淺析配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在10千伏配網(wǎng)的建設(shè)及應(yīng)用

楊濤

摘要：在經(jīng)濟(jì)化發(fā)展的今天，社會(huì)的生產(chǎn)及國(guó)民用電的數(shù)量有著顯著的增長(zhǎng)，對(duì)用電質(zhì)量的要求也隨之增高。即使是因?yàn)榫€路故障需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行檢修的情況下，通過(guò)不停電作業(yè)技術(shù)確保人們的生活以及生產(chǎn)能夠正常進(jìn)行。本文首先分析了10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的原則，并對(duì)10千伏配網(wǎng)不停電作業(yè)技術(shù)的應(yīng)用安全措施進(jìn)行探討，進(jìn)一步提高供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：10千伏配網(wǎng)；建設(shè)及應(yīng)用

引言

配網(wǎng)自動(dòng)化是利用現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等與電力設(shè)備相結(jié)合，將配網(wǎng)各種工況下的各類(lèi)控制、保護(hù)、檢測(cè)等信息和電網(wǎng)企業(yè)的管理融合，提高電能質(zhì)量，使供電經(jīng)濟(jì)性最佳，企業(yè)管理更有效。因此，供電企業(yè)需結(jié)合配網(wǎng)升級(jí)改造中實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，提高配網(wǎng)管理水平，為供電客戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能。

110kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的原則

1.1“以電源點(diǎn)為中心，分布配置K型站”的原則

考慮到10kVK型站接線方式清晰、靈活，其出線帶繼電保護(hù)，且10kV母線帶自切，故障點(diǎn)判斷容易，可較快實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，具備較強(qiáng)的負(fù)荷釋放能力，故在優(yōu)化10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)該堅(jiān)持“以電源點(diǎn)為中心，分布配置K型站”的原則。

1.2配電網(wǎng)“分層分區(qū)、適度交錯(cuò)”的原則

長(zhǎng)期以來(lái)，10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架一直存在著錯(cuò)綜復(fù)雜、參差不齊的混沌狀態(tài)，這給配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)很大的隱患，其主要原因是地區(qū)發(fā)展不平衡，配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃原則。在配網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)該按照“分層分區(qū)、適度交錯(cuò)”的原則。

2典型區(qū)域10kV配電網(wǎng)供電規(guī)劃模式研究

2.1工業(yè)區(qū)配網(wǎng)主接線模式及其特點(diǎn)

工業(yè)區(qū)用電，不難想像需要供電量極大，在工業(yè)區(qū)區(qū)域內(nèi)大多采用負(fù)荷中心開(kāi)關(guān)站的供電方式。在容量較小的區(qū)域可以采用環(huán)網(wǎng)形式進(jìn)行電量的使用。在條件允許的情況下也可采用架空線。容量在3200kVA以上6300kVA以下的大容量用戶建議由變電站出專(zhuān)線電纜供電。國(guó)家級(jí)工業(yè)區(qū)的規(guī)格高、用戶規(guī)模容量和用電量較大，隨著工業(yè)區(qū)地塊的逐漸開(kāi)發(fā)將開(kāi)關(guān)站建設(shè)在各個(gè)地塊的負(fù)荷中心。需提前準(zhǔn)確、全面了解將入駐工業(yè)區(qū)用戶的用電性質(zhì)、申請(qǐng)容量等用戶信息。

2.2農(nóng)業(yè)區(qū)配網(wǎng)主接線模式及其特點(diǎn)

農(nóng)業(yè)區(qū)域由于其自身的地域特點(diǎn)，主要采用架空線路的方式進(jìn)行配電網(wǎng)的鋪設(shè)，將各個(gè)主要連接點(diǎn)通過(guò)桿刀進(jìn)行連接。在相對(duì)落后的區(qū)域可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展情況增設(shè)監(jiān)督站，針對(duì)變電量的使用情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，這樣不僅僅可以避免不必要的浪費(fèi)，還可以減少架空電線的負(fù)荷情況，減少資源以及資金的使用。架空鋪設(shè)線路可以針對(duì)用戶進(jìn)行簡(jiǎn)單直接的供電，大大較少了資金的使用，這樣還能夠提高企業(yè)利用資金的使用效率。雖然它有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些不足之處，由于是架空鋪設(shè)，這就導(dǎo)致線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)，接線處較多，且長(zhǎng)時(shí)間暴露在自然環(huán)境下，日久便會(huì)因老化而導(dǎo)致線路損害等現(xiàn)象的發(fā)生，且用電量較大的用戶使用的總裝接容量就大，進(jìn)而影響供電的使用。

3配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

3.1配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)

主站系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件程序組成。它由各類(lèi)服務(wù)器及通信、交換機(jī)、通訊設(shè)備等組成各個(gè)工作站，而各種工作站也可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行個(gè)性化選擇。主站系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成：配網(wǎng)采集監(jiān)控主站系統(tǒng)SCADA；配網(wǎng)故障定位診斷及恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS；配網(wǎng)地理信息、配網(wǎng)應(yīng)用分析、負(fù)荷管理等應(yīng)用子系統(tǒng)DMS構(gòu)成。

3.2配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)

配網(wǎng)子站系統(tǒng)是管理其周?chē)呐渥?、柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所等站端監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、饋線監(jiān)控、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控及饋線重合閘的等功能；并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送配網(wǎng)主站處理的系統(tǒng)。

3.3配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控終端

配網(wǎng)自動(dòng)化的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)組成一般由FTU（饋線終端）、TTU（配變終端）和RTU（常規(guī)終端）等構(gòu)成，其功能為對(duì)配電變壓器、柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜等一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)終端的三遙功能及實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的定位、識(shí)別、隔離及控制，進(jìn)而配合系統(tǒng)主站和子站實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行中的工況檢測(cè)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及配網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)的故障區(qū)域的隔離和非故障區(qū)域的供電恢復(fù)。

4目前國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的三種模式

4.1簡(jiǎn)易型自動(dòng)化系統(tǒng)

依靠就地檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，一般采用只有遙信功能的故障指示器來(lái)獲取10千伏線路上的故障信息，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人工巡視故障指示器翻牌信號(hào)獲取故障定位或利用無(wú)線通信方式將故障指示信號(hào)上傳到主站系統(tǒng)，通過(guò)主站系統(tǒng)來(lái)判斷故障區(qū)域，在一次設(shè)備自動(dòng)化條件較高的情況下，可采用重合器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備，通過(guò)開(kāi)關(guān)之間的時(shí)序控制等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)故障的就地隔離和非故障區(qū)域供電恢復(fù)功能。主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低、易于實(shí)施，但自動(dòng)化程度低，人員運(yùn)維檢修勞動(dòng)強(qiáng)度大。適用范圍：僅僅適用于農(nóng)村單輻射配電網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)法全覆蓋專(zhuān)門(mén)通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的配電網(wǎng)絡(luò)。

4.2實(shí)用型自動(dòng)化系統(tǒng)

以利用多種通信手段實(shí)現(xiàn)，以兩遙（遙信、遙測(cè)）為主，并具備簡(jiǎn)單遙控功能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。它的主站具備對(duì)配網(wǎng)線路、開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜等的開(kāi)關(guān)、斷路器以及重要的配變等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)遙信功能，對(duì)部分具備自動(dòng)化條件的環(huán)網(wǎng)柜、配變、斷路器等一次設(shè)備可進(jìn)行遙控。它既可以是獨(dú)立的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)，也可以在有配網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)情況下做成調(diào)度和監(jiān)控一體化的系統(tǒng)。主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)為主、具備簡(jiǎn)單的控制功能，對(duì)通信系統(tǒng)要求低，滿足簡(jiǎn)單的通訊傳遞要求，投資相對(duì)來(lái)較少、實(shí)用性強(qiáng)。適用范圍：適用于中等規(guī)模配網(wǎng)且已設(shè)立配網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的供電企業(yè)，可以大幅減少現(xiàn)場(chǎng)線路巡檢人員。

4.3標(biāo)準(zhǔn)型自動(dòng)化系統(tǒng)

是在實(shí)用型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加基于主站控制的饋線自動(dòng)化功能（主要是實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離及恢復(fù)非故障區(qū)域的供電）。它對(duì)通信系統(tǒng)要求高，需采用專(zhuān)用的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，還需要比較完善的配網(wǎng)一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并要求對(duì)相關(guān)的配網(wǎng)設(shè)備具備遠(yuǎn)端電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端遙控功能。此類(lèi)型系統(tǒng)具備完整的配網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及饋線自動(dòng)化功能，當(dāng)10千伏線路發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)系統(tǒng)主站和終端的配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的快速切除隔離與非故障區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)供電。主要特點(diǎn)：通訊要求高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較完整、自動(dòng)化程度較高，投入資金大。適用范圍：其適用于存在多電源、多分段的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)電能質(zhì)量要求很高的配網(wǎng)區(qū)域。

5現(xiàn)階段配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用仍應(yīng)注意三點(diǎn)問(wèn)題

5.1部分地區(qū)10千伏配網(wǎng)網(wǎng)架薄弱

電力一次設(shè)備老舊未改造仍存在缺陷，一次設(shè)備自動(dòng)化水平低，造成自動(dòng)化應(yīng)用的基礎(chǔ)不牢。

5.2部分配網(wǎng)終端設(shè)備的穩(wěn)定性、控制性、可維護(hù)性等都不夠

特別是抗惡劣環(huán)境和裝置電源的性能還不高，需大力推進(jìn)終端改造升級(jí)，提高其性能方能做好配網(wǎng)末端的監(jiān)測(cè)及控制。

5.3配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施會(huì)改變配網(wǎng)運(yùn)行傳統(tǒng)的管理模式

對(duì)配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行管理人員的技能及素質(zhì)提出了新的要求。由于配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施后會(huì)對(duì)供電企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)進(jìn)行較大沖擊，因此現(xiàn)行的管理體制對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)不適應(yīng)，將造成運(yùn)行管理工作跟不上，系統(tǒng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)維護(hù)工作很薄弱。

結(jié)語(yǔ)

供電企業(yè)實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化是為提高電能質(zhì)量，保障供電的可連續(xù)，減少用電客戶的停電時(shí)間。通過(guò)采用配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以提高10千伏配網(wǎng)一次設(shè)備的故障判斷及反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域自動(dòng)隔離、非故障區(qū)域快速恢復(fù)，提高配網(wǎng)的運(yùn)行管理水平，降低配網(wǎng)的損耗，從而提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]陳堂、趙祖康，陳星鶯，胡大良，配網(wǎng)系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)；北京：中國(guó)電力出版社，2002.

[2]王曉香.以焊管裝備技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)焊管產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].焊管，2012，41（5）：1-5.

[3]李威武.城市10kV配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)[J].中國(guó)電力教育，2012（12）：142-143.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)四川省電力公司眉山供電公司）