10kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)分析

白茂泉 姜彥

摘要：現(xiàn)階段，我國的10KV配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)有了很大進(jìn)展，其建設(shè)管理工作也越來越受到重視。為了推動(dòng)技術(shù)和能源開發(fā)的深度結(jié)合，提高社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的質(zhì)量和效益，推動(dòng)公眾生活質(zhì)量水平不斷提升，本文首先分析了10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)簡介，其次探討了10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中故障定位隔離的問題，最后對對10kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：10kV;配電網(wǎng);自動(dòng)化建設(shè);規(guī)劃與設(shè)計(jì)

引言

隨著人們在生產(chǎn)生活中對電能應(yīng)用的需求變得越來越大，使電力系統(tǒng)有了更快速的發(fā)展。電能是一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的清潔能源，而且與其他能源相比，更容易受電能管理系統(tǒng)的控制。同時(shí)，相對比較容易進(jìn)行能量之間的轉(zhuǎn)換。電能很好地代替了其他能源的應(yīng)用，這不僅給人們帶來舒適的生活體驗(yàn)，而且更加的便利，還不會對環(huán)境造成污染。但是目前出現(xiàn)的線損問題越發(fā)嚴(yán)重，整個(gè)供電過程受到線損的影響，供電成本變大。因?yàn)榕潆娋W(wǎng)會隨著使用的次數(shù)逐漸增加而出現(xiàn)線損的問題，所以如果配電網(wǎng)的調(diào)控人員不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并做出解決的對策，就會影響到供電的質(zhì)量。

1 10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)簡介

10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)分為通信層、主站層、子站層及終端層，依托其特有的“四遙”功能實(shí)現(xiàn)對配電設(shè)備的動(dòng)態(tài)化、持續(xù)化監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并妥善處理線路故障。其作用機(jī)制并不復(fù)雜，簡單來講是根據(jù)線路的功率、電流等數(shù)據(jù)、警報(bào)信息、線路開關(guān)運(yùn)行情況等，對線路當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確快速地判定，并借助遙控功能遠(yuǎn)程操控線路開關(guān)。遙調(diào)是一項(xiàng)非常重要的功能，其主要任務(wù)是實(shí)時(shí)高效地調(diào)度配電網(wǎng)，使其穩(wěn)定持續(xù)地運(yùn)行。由此可知，配電自動(dòng)系統(tǒng)的核心功能是根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)優(yōu)化配電網(wǎng)，使其始終保持穩(wěn)定安全的運(yùn)行狀態(tài)，一旦線路出現(xiàn)異常，便于電網(wǎng)調(diào)度工作人員高效精準(zhǔn)地鎖定并排除故障。

2 10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中故障定位隔離的問題

在目前的10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，單條線路發(fā)生短路故障時(shí)，線路上各級智能開關(guān)通過電流速斷保護(hù)定值來判斷是否跳閘。通常單條線路上從電源側(cè)到負(fù)荷側(cè)，各級智能開關(guān)速斷保護(hù)定值依次減小，以實(shí)現(xiàn)線路故障處智能開關(guān)優(yōu)先跳閘，縮小停電范圍。由于縣域內(nèi)單條10kV線路較長、分支線多，各段線路和變壓器型號差異化較大，各級智能開關(guān)電流速斷整定值無法準(zhǔn)確設(shè)置，造成發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)無法正確動(dòng)作，擴(kuò)大了故障停電范圍。為實(shí)現(xiàn)10kV配網(wǎng)故障準(zhǔn)確定位、快速隔離，縮小線路停電范圍，保障非故障區(qū)域電力的正常供應(yīng)，本文重點(diǎn)對基于FTU縱聯(lián)差動(dòng)與基于矩陣運(yùn)算的故障定位隔離方案進(jìn)行分析研究。

3對10kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行探討

3.1運(yùn)用先進(jìn)的電能采集設(shè)備

用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展過程是由負(fù)荷控制系統(tǒng)到電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，最后發(fā)展為正在建設(shè)的用電信息采集系統(tǒng)。為了減少對電能采集的人力資源的投入，許多供電企業(yè)采用先進(jìn)的電能采集設(shè)備，它不僅可幫助供用戶對電能的流向進(jìn)行清晰的梳理，還可以通過對設(shè)備能耗的分析，建立科學(xué)的用電模式。調(diào)整設(shè)備的使用，規(guī)范人性化管理，對電能的使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅可以采集線損實(shí)際分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還可以減少人員的工作量。在未來，用電信息采集建設(shè)的目標(biāo)主要是對所有的電力用戶保證全面覆蓋，采集所有的用電信息，支持全面費(fèi)控管理。

3.2中心站設(shè)計(jì)

中心站在配電系統(tǒng)中發(fā)揮的作用也是無可替代的，它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測并分析10kV配網(wǎng)的狀態(tài)和情況，而且其自身的構(gòu)成也具有明顯的復(fù)雜性特點(diǎn)，涉及許多部分的工作，包括電信系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。在中心站建設(shè)的時(shí)候，光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是最優(yōu)越的選擇，其自身不僅可以提高數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性，還能夠確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性，能夠讓監(jiān)督人員隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并作出應(yīng)急處理。

3.3終端FTU選型設(shè)計(jì)

在智能配電網(wǎng)中，配電終端的主要作用是對線路運(yùn)行過程中的各種狀態(tài)信息進(jìn)行收集并傳入主站系統(tǒng)中進(jìn)行分析。本研究中選用的控制終端（FTU）型號為RDCU-1A/X，該型號終端采用的是模塊化設(shè)計(jì)，CPU采用的是32位微處理器，具有非常強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)計(jì)算處理能力，且有很好的拓展性能，方便配電網(wǎng)智能化系統(tǒng)后續(xù)各項(xiàng)功能的拓展。使用的軟件具有很好的兼容性，能夠兼容市面上常見的硬件設(shè)施，具有豐富的接口。環(huán)境適應(yīng)性方面，可以在-40℃～70℃范圍內(nèi)正常工作，所以完全可以適應(yīng)室外的工作需要。利用RDCU-1A/X型號控制終端可以對配電網(wǎng)中的關(guān)鍵運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行遙測、遙信和遙控。另外，還可以與其他配電網(wǎng)中的智能控制終端實(shí)現(xiàn)通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的分布式智能化監(jiān)測與控制?？刂平K端有多種數(shù)據(jù)信息通信方式，包括工業(yè)以太網(wǎng)和RS485，基于這兩種通信形式可以與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，以便對其進(jìn)行升級維護(hù)。開關(guān)選用的是斷路器，具體型號為ZW20-12/630。該斷路器具有很好的保護(hù)功能，一旦配電網(wǎng)線路中出現(xiàn)了故障問題，導(dǎo)致線路中產(chǎn)生較大的故障電流時(shí)，斷路器可以快速對相關(guān)線路進(jìn)行切斷處理，以達(dá)到隔離故障線路的目的。開關(guān)內(nèi)部已經(jīng)配備了三相CT和獨(dú)立的零序CT，同時(shí)配備了三相五柱PT，可以對三相線路中的電壓值以及零序電壓量進(jìn)行檢測。

3.4進(jìn)一步理清線損管理

在指定指標(biāo)和分解指標(biāo)時(shí)，對指標(biāo)的指定很難做到實(shí)事求是、科學(xué)合理，再加上供電企業(yè)對員工的指標(biāo)任務(wù)年年壓縮，時(shí)間緊、任務(wù)重，加大了工作的難度，因此構(gòu)建一套合理的線損指標(biāo)管理體系十分重要。通過理論線損計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)電能損失在電網(wǎng)中的分布規(guī)律，可以暴露出管理和技術(shù)上的問題，對降損工作提供理論和技術(shù)依據(jù)，使降損工作抓住重點(diǎn)，提高節(jié)能降損的效益，使得線損管理更加科學(xué)合理。所以要以對電網(wǎng)進(jìn)行理論線損計(jì)算的結(jié)果為基數(shù)，綜合構(gòu)建線損指標(biāo)管理體系，科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)算電網(wǎng)理論線損，確定合理線損指標(biāo)修正值。由于分支線多、負(fù)荷量大、數(shù)據(jù)多、情況復(fù)雜，線損理論計(jì)算工作難度比較大，需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的計(jì)算方法，計(jì)算完后根據(jù)不同地區(qū)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、季節(jié)情況分別確定合理的線損指標(biāo)修訂值。還要進(jìn)行基于理論線損計(jì)算，建立線損指標(biāo)管理體系：第一步以理論值為基礎(chǔ)制定指標(biāo)，實(shí)施“重獎(jiǎng)輕罰”的激勵(lì)機(jī)制。將前面得到的理論線損值與合理修正值進(jìn)行相加，得到線損指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)就是獎(jiǎng)罰的分界線，根據(jù)難度不同，制定不同的完成指標(biāo)，一個(gè)完成指標(biāo)對應(yīng)一個(gè)減系數(shù)，最終的修正值等于合理修正值減去減系數(shù)。第二步是根據(jù)各個(gè)公司的具體情況，建立不盡相同的制度，據(jù)實(shí)而定。第三步是加強(qiáng)監(jiān)督線損指標(biāo)的真實(shí)性，從嚴(yán)處理查出的問題，弘揚(yáng)公平競爭，全面實(shí)現(xiàn)多勞多得。

結(jié)語

綜上所述，已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)進(jìn)行智能化建設(shè)，能顯著提升配電網(wǎng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性，降低配電網(wǎng)出現(xiàn)故障問題的概率，為電力用戶提供更加完美的服務(wù)，所以配電網(wǎng)的智能化建設(shè)是未來發(fā)展的必然趨勢。理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性，能夠作為設(shè)計(jì)人員的參考依據(jù)。但不可否認(rèn)的是，我國區(qū)域和區(qū)域之間的發(fā)展差距是較為明顯的，所以，配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的進(jìn)程也有所區(qū)別，仍有一些問題亟待改善。

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