配網(wǎng)自動化建設的規(guī)劃與設計

摘要：改革開放以來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，隨之而來的是用電量的不斷擴增，全國范圍內(nèi)不但供電在急劇增加，而且供電范圍也在不停擴張，這無疑會給供電設備的運營管理帶來難度。文章分析了我國自動化配電網(wǎng)絡系統(tǒng)的現(xiàn)狀，根據(jù)其中存在的問題提出了相應的解決方案。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；供電設備；配網(wǎng)規(guī)劃；配網(wǎng)設計；用電量；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM734 文章編號：1009-2374（2016）19-0128-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.061

1 配網(wǎng)自動化概述

1.1 配網(wǎng)自動化的組成

我們現(xiàn)在所使用的電能絕大部分都來自水力發(fā)電，電力從產(chǎn)生到分配給各家各戶使用，其中包含發(fā)電系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、電力輸送系統(tǒng)、電力分配系統(tǒng)。電力分配系統(tǒng)又包含停電管理系統(tǒng)、自動化供電系統(tǒng)等，是本文研究的核心內(nèi)容。

1.2 自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)絡中的重要作用

想要實現(xiàn)電網(wǎng)配電系統(tǒng)的自動化控制，首先要有信息來源，通過電腦對各方面信息的整合對配電系統(tǒng)實時控制，這種控制方法不僅安全可靠，而且節(jié)省了大量的人力物力和財力，給配電工作帶來了極大的方便與快捷。其中使用自動化配電系統(tǒng)的部分主要有如下方面：數(shù)據(jù)的采集與分析系統(tǒng)、用電線路的負載系統(tǒng)、送電設備的管理系統(tǒng)。

使用自動化控制系統(tǒng)能夠通過計算機對每一臺運行的設備隨時隨地進行監(jiān)控，并且將獲取的信息通過計算機系統(tǒng)傳送到后臺的總服務器中去，通過服務器的分析與整理提供給其他的配電站使用。自動化系統(tǒng)中的負載管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶負載的控制，在電力的使用過程中負載過大就容易造成電路燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，但是有了自動化控制系統(tǒng)，可以在事故發(fā)生之前及時將電源斷掉，避免了意外事故的發(fā)生。自動化系統(tǒng)再加上一定的人工控制就能夠很好地降低負載，起到削峰降壓的作用。

另外，使用自動化系統(tǒng)還能夠通過相應的應用軟件對負載的變化進行模擬，以保證整個系統(tǒng)的安全可靠性，還可以對系統(tǒng)的性能進行評估。不同的軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同部分自動化控制，通過軟件的使用可以直觀地將設備的運行狀況顯示出來，還可以檢測出設備的故障，及時發(fā)出警報使相關(guān)人員及時對機器進行修理，最后不得不說的是，自動控制系統(tǒng)還能自主分配電路負載以免電路系統(tǒng)供應不良。還有一種自動控制系統(tǒng)，它能夠按照設計圖紙對整個電網(wǎng)系統(tǒng)進行供電分配，在配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時的找出故障并解決問題，這是整個配電系統(tǒng)的基本保障。

1.3 目前我國電網(wǎng)配電系統(tǒng)的發(fā)展狀態(tài)

雖說改革開放以來我國經(jīng)濟社會已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是與很多發(fā)達國家相比還是有很大的差距，就電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)來說就已經(jīng)落后了國外很多年，至今中性系統(tǒng)仍不能接地，導致我國電網(wǎng)配電系統(tǒng)不能接著引進國外先進技術(shù)。最重要的是使用電網(wǎng)配電模式能夠?qū)θ藗兊碾娏κ褂们闆r實行監(jiān)督以方便對電網(wǎng)配電系統(tǒng)實行實時管理，但是盡管我國相關(guān)人員已經(jīng)做出了很多努力，我國的電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)仍然難以實現(xiàn)這一目標。尤其是在農(nóng)村的電網(wǎng)改造、電力輸送結(jié)構(gòu)改造以及壞舊設備更新方面其自動化程度仍然處于較低水平。在電力需求日益激烈的今天，我國的配電自動化系統(tǒng)不能及時滿足電力發(fā)展的需求，電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的技術(shù)水平亟待提高。

1.4 實現(xiàn)電網(wǎng)配電自動化的重大意義

如今隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電力供應對于日常生活來說已經(jīng)是非常重要了，尤其是在大城市中任何時候停電都會給城市經(jīng)濟的發(fā)展帶來巨大的損失。但是實施電網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)能夠有效檢測出電網(wǎng)故障，及時排除停電的風險，盡最大可能地減少停電時間和停電次數(shù)，為廣大居民提供安全可靠的供電系統(tǒng)。同時還要提高穩(wěn)壓器的工作性能，為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)高效的電力供應，在停電時盡可能地減小停電影響的范圍。再者使用電網(wǎng)配電系統(tǒng)能夠有效降低電力供應的運行成本，最大限度地節(jié)省能源，為節(jié)約資源保護環(huán)境做出了巨大的貢獻。即使是出現(xiàn)停電的意外，使用電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)能夠幫助搶修人員及時檢測出故障發(fā)生的地方，縮短搶修時間提高電力供應服務質(zhì)量。

2 配網(wǎng)自動化的規(guī)劃

2.1 配網(wǎng)自動化的規(guī)劃原則

配網(wǎng)自動化在最初的設計過程中一定要注意如下問題：第一，從實際出發(fā)注重配網(wǎng)的實用性以及配網(wǎng)的可拓展性。配網(wǎng)自動化的子系統(tǒng)也是十分關(guān)鍵的，在自動化檢測的同時要顧及到對每個子系統(tǒng)的檢測，以保證子系統(tǒng)的正常運行，最大限度發(fā)揮子系統(tǒng)的功能，以便在以后的使用過程中對子系統(tǒng)進行擴展開發(fā)；第二，配網(wǎng)自動化最重要的要求之一就是配網(wǎng)的安全性，除此之外配網(wǎng)系統(tǒng)還需要具有穩(wěn)定可靠的基本性能。整體配網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃還要符合國家標準，整體布局簡單方便，軟件選擇合理、通信方式選擇適當，在各方面努力做到配網(wǎng)系統(tǒng)高效穩(wěn)定的工作。

2.2 如何實現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設

實現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)必須要遵循一定的原則，這樣才能夠保證供電系統(tǒng)的正常運行，同時要合理安排配電網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)布局，以方便專業(yè)人員對供電系統(tǒng)進行管理與控制，提高系統(tǒng)運行的安全可靠性，及時發(fā)送并接收相關(guān)信息保證廣大人民的濟效益。為我國社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展提供技術(shù)支持，向?qū)崿F(xiàn)社會主義現(xiàn)代化建設更進一步，為我國科學技術(shù)的發(fā)展提供動力。

3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計

3.1 如何改造現(xiàn)有配網(wǎng)結(jié)構(gòu)

實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的第一步就是要對現(xiàn)有的配網(wǎng)系統(tǒng)進行改造，目前我國存在的主要配網(wǎng)系統(tǒng)就是10kV的高架輸電線。對它進行改造時主要是向著2-1、3-1的方向進行改造，在改造的同時注意優(yōu)化配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)布局，減小電網(wǎng)負荷。

3.2 配網(wǎng)系統(tǒng)的建立只是配網(wǎng)自動化的第一步

在后續(xù)實際使用的過程才是配網(wǎng)自動化的主體內(nèi)容，自動化主要是檢測供電網(wǎng)絡運行的正常與否，以及實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡的自動控制。對配電網(wǎng)絡的故障檢測以及對故障范圍的控制都是配網(wǎng)自動化的重要內(nèi)容。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用高速以太網(wǎng)配置，同時使用各種軟件系統(tǒng)來進行信息的共享，以便實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡更高的控制與管理。

3.3 建立完善通信系統(tǒng)

配網(wǎng)自動化的核心技術(shù)就是通信系統(tǒng)，通過通信系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，能夠直觀準確地反映出配網(wǎng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與否，進而為故障的解決提供信息依據(jù)。配網(wǎng)系統(tǒng)中各個部分設置都有監(jiān)控點，這些監(jiān)控點之間信息的交流也是十分復雜的，所以對于通信方式的選擇也要結(jié)合實際情況采用多種通信辦法，以滿足信息交流的需要。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)也不斷成熟，目前使用的通信方式有光纖通信、無線通信、電力載波通信等。第一，光纖通信不僅速度高，而且穩(wěn)定可靠，具有很強的抗干擾能力，在強磁干擾的環(huán)境下也能夠很好地傳輸，特別是遠距離通信；第二，無線通信，也就是我們常說的衛(wèi)星通信，它不需要實體介質(zhì)來作為傳輸依據(jù)，所以建設工期短，成本低，特別適合流量小的通信設備；第三，電力載波通信是對光纖通信的補充，彌補了光纖通信中無法布置光纜的漏洞，使得光纖通信更為靈活全面。

4 應用配網(wǎng)自動化需要注意的問題

4.1 對配網(wǎng)自動化的規(guī)劃工作應統(tǒng)籌兼顧

配網(wǎng)自動化的建設和實施工作涉及到較多的部門，在制定實施方案時應綜合考慮、統(tǒng)籌兼顧，在設計上應協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在經(jīng)濟上能對資金進行節(jié)約，在管理上易于維護，在技術(shù)上對平臺進行統(tǒng)一，同時還應為將來電力企業(yè)的信息化建設奠定基礎(chǔ)。

4.2 需要對配電線路造成干擾的因素進行充分的考慮

第一，對包括電磁干擾、振動、風沙、潮濕、雨淋、高溫和低溫工作及雷擊過電壓等因素進行充分的考慮。另外，和輸電網(wǎng)系統(tǒng)相比，配電網(wǎng)系統(tǒng)中的設備切換非常頻繁，所以對設備的質(zhì)量、壽命和可靠性要求都很高，這樣無形中增加了設備的造價，在篩選元器件、設計電子設備、開關(guān)的外絕緣材料上還應考慮其性價比。此外，對配電自動化系統(tǒng)站端設備的可靠性要求也越來越高，如對子站環(huán)網(wǎng)進出線間隔安裝電動操作機構(gòu)，設遠方及就地兩種控制方式；10kV開關(guān)柜各間隔均安裝4常開4常閉開關(guān)輔助接點。10kV開關(guān)柜等設備與站所終端（DTU）之間采用航空接插件經(jīng)電纜互聯(lián)。10kV環(huán)網(wǎng)進出線間隔設置A、B、C相電流互感器及零序電流互感器，開關(guān)控制方面應可以接收并執(zhí)行主站遙控命令或當?shù)乜刂泼钜约胺邓托：?，控制開關(guān)執(zhí)行分、合閘操作。遙控分、合閘出口繼電器常開接點采用點動方式；第二，要求后備電源具有較高的可靠性。如一次設備直流操作電源的輸出電壓應滿足DC48V±1.44V、最大輸出電流滿足8.3A，最大功率為400W，基于此才可滿足高壓開關(guān)分合閘電機驅(qū)動，并且輸入電源掉電后，直流電源系統(tǒng)能正常工作≥2h，并且滿足環(huán)網(wǎng)柜高壓開關(guān)分合閘操作不小于12次。配電終端和通信單元電源輸出電壓應滿足DC48V±1.44V、輸出電流為1A，最大功率為40W、適用于配電終端、通訊等單元、輸入電源掉電后，可滿足滿負荷功率為40W的配電終端、通信等負載連續(xù)工作2小時；三是配電自動化對運行人員提出了更高的要求。配網(wǎng)自動化的建設和實施將配網(wǎng)傳統(tǒng)的運行管理模式改變的同時，對運行人員所提出的要求也越來越高。

5 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國終將實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的電網(wǎng)配電自動化配置，由于電網(wǎng)配電系統(tǒng)涉及的領(lǐng)域比較多，其中包括計算機系統(tǒng)、軟件設計、通信系統(tǒng)等，所以在實現(xiàn)電網(wǎng)配電自動化的過程中需要結(jié)合這些領(lǐng)域的技術(shù)能力，需要各個領(lǐng)域的技術(shù)人員相互配合才能順利完成，同時在技術(shù)領(lǐng)域仍不成熟的現(xiàn)在，我國仍要加強技術(shù)研究的投入。通過自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的供電設備不僅安全穩(wěn)定，而且成本低廉、節(jié)省人力，同時具有設施簡單、危險警報的作用，如果供電時出現(xiàn)了一些簡單問題，它能夠及時自我解決，極大地縮短了停電時間和停電范圍，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

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[2]韋志.配網(wǎng)自動化建設的規(guī)劃與設計[J].現(xiàn)代物業(yè)，

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作者簡介：沈澤龍（1980-），男，寧夏人，國網(wǎng)寧夏電力公司中衛(wèi)供電公司變電站值班員技師，助理工程師，研究方向：電網(wǎng)運行維護及項目管理。

（責任編輯：秦遜玉）