動(dòng)化方面的改造要求也越來越高。本文針對(duì)10KV配電網(wǎng)自動(dòng)化改造中開閉所的改造作了詳細(xì)研究，以期能為10kV城市配網(wǎng)開閉所、環(huán)網(wǎng)站的自動(dòng)化與智能化改造提供了借鑒。

[1]袁毅.討論10kV中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案[J].科技與企業(yè)，2012（24）.

[2]徐力鈞.10kV開閉所的電氣設(shè)計(jì)[J].建筑電氣，2008（10）.