淺析配網自動化技術在10千伏配網的建設及應用

楊濤

摘要：在經濟化發展的今天，社會的生產及國民用電的數量有著顯著的增長，對用電質量的要求也隨之增高。即使是因為線路故障需要對電力系統進行檢修的情況下，通過不停電作業技術確保人們的生活以及生產能夠正常進行。本文首先分析了10kV配電網建設規劃的原則，并對10千伏配網不停電作業技術的應用安全措施進行探討，進一步提高供電的可靠性。

關鍵詞：10千伏配網；建設及應用

引言

配網自動化是利用現代通信技術、電子技術、自動化技術、數據傳輸、網絡技術等與電力設備相結合，將配網各種工況下的各類控制、保護、檢測等信息和電網企業的管理融合，提高電能質量，使供電經濟性最佳，企業管理更有效。因此，供電企業需結合配網升級改造中實現配網自動化，提高配網管理水平，為供電客戶提供優質可靠的電能。

110kV配電網建設規劃的原則

1.1“以電源點為中心，分布配置K型站”的原則

考慮到10kVK型站接線方式清晰、靈活，其出線帶繼電保護，且10kV母線帶自切，故障點判斷容易，可較快實現負荷轉移，具備較強的負荷釋放能力，故在優化10kV配電網結構的過程中，應該堅持“以電源點為中心，分布配置K型站”的原則。

1.2配電網“分層分區、適度交錯”的原則

長期以來，10kV配電網網架一直存在著錯綜復雜、參差不齊的混沌狀態，這給配電網的運行帶來很大的隱患，其主要原因是地區發展不平衡，配電網網架結構沒有一個統一的規劃原則。在配網規劃中，應該按照“分層分區、適度交錯”的原則。

2典型區域10kV配電網供電規劃模式研究

2.1工業區配網主接線模式及其特點

工業區用電，不難想像需要供電量極大，在工業區區域內大多采用負荷中心開關站的供電方式。在容量較小的區域可以采用環網形式進行電量的使用。在條件允許的情況下也可采用架空線。容量在3200kVA以上6300kVA以下的大容量用戶建議由變電站出專線電纜供電。國家級工業區的規格高、用戶規模容量和用電量較大，隨著工業區地塊的逐漸開發將開關站建設在各個地塊的負荷中心。需提前準確、全面了解將入駐工業區用戶的用電性質、申請容量等用戶信息。

2.2農業區配網主接線模式及其特點

農業區域由于其自身的地域特點，主要采用架空線路的方式進行配電網的鋪設，將各個主要連接點通過桿刀進行連接。在相對落后的區域可以根據當地的發展情況增設監督站，針對變電量的使用情況進行適當的調節，這樣不僅僅可以避免不必要的浪費，還可以減少架空電線的負荷情況，減少資源以及資金的使用。架空鋪設線路可以針對用戶進行簡單直接的供電，大大較少了資金的使用，這樣還能夠提高企業利用資金的使用效率。雖然它有很多優點，但也存在著一些不足之處，由于是架空鋪設，這就導致線路長度較長，接線處較多，且長時間暴露在自然環境下，日久便會因老化而導致線路損害等現象的發生，且用電量較大的用戶使用的總裝接容量就大，進而影響供電的使用。

3配網自動化系統的組成

3.1配網自動化主站系統

主站系統由計算機和相關軟件程序組成。它由各類服務器及通信、交換機、通訊設備等組成各個工作站，而各種工作站也可根據實際需求進行個性化選擇。主站系統由三個子系統組成：配網采集監控主站系統SCADA；配網故障定位診斷及恢復和配網應用軟件子系統DAS；配網地理信息、配網應用分析、負荷管理等應用子系統DMS構成。

3.2配網自動化子站系統

配網子站系統是管理其周圍的配變、柱上開關、開閉所等站端監控設備，實現數據的采集、饋線監控、當地監控及饋線重合閘的等功能；并將實時數據轉送配網主站處理的系統。

3.3配網自動化監控終端

配網自動化的監控、監測終端系統組成一般由FTU（饋線終端）、TTU（配變終端）和RTU（常規終端）等構成，其功能為對配電變壓器、柱上開關、開閉所、環網柜等一次設備進行監測、監控，實現終端的三遙功能及實現對故障的定位、識別、隔離及控制，進而配合系統主站和子站實現配網運行中的工況檢測、經濟運行以及配網出現故障時的故障區域的隔離和非故障區域的供電恢復。

4目前國內配網自動化系統的三種模式

4.1簡易型自動化系統

依靠就地檢測技術和自動化控制技術，一般采用只有遙信功能的故障指示器來獲取10千伏線路上的故障信息，并通過現場人工巡視故障指示器翻牌信號獲取故障定位或利用無線通信方式將故障指示信號上傳到主站系統，通過主站系統來判斷故障區域，在一次設備自動化條件較高的情況下，可采用重合器或自動開關設備，通過開關之間的時序控制等手段來實現故障的就地隔離和非故障區域供電恢復功能。主要特點：結構簡單，成本低、易于實施，但自動化程度低，人員運維檢修勞動強度大。適用范圍：僅僅適用于農村單輻射配電網絡以及無法全覆蓋專門通信網絡區域的配電網絡。

4.2實用型自動化系統

以利用多種通信手段實現，以兩遙（遙信、遙測）為主，并具備簡單遙控功能的實時監測。它的主站具備對配網線路、開閉所、環網柜等的開關、斷路器以及重要的配變等實現數據采集、監測實現遙信功能，對部分具備自動化條件的環網柜、配變、斷路器等一次設備可進行遙控。它既可以是獨立的監測、監控系統，也可以在有配網調度機構情況下做成調度和監控一體化的系統。主要特點：結構簡單、監測為主、具備簡單的控制功能，對通信系統要求低，滿足簡單的通訊傳遞要求，投資相對來較少、實用性強。適用范圍：適用于中等規模配網且已設立配網調度機構的供電企業，可以大幅減少現場線路巡檢人員。

4.3標準型自動化系統

是在實用型系統的基礎上增加基于主站控制的饋線自動化功能（主要是實現故障定位、隔離及恢復非故障區域的供電）。它對通信系統要求高，需采用專用的光纖通信網絡，還需要比較完善的配網一次網架結構，并要求對相關的配網設備具備遠端電動操作機構，實現遠端遙控功能。此類型系統具備完整的配網數據采集、監控及饋線自動化功能，當10千伏線路發生故障時，可以通過系統主站和終端的配合實現故障區段的快速切除隔離與非故障區域自動恢復供電。主要特點：通訊要求高、系統結構較完整、自動化程度較高，投入資金大。適用范圍：其適用于存在多電源、多分段的網絡結構復雜，對電能質量要求很高的配網區域。

5現階段配網自動化應用仍應注意三點問題

5.1部分地區10千伏配網網架薄弱

電力一次設備老舊未改造仍存在缺陷，一次設備自動化水平低，造成自動化應用的基礎不牢。

5.2部分配網終端設備的穩定性、控制性、可維護性等都不夠

特別是抗惡劣環境和裝置電源的性能還不高，需大力推進終端改造升級，提高其性能方能做好配網末端的監測及控制。

5.3配網自動化的實施會改變配網運行傳統的管理模式

對配網設備運行管理人員的技能及素質提出了新的要求。由于配網自動化實施后會對供電企業內部的生產管理環節進行較大沖擊，因此現行的管理體制對自動化系統會不適應，將造成運行管理工作跟不上，系統應用和數據維護工作很薄弱。

結語

供電企業實施配網自動化是為提高電能質量，保障供電的可連續，減少用電客戶的停電時間。通過采用配網自動化系統，可以提高10千伏配網一次設備的故障判斷及反應能力，實現故障區域自動隔離、非故障區域快速恢復，提高配網的運行管理水平，降低配網的損耗，從而提高供電企業經濟效益。

參考文獻

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（作者單位：國網四川省電力公司眉山供電公司）