10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用探析

摘 要：本文以某地區(qū)為例，分析了10kv自動(dòng)化配網(wǎng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)；自動(dòng)化；設(shè)計(jì)

1、前言

某地區(qū)在供電系統(tǒng)方面，逐漸暴露出來(lái)了諸多問題，主要體現(xiàn)在這些方面：一是供電設(shè)備存在著嚴(yán)重老化現(xiàn)象，比如主變壓器、高壓開關(guān)等，設(shè)備沒有得到及時(shí)更新，很多設(shè)備都已經(jīng)過(guò)了使用壽命期限，供電設(shè)備的容量已經(jīng)不能夠滿足日益增長(zhǎng)的需求。二是傳統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)已經(jīng)不能跟上時(shí)代發(fā)展的潮流，比如供電系統(tǒng)只有單一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，沒有合理的布局，需要采用頻繁的步驟來(lái)切換電源等等。在聯(lián)絡(luò)低壓配電設(shè)施時(shí)，通常采用的是0.4kV低壓母排，備用電源電量很小，只有主供電源容量一半左右，這樣就會(huì)對(duì)本地區(qū)的發(fā)展產(chǎn)生限制作用。三是因?yàn)楣╇娫O(shè)備沒有先進(jìn)的指導(dǎo)思想，那么就無(wú)法有效的籌資供電系統(tǒng)建設(shè)資金，無(wú)法有效的進(jìn)行供電系統(tǒng)建設(shè)。針對(duì)這種情況，就需要積極利用先進(jìn)的電網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)10kv自動(dòng)化配網(wǎng)。

2、配網(wǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

通常情況下，主要有三種結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到供電網(wǎng)絡(luò)的布局中，分別是樹干式、環(huán)式和放射式，這三種方式有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，有著不同的供電可靠性，在其他各個(gè)方面也有著差異，比如投資、運(yùn)行、管理等等，那么就適用于不同的范圍內(nèi)。結(jié)合具體情況，供配電網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)接線方式進(jìn)行合理選擇，同時(shí)，還需要將當(dāng)?shù)丨h(huán)境以及高低壓網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)情況充分納入考慮范圍。

結(jié)合本地區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)的具體情況，將放射式布局應(yīng)用到10kV電力線路的接線中，因?yàn)楸镜貐^(qū)有著十分分散的供電區(qū)域和較大的供電面積，這樣建設(shè)出來(lái)的10kV環(huán)式供電網(wǎng)絡(luò)就有著較高的性價(jià)比。

經(jīng)過(guò)對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行研究和對(duì)比，我們確定了本地區(qū)的內(nèi)部主干網(wǎng)絡(luò)為10kV配電網(wǎng)絡(luò)，分為兩個(gè)階段來(lái)實(shí)施自動(dòng)化配網(wǎng)項(xiàng)目，將5個(gè)10Kv環(huán)網(wǎng)在第一階段內(nèi)建設(shè)，然后在第二個(gè)階段內(nèi)增加一個(gè)，采用的是閉環(huán)設(shè)計(jì)方式，但是是開環(huán)運(yùn)行。配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，10kv戶內(nèi)開閉所共有9個(gè)，戶外開關(guān)站達(dá)到了24個(gè)，下轄的配電變壓器達(dá)到了68臺(tái)。每個(gè)環(huán)網(wǎng)內(nèi)的對(duì)應(yīng)回路供電主要是由110kv變電站10kv側(cè)1、2段母線來(lái)供應(yīng)，對(duì)鋼芯進(jìn)行合理選擇，控制其截面為240平方毫米，將此作為環(huán)網(wǎng)的主干電纜。主環(huán)網(wǎng)的負(fù)荷開關(guān)等同于斷路器的額定容量，都是630A。還可以對(duì)環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，一般分為單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)，這種劃分的依據(jù)是負(fù)荷作用以及分布性質(zhì)的不同。

為了保證自動(dòng)化配網(wǎng)的正常運(yùn)行，需要進(jìn)行10kV配網(wǎng)監(jiān)控中心的構(gòu)建工作，對(duì)構(gòu)建地點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，這樣就可以有效的監(jiān)控10KV中壓戶內(nèi)開閉所和戶外開關(guān)站及部分0.4kV低壓配電運(yùn)行情況，在實(shí)際監(jiān)控方面，基本上所有的開閉所、開關(guān)站以及重要低壓配電設(shè)備都可以得到監(jiān)控。

將雙光纖自愈環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)應(yīng)用到10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的通信系統(tǒng)中，在通信信號(hào)的上傳和下達(dá)時(shí)，主要利用的單模光纖前置光端機(jī)，這樣后臺(tái)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)就可以及時(shí)了解到設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并且開閉所以及開關(guān)站的負(fù)荷開關(guān)也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。因?yàn)殡p纖自愈通信環(huán)網(wǎng)一共有五個(gè)，那么即使有故障發(fā)生于一處光纖中，也不會(huì)影響到通信系統(tǒng)的正常通信，避免有中斷問題出現(xiàn)。

3、配網(wǎng)的故障自動(dòng)診斷與重組

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，在第二個(gè)階段的設(shè)計(jì)施工中，增加到了6個(gè)環(huán)網(wǎng)，設(shè)計(jì)了開環(huán)點(diǎn)存在于每一個(gè)環(huán)網(wǎng)的兩路電源結(jié)合部，將閉環(huán)設(shè)計(jì)應(yīng)用到整個(gè)環(huán)網(wǎng)中，但是實(shí)際運(yùn)行卻是開環(huán)模式。如果有故障出現(xiàn)于環(huán)網(wǎng)中，那么后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以很快的將報(bào)警信號(hào)發(fā)出來(lái)，并且對(duì)故障范圍和故障類型進(jìn)行分析和判定，然后將編制好的故障邏輯程序給啟動(dòng)開來(lái)，進(jìn)行自動(dòng)診斷和隔離，當(dāng)然，隔離也可以采取手動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行，這樣斷電的時(shí)間和范圍就可以得到最大程度的縮短和減小。

通常情況下，主要有四類故障容易發(fā)生于10kV配網(wǎng)內(nèi)，分別是進(jìn)線失電故障、聯(lián)絡(luò)電纜故障以及負(fù)荷側(cè)出線故障和開閉所或開關(guān)站母線故障等。后臺(tái)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)配網(wǎng)中出現(xiàn)的故障類型和故障點(diǎn)進(jìn)行合理判斷，然后將故障線路給隔離開來(lái)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新組建，促使其供電得以恢復(fù)。按照這樣的原理來(lái)對(duì)故障進(jìn)行隔離，首先拉開故障點(diǎn)線路兩頭的聯(lián)絡(luò)負(fù)荷開關(guān)。那么就有電存在于一側(cè)線路中，這一側(cè)線路依然帶負(fù)荷運(yùn)行，將另一側(cè)線路相應(yīng)開環(huán)點(diǎn)處的負(fù)荷開關(guān)給合上，這樣運(yùn)行狀態(tài)依然是帶負(fù)荷的。后臺(tái)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)借助于事先編制好的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行故障的自動(dòng)隔離和診斷，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

4、配電自動(dòng)化實(shí)施中應(yīng)注意的問題

一是通信可靠性與經(jīng)濟(jì)性：配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能是對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性，具體來(lái)講，配電網(wǎng)構(gòu)架完善狀況以及配電設(shè)備自動(dòng)化程度決定著電網(wǎng)供電的可靠性，而利用配網(wǎng)自動(dòng)化終端則可以實(shí)時(shí)監(jiān)控線路配電設(shè)備。只有擁有了可靠的通信，才可以促使主站有效聯(lián)系到配網(wǎng)自動(dòng)化終端，目前最為可靠的通信技術(shù)是光纖通信。

二是在戶外運(yùn)行方面：如果是戶外運(yùn)行的配電線路設(shè)備，那么就需要較高質(zhì)量的開關(guān)主設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備以及通信終端設(shè)備等，需要對(duì)一些指標(biāo)重點(diǎn)考慮，比如溫度、濕度、抗風(fēng)沙等，需要科學(xué)設(shè)計(jì)電子設(shè)備、認(rèn)真篩選元器件等等。

三是在電源方面：配電線路上的電源具有非常大的作用，它促使開關(guān)和監(jiān)控單元進(jìn)行工作，當(dāng)線路失電后，將蓄電池啟動(dòng)，開始供電；當(dāng)線路處于正常供電狀態(tài)，那么取電工作就由電源變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，因?yàn)?0kV自動(dòng)化配網(wǎng)技術(shù)具有一系列的優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，并且人們也開始大力研究10kV自動(dòng)化配網(wǎng)技術(shù)，自動(dòng)化配網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。本地區(qū)應(yīng)用的10kV自動(dòng)化配網(wǎng)，有著較好的供電規(guī)模，在這么長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，并且有著十分優(yōu)越的性能。

參考文獻(xiàn)：

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