10KV配網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，實現(xiàn)配電網(wǎng)開閉所自動化也成為了電力部門的一項重要工作。本文首先主要以10kV配電網(wǎng)為例，在分析其特點、功能以及工作原理的基礎(chǔ)上，探討其自動化的設(shè)計與實現(xiàn)，以此來為日后智能化電網(wǎng)的實現(xiàn)提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：10kV;自動化;開閉所

一、10kV配網(wǎng)開閉所自動化的作用

開閉所中一般設(shè)置3-5個間隔（單元），組裝于一金屬箱內(nèi)，每個間隔配置開關(guān)、接地刀、PT、CT等，可以實現(xiàn)控制、保護(hù)、測量等功能，配合FTU實現(xiàn)運行參數(shù)上傳以及實現(xiàn)遙控、遙測、遙信等功能，相當(dāng)于一個小型開關(guān)站。10kV開閉所是應(yīng)用在10kV電力線路中起著對主線路分段以及控制各分支線路作用的開關(guān)設(shè)備，是伴隨著城市電網(wǎng)改造新興的電力設(shè)備，是10kV架空線路改為電纜地下敷設(shè)的配合設(shè)備。10kV開閉所具有體積小、運行可靠、功能全、擴展性好等特點，促進(jìn)了10kV配網(wǎng)自動化的建設(shè)和發(fā)展。開閉所宜建于主要道路的路口附近、負(fù)荷中心或兩座變電站之間，以便加強電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，開閉所應(yīng)有兩回及以上的進(jìn)線電源，其電源應(yīng)取自變電站的不同母線或不同高壓變電站，以提高供電可靠性。

二、10kV配網(wǎng)開閉所自動化的特點和功能

就目前10kV配網(wǎng)開閉所自動化的功能來看，除了能夠完成高壓電力的分配工作之外，還能夠?qū)ο到y(tǒng)運行過程中發(fā)生的故障進(jìn)行定位和隔離，同時還可以在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)之后自動恢復(fù)供電。因此，為了確保開閉所的作用能夠在系統(tǒng)運行過程中充分發(fā)揮出來，必須確保其具有一定的獨立繼電保護(hù)性能，簡單的說，就是當(dāng)系統(tǒng)運行過程中，某個電力元件發(fā)生故障而威脅到系統(tǒng)的安全運行之后，開閉所需要采取一定的措施對系統(tǒng)保護(hù)，確保用戶用電的安全，這也是10kV配網(wǎng)開閉所自動化的一個主要特點。就目前10kV配網(wǎng)開閉所所采用的接口來看，一般選用的都是Moden接口，利用此類接口，可以組成一個通信網(wǎng)絡(luò)，以此來對系統(tǒng)運行中涉及的所有設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)報告進(jìn)行命令和應(yīng)答。一般來說，一旦10kV開閉所出現(xiàn)問題，控制中心就會及時發(fā)出報警，并自動閉鎖，待到問題解決之后，自動恢復(fù)供電。10kV配網(wǎng)開閉所的自動化可以自動對電路中出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測，對故障進(jìn)行定位以及隔離，并且可以在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)之后自動恢復(fù)供電。

三、10kV配網(wǎng)開閉所自動化的工作原理

圖1給出的是10kV配網(wǎng)開閉所自動化系統(tǒng)圖，從圖中我們能夠看出，在整個配網(wǎng)系統(tǒng)中，開閉所占據(jù)了重要的位置，每一個項目都要經(jīng)過開閉所。系統(tǒng)運行中一旦出現(xiàn)故障，變電所Q1和Q2就會及時將閘門關(guān)閉，待到問題解決之后，便會恢復(fù)供電。同時，變電所在接收到故障信息之后，會對其類型進(jìn)行初步判斷，判斷該故障是否具備永久性，如果是永久性故障，那么變電所就會根據(jù)故障的實際情況自動進(jìn)行跳閘，同時將出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行隔離。控制中心在接收到變電所發(fā)送來的故障信息時，會根據(jù)故障的實際情況展開針對性的解決措施，以此來確保用戶用電的安全性和穩(wěn)定性。

圖1：：10kV配網(wǎng)開閉所自動化系統(tǒng)圖

四、10kV配網(wǎng)開閉所自動化的影響因素

就目前10kV配網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計與實現(xiàn)來看，其過程中存在很多影響因素，歸納起來，這些影響因素大致可以分為以下三個方面：

3.1自動化系統(tǒng)具有較高的可靠性

由于每個電力系統(tǒng)的運行環(huán)境不同，對于配網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計要求也不盡相同。因此，設(shè)計人員必須結(jié)合系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)中各個設(shè)備的運行情況。比如說，在惡劣的自然條件下，系統(tǒng)的設(shè)備是否能夠始終處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)，確保其無論在什么情況下，都不會受到外界因素的影響。因此，在對開閉所的終端產(chǎn)品進(jìn)行選擇的時候，應(yīng)該確保其能夠通過高溫、低溫、抗電磁、抗干擾的檢測。

3.2開閉所自動化設(shè)計在10kV配網(wǎng)中的整體位置

從上文的分析我們已經(jīng)知道，開閉所在整個配網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)著重要的位置，其自動化能力的大小，直接關(guān)系著配網(wǎng)自動化目標(biāo)的實現(xiàn)。因此，為了能夠?qū)㈤_閉所的作用充分發(fā)揮出來，對于自動化的設(shè)計應(yīng)該具有全局性和前瞻性，要結(jié)合電力系統(tǒng)未來的發(fā)展需求，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計。對于規(guī)模比較大的開閉所，除了要安裝必備的終端測控和保護(hù)設(shè)備之后，還應(yīng)該加入相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和處理功能。只有這樣，才能夠確保開閉所自動化的功能得到滿足。

3.3對應(yīng)整體對開閉所進(jìn)行改造

系統(tǒng)的全面性對于電力行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，因此，在對開閉所進(jìn)行創(chuàng)建的時候，必須做到對其基本特性和現(xiàn)狀進(jìn)行充分了解與掌握，同時，還要進(jìn)一步明確配網(wǎng)應(yīng)用的具體環(huán)境，比如說城市的用電需求，人口的用電量等。只有將這些內(nèi)容全面掌握，才能夠?qū)﹂_閉所進(jìn)行合理設(shè)計，避免配電線路用電量的浪費。

五、10kV配網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計與實現(xiàn)

為了能夠更好的對10kV配網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計進(jìn)行研究，本文選取了某市一家電力企業(yè)為例，對其所配備的開閉所在10kV配網(wǎng)中的作用進(jìn)行分析。圖2給出的是供電線路的故障圖，從圖2中我們能夠看出，當(dāng)開閉所內(nèi)部分支線與母線之間產(chǎn)生故障的時候，開閉所會自動化檢測到與故障相關(guān)的數(shù)據(jù)，會將支線與母線所產(chǎn)生的故障電流切斷，保護(hù)斷路器。并在配電自動化的配合下，將故障點隔離，從而恢復(fù)供電，將停電的面積降到最小，保證了整個區(qū)域用戶的供電。

圖2：某供電線路故障圖

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國電力行業(yè)發(fā)展腳步的不斷加快，配電網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計與實現(xiàn)也面臨著諸多問題。從本文的分析我們能夠看出，在當(dāng)前10kV配網(wǎng)開閉所自動化的設(shè)計中，存在著諸多影響因素，為此，設(shè)計人員如果想要從根本上實現(xiàn)開閉所的自動化，就必須對這些影響因素綜合考慮，并結(jié)合開閉所自動化的功能和工作原理，對整個配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計，以此來進(jìn)一步促進(jìn)我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展目標(biāo)的順利實現(xiàn)。

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