10 kV配電網自動化探討

何德明

（佛山順德供電局，廣東 佛山 528000）

0 引 言

國家十分重視電網智能化建設，在國家“十二五”規劃出臺的背景下，國家電網也制定了“十二五”電網智能化建設的規劃書，規劃書中指出在十二五期間電力行業應該加快電網智能化的步伐，投資2000億元來建設配網自動化工程，建設的內容包括通信系統及電網的發電、配電、輸電、變電及調度6個環節。配網自動化的實質是實現配電網可以和用戶直接連接，從而能夠提高供電質量。目前，由于配電系統出現故障導致的停電問題越來越突出，當務之急需要加快推進電網智能化建設。

1 10 kV電網的發展狀況

目前，我國配電網的智能化建設處于初步發展期，電網的布局還不完善，因此，應先完善好主干網絡才能實現電網自動化。作為“十二五”期間重要的建設工程，國家電網需要不斷進行積極探索和規劃。現階段，國家電網對19個城市進行了第二批配電自動化的試點，希望在不久的將來這些試點都可以通過驗收。

10 kV電網建設作為電力系統的最重要部分，是與用戶聯系的主要通道。10 kV電網的供電線路長、覆蓋范圍比較廣、接入點也不少、路徑更為復雜。電網的設備生產并沒有統一的標準，質量參差不齊，受環境、氣候和地理等自然環境的影響比較大。當電路系統出現故障時因為影響的因素比較多，進行檢修需要付出大量的時間和精力。就實際情況來看，我國很多地區雖然實現了配網自動化，但在10kV電網的建設上還是需要做很多的工作：配網自動化水平高的地方不多；設備年久失修，需要更換；配電設備的耗能不低，在邊遠地區電網建設工程建設薄弱。在惡劣的環境下，10 kV電網水平低的地方不能支撐整個供電系統正常運轉，建設智能化的系統能夠解決并提高供電系統的安全性。我國發展配網智能化是有很大空間的，據相關部門預計我國配電網的產業將發生天翻地覆的改變，會大大提高用電效率。

2 10 kV配網自動化系統的主要構成

10 kV作為一個國家配電網自動化的重要組成部分，在建設的過程中有具體的標準和原則。10 kV電網是一個復雜的系統工程，主要可以分為三個部分。①主站系統。配網自動化的主站系統主要由配電網的管理系統（DMS）和SCAND主站系統構成，在配電網運行中DMS能夠進行全面管理。②子站系統。SCAND系統可以監控設備的柱上開關以及環網柜的開閉情況。主站系統是有局限性的，無法與所有配電設備都直接關聯起來，這時需要借助子系統，一級一級構建10 kV配電網，各級子電網相互配合，與主站系統相輔相成，極大地優化了電網管理，同時也提高了解決停電事故的效率，及時恢復供電，解決客戶的擔憂。③終端。配電網的自動化終端，可以盡快識別故障，并對故障進行隔離，實現TU與FTU等的三通功能。

3 10 kV配電網自動化的實施原則

在10 kV配電網的自動化建設過程中，為了保證工程質量，是有一定的標準和應用原則的，具體如下。

（1）可靠性原則。供電網絡事關人們的生產和生活，一旦出現問題會造成很大的損失，因此必須遵循建設過程中的可靠性原則，在規定條件下和規定時間內完成工程預期規劃的目標，而且在用戶用電過程中因為線路、設備等故障出現停電時，必須保證故障解決的時效性。此外，配電網在電源、設備和網絡通信及設計布局上要遵循設計原則，確保供電系統正常工作。

（2）安全性原則。隨著社會的不斷進步和發展，人們的生活水平也日益改善，對于電的使用依賴性越來越高，這樣在配電網絡上保證供電質量就顯得尤為重要。配電網自動化、智能化可以利用其先進性幫助解決供電過程中出現的各種問題，并可以很快解決這些問題。智能化的系統是有賴于計算機技術完成的，但是一旦網絡系統出現問題的話，會給用戶造成不便，甚至造成經濟損失。配電網在建設過程中需要注重安全性原則，進行科學規劃設計，對建設過程進行嚴格把關，確保配電網系統的安全運行。

（3）實事求是原則。因為每個地區配電網自動化完善程度是不一樣的，而且每個地區的實際情況也不一樣，在建設的過程中要堅持實事求是的原則，結合當地的地形、氣候等自然環境問題不斷進行調整和合理規劃，從實際出發最大化地實現配電網自動化的功能。

（4）與時俱進的原則。配電網的自動化不是說建設完就可以永久利用了，它是一項需要不斷完善的復雜系統，對技術要求很高。配電網智能化需要分階段進行，盲目求成是不可取的。首先，必須先對智能化開關進行設備安裝，并且建立電壓控制系統，測試可負荷的電量程度。其次，在完成搭設基礎設備的過程中，增強對通信和控制等設備的安裝，并調配負荷。最后，利用電腦對架設的每個地方的信號進行控制和自動處理，不斷進行調整。

4 10 kV配電網自動化建設的規劃

配電網自動化、智能化的建設需要根據10 kV配電網自身的特性以及實際操作來進行，具體建議如下。

科學規劃配電網架。每個地方的經濟運行方式是不一樣的，考慮到這個方面，配電網在建設時應該根據每個地區的經濟運行情況進行合理的規劃和科學的設計。供電覆蓋的范圍和半徑上尤其需要注意設計的合理性，在覆蓋范圍和半徑設計合理的基礎上保證供電的質量，提高供電的水平。另外，由于線路比較多，不同的線路都有聯系，有必要對線路的連接點和數量進行科學的管理，保證供電的質量和供電的可靠性。

應用智能化的設備。配電智能化的關鍵是智能開關的應用，為了準確了解用戶的電量使用情況，智能開關需要與通信系統聯結，這樣能夠在配電網主站系統與子站系統的監控下對監控單元實現遙控；智能化還能自動判斷和排查故障點并進行自動隔離，進而使線路自動恢復工作，避免了經過通信線路。智能開關是一個重要的節點，是配電網自動化的核心，開閉站的功能是“三遙一視”，但是離智能化的標準還是有一定距離的。

完善通信網絡。配電網管理不是一個簡單的工作，因其特殊性必須完善配電網的通信網絡，突破通信技術是一個重要的研究課題。配電網通信系統的好壞在很大程度上決定了配電網自動系統的優劣程度，如果通信技術好的話，配電網自動化系統工作質量也會很高，反之則不然。開閉站的光纖覆蓋率不高，很難實現配電網的自動化和智能化，在實際操作中工作人員可以在上級變電站建立點對點的SCH網絡，在配電室、箱變及環網柜集中架設無源光網絡，在比較分散的地方設置GPRS通信。

接入分布式能源。分布式能源指的是可獨立運行，也可并網運行，是以資源、環境效益最大化確定方式和容量的系統，將用戶多種能源需求，以及資源配置狀況進行系統整合優化，采用需求應對式設計和模塊化配置的新型能源系統，是相對于集中供能的分散式供能方式。日常生活中的分布式能源有燃料電池、風能、太陽能等。目前，分布式能源得到了充分的發展和利用，是配電網智能化的重要體現。分布式能源具有清潔無污染、循環利用價值高、經濟效益高的優點。相對于分布式能源，傳統的集中供電有很多弊端：當超過用電負荷時不能很靈活地應對，污染比較大，利用率不高，安全方面也存在很大隱患。用分布式資源可以大大解決這些問題，彌補這些不足，在10 kV電網建設過程中一定要重視分布式能源的利用，對配電網智能化具有強大的推動作用，意義重大。

5 10 kV配電網自動化實施的具體方案

（1）環網電纜方案。在比較繁榮、人口稠密的城市應該運用以電纜為配電主干線的自動化方案，這種方式不易被外界因素干擾，運行環境也比較好。具體的實施是按照“二進四出”的原則建設，環網柜為主體，負荷開關根據某個區域用戶的數量要求來確定進出線路的數量，如果數量很多的話會轉變為開閉所。負荷開關和熔斷器配合組成環網柜，多條線路可以保證供電的安全性，對于開閉所監控系統的通信方式，在放設電纜時一并設置，載體是光纖和電話線為主，可以保證安全環境。

（2）架空線路方案。架空線路的方案適用于在城市規模和環境比較好，道路寬敞的條件。這種方案主要是借助裸線架空和架空絕緣導線為載體，架構為雙回路線的形式，雙電源環網供電。這種配電網的架構方式靈活簡單，線路大部分在外部，外部環境影響比較大。一般情況下，當A電源開關為開路運行時，由B電源供電；出現特殊情況時，B電源作為供電設備。

（3）低壓380/220V配電網自動化方案。目前，低壓配電網自動化的方案在我國的應用還比較少見，低壓配電化是配電網自動化的重要組成部分，必須加以重視。第一，科學布局配電變壓器，配置合理的供電半徑和電量的符合程度；第二，在計算的前提下，實現低壓多電源配置，轉移電源或者輕負荷時的負荷。這種低壓配置方案能夠有效降低配電網損耗，提高供電公司的經濟效益。

6 結 語

通過本文的論述可以發現，10 kV電網在建設過程中涉及很多問題，當發生問題時維修的難度也比較大。所以想要做好10 kV工程的建設工作，國家電網要合理布局，科學規劃，從全局出發，重視細節，不斷提高工作人員的專業技能，這樣才能保證正常供電和提高經濟效益。

主要參考文獻

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