10kV配網自動化系統建設與設計

歐陽鵬

摘 要：隨著社會經濟的發展，科學技術的進步，配網自動化技術逐步成熟，已經有越來越多的計算機軟硬件新技術應用于配網之中，而為了配合電網的發展，對10kV配網自動化系統進行優質的設計與建設已經成了當下相關領域需要重點關注的焦點。本文圍繞10kV配網自動化系統展開了較為詳細的介紹，主要闡述了10kV配網自動化系統建設的主要要素、10kV配網自動化系統建設的實現技術、10kV配網自動化系統的建設規劃等主要內容。

關鍵詞：10kV配網；配網自動化；系統建設；實現技術

10kV配網自動化系統是將整體數字自動化和能源管理相結合的配電系統，是一個包含從110kV變電站的10kV饋線、開關房到用戶高壓室以及用戶在內的整體的系統。這里有必要首先了解配電自動化的概念，配電自動化就是通過現代電子技術、通訊技術、計算機網絡技術的利用以實現配電系統的正常運行，即使發生了事故，也能夠對控制、監測和配電管理提供及時的保障。一般情況下，1kV 及以上屬于中壓配電網，35kV及以上屬于高壓配電網，380/220 V屬于低壓配電網，而110kV及以下電力網絡屬于配電網絡，本文所要研究的重點內容是10kV中壓配電網的自動化。10kV配網自動化系統可以對同一用戶，特別是城市電網用戶實現集中管理、監視并使運行控制得到優化，該系統的利用不但可以使效率提高，降低成本還可以使供電可靠性得到增強，能夠提供更優質的電力服務向廣大電力用戶。在對10kV配網自動化系統進行設計與建設時，需要依循因地制宜的原則，綜合考慮當地配電網的實際情況。要從實際出發進行整體的規劃，在配電網的GIS系統基礎上，連接遠方智能控制終端，以實現10kV配網的自動化。

1 10kV配網自動化系統建設的主要要素

一個完整的10kV配網自動化系統應該包括配網自動化主站系統、配網自動化子站系統、配網自動化終端三大子系統。

1.1 配網自動化主站系統

配網自動化主站系統又包括三個系統系統，分別是配電AM/FM/GIS應用子系統DNS，配件應用軟件子系統DAS、配電SCADA組成的主站系統以及配電故障診斷的恢復。

1.2 配網自動化子站系統

配網自動化子站系統的主要作用是對附近的柱上開關、開閉所進行處理，并對配電站端的監控設備和饋線進行管理，同時配網自動化子站系統的主要職能還包括實現當地的監控、數據采集器以及饋線重合閘的功能，以保證數據可以及時的轉換傳遞到配電主站的通信處理器中。利用配網自動化子站系統能夠使主干通道得到節約，并能夠輸電網自動化的成果被配電自動化主站網絡所充分繼承。

1.3 配網自動化終端

配網自動化終端主要是為了輔助配網子站和自動化主站的正常運行，主要職能是實時監控城區所管轄的柱上開關、環網柜、開閉所等，檢測網絡結構和工況，當配網出現故障時，能夠對故障進行及時的識別，并進行有效隔離與控制，以此與配網自動化主站和子站形成合力，保證城區配網運行期間的運行優化，實現有效供電。

2 10kV配網自動化系統建設的實現技術

2.1 一次設備及供電方式

我國對于配電網在管理劃分出了城市電網和農村電網兩大類，決定配電網的供電方式的是電源點、線路開關設備以及對線路進行連接的網架。由于網架可以和電源點進行多種多樣的組合，因此就會形成多種多樣的供電方式。制定科學合理的供電方案就需要依循因地制宜的原則，從當地的實際情況出發。城市電纜網的配電線路一般都會采用環網柜作為主設備，而農村的駕控線網的配電線路一般會采用重合器、斷路器。分段器作為主設備。不同的線路開關設備其功能不同，必須根據具體的線路開關設備選擇相適應的供電方案。本文重點針對一次設備及供電方式進行詳細敘述，需要注意一下幾個問題：

（1）在架空線網中，采取離合器供電方案是最能凸顯現實與技術優點的。進行實際操作時，瞬間故障占到架空線路總故障的80%。如果采用離合器便可以將瞬間故障隔離，能夠使供電可靠性得到大幅度的提升。同時，離合器自身具有很高的智能化水平，能夠脫離對通信系統的依賴實現供電網絡的獨立運行，因此也利于實現分布實施和統一規劃。

（2）評價一個架空線網配電自動化供電方案質量好壞的主要依據就是供電的可靠性，而供電可靠性主要從出現故障的情況下，停電的范圍、停電的時間、停電的次數以及恢復供電所需要的時間來判斷。

（3）而縣級類的城市架空線網供電的范圍主要是它附近的半徑5千米之內，出于提高配電網供電可靠性的目的，一般情況下需要采用雙電源環網的供電方式，同時要配合開關4和重合器3分段的供電方案。

2.2 配電網設備的介紹與選擇

（1）VSR3-20WS4B多回路開閉器

真空與SF6氣體分別是VSR3-20WS4B多回路開閉器的滅弧介質和絕緣介質，能夠全部絕緣，具有極強的密封性，而且其結構緊湊，性能十分安全可靠，10kV城市電纜網建設采用的就是VSR3-20WS4B多回路開閉器。

（2）FZW28-12型用戶分界負荷開關和配套控制器

“支線故障波、主干線路以及其他與其相鄰的用戶的大面積停電事故”原理就是FZW28-12型用戶分界負荷開關的主要依據，其主要應用在10kV架空配電線路的T接用戶入口的位置，能夠對用戶區內的相間短路故障和單相接地故障進行自動化隔離。

（3）WPZD-160系列終端

WPZD-160系列終端是新一代的微機型配電自動化的遠方終端單元，包括通信、保護、遙測、遙控遙信等多種功能，能夠十分靈活的配置開關站或者環網柜的遙制器。

3 10kV配網自動化系統的建設規劃

3.1 規劃的基本原則

（1）采用多層分布式體系結構配電管理系統，能夠更好的利用網絡環境下的開放式系統標準、多層次應用程序構架和面向對象的開放方法。同時，通過利用數據庫管理、地理信息系統記憶實時監控等技術，可以在企業Internet/Intranet網絡環境中，進一步提升配電管理系統的性能，制定出Browser/Server和Client/Server相結合的更科學合理的10kV配電綜合自動化的解決方案。

（2）10kV配網自動化系統要以商用GIS系統和實時SCADA系統作為系統平臺，實現數據監控、生產管理、高級分析以及AM/FM/GIS等緊密結合。

（3）對于AM/FM/GIS軟件的選擇要注重其實用性，要選擇那些先進、成熟、實用性較高的產品。在進行選擇時要和產品的生產廠家進行充足的溝通和了解，使其具有較強的開放性，以使各項要求得到滿足。

（4）為了讓10kV配網自動化系統能夠對開放數據庫互聯（ODBC）標準提供更好的支持，可以讓MIS管理數據和10kV配網自動化系統進行相互連接，而且在不影響功能需要的情況下，應該將其簡化成一次設備或者二次裝備。

3.2 通信系統的規劃

通信系統是整個供電企業信息交換系統的最重要最關鍵的組成部分，其作為最主要的環節對于決定10kV配網自動化系統成功與否起著至關重要的作用。10kV配網自動化系統中通信系統的主要職能是將遠方監控單元收集到的各種信息向監控中心進行傳遞，再將監控中心所發出的命令指令傳送到各個遠方的監控終端和執行機構上。通信手段的安全可靠是10kV配網自動化系統正常運行的關鍵。對于10kV配網自動化系統中通信系統的構建一般會采用光纜通信，特別是在二級站或者變電站，直至電纜網的開閉所以及從主站到二級站，更是要有限選擇光纜通信。雖然光纜從原則上講也能應用到變電站到架空干線上，但是因為架空干擾非常容易受到各種影響因素的破壞，所以對通信方式的選擇還是需要結合實際情況，從實際出發。

3.3 結構規劃

（1）縱向結構

依據通信網結構、城市電網規模以及2級機構的設置等實際情況，在區局和供電所間要設置自動化主站到配電終端的2層次縱向結構。在供電所間、區局、市局中設置自動化主站、自動化二級站、配電終的3層次縱向結構。另外，在規劃3層次縱向結構的中間一層時，需要對信息采集范圍和監控范圍進行明確。

（2）橫向結構

橫向結構包括底層終端間的結構和上層主站的結構。上層DA/DMA主站要充分結合起停電管理、用戶投訴管理、配電變壓器監測、用戶信息、抄表計量、AM/FM/GIS和用電管理等，使其成為自己的子系統，并且要和SCADA/EMS、負控、MIS等已有的系統進行聯網，保證這些系統相互獨立的同時實現其相互間的信息互聯共享，這樣一來便可以使信息唯一和信息共享得到實現，更有利于系統的不斷的擴充。

4 結語

建設10kV配網自動化系統的主要目的在于實現電力企業各部門的資源共享與信息共享，為配電運行、生產、營銷等活動提高可靠的決策依據。開展實際設計與建設工作時，需要綜合考慮多種因素，因地制宜。而且10kV配網自動化系統建設并非短暫的過程，只有所有工作人員形成合力，通過長期的努力才能構建一個完善的10kV配網自動化大系統。

參考文獻：

[1] 葛永亮，繆剛，李慶彪. 配網自動化通信系統設計中EPON技術的應用[J]. 電氣技術. 2013（07） .

[2] 韓寶華，張紹林，侯學理，李杰. 唐山配網自動化的發展與應用[J]. 中國電力教育. 2010（S2）.

[3] 張文建，楊子強，王建彬，趙國領，劉東. 衡水城網配電自動化系統設計[J]. 電力系統自動化. 2011（07）.

[4] 王學侖，馬麟.配電自動化設計中的信息安全研究[A]. 2013年中國電機工程學會年會論文集[C]. 2013.

[5] 鄭顧平，姜超，李剛，齊鄭，楊以涵.配網自動化系統中小電流接地故障區段定位方法[J]. 中國電機工程學報. 2012（13）.