對(duì)于10kV戶外配網(wǎng)自動(dòng)化方案的研究

摘 要：改革開(kāi)放以來(lái)，社會(huì)在逐漸進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)也在逐步發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新使得我國(guó)的電力企業(yè)也開(kāi)始進(jìn)行更新?lián)Q代，主要還是在系統(tǒng)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)方面。城市電網(wǎng)中重要的一項(xiàng)組成就是10kV配網(wǎng)自動(dòng)化，10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的位置。10kV配網(wǎng)自動(dòng)化主要是利用現(xiàn)代的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立智能化、自動(dòng)化和信息化的配電網(wǎng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)和管理電網(wǎng)各部分的運(yùn)行確保供電安全和穩(wěn)定，提高了10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本文重點(diǎn)介紹10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)是如何設(shè)計(jì)的，從而可以為我們國(guó)電力行業(yè)更好的發(fā)展提供些許建議。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)自動(dòng)化；配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)探究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）36-0096-02

1 進(jìn)行配電系統(tǒng)優(yōu)化和重新設(shè)計(jì)的重要性

1.1 10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中信息技術(shù)的重要意義

供電網(wǎng)絡(luò)的安全主要是依靠現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了更好的監(jiān)督和檢測(cè)供電網(wǎng)絡(luò)各個(gè)系統(tǒng)的安全，信息技術(shù)的引入是十分必要的。例如電力系統(tǒng)中的絕緣系統(tǒng)在相當(dāng)大的程度上可以左右相關(guān)設(shè)備的使用時(shí)間，主要是絕緣系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)受到各種各樣不確定原因機(jī)械、電等的影響，會(huì)相應(yīng)的縮短它本身的使用壽命，而且嚴(yán)重情況下薄弱系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)絕緣缺陷故障。這種情況下如果采用了有效的信息技術(shù)提前做好監(jiān)測(cè)工作，在發(fā)生故障問(wèn)題的第一時(shí)間就采取對(duì)應(yīng)的方法進(jìn)行解決，從而保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1.2 配電監(jiān)控終端所發(fā)揮的實(shí)際應(yīng)用意義

配電監(jiān)控終端是決定10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性存在，主要是兩部分組成有開(kāi)閉所開(kāi)關(guān)終端和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)終端。配電監(jiān)控終端是可以執(zhí)行遙控命令、完成信息采集和處理、診斷故障，并且恢復(fù)正常、保護(hù)電源流失和通訊完成這些工作的。在10kV配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的同時(shí)，配電監(jiān)控終端可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流、電能、電功率等等，還有附贈(zèng)的強(qiáng)大的通訊功能，不但可以進(jìn)行多種規(guī)約的通信，還可以讓配電系統(tǒng)正常運(yùn)行。

1.3 智能開(kāi)關(guān)所發(fā)揮的實(shí)際應(yīng)用意義

智能開(kāi)關(guān)是10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一個(gè)非常重要的內(nèi)容，其在不存在通訊線路的艱難情況下還可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)的故障隔離、診斷和恢復(fù)，同時(shí)還可以有效的連接到通訊系統(tǒng)，利用主站和子站的關(guān)系來(lái)進(jìn)行遙控。分段模式開(kāi)關(guān)包含時(shí)限閉鎖、延時(shí)合閘、閉鎖自動(dòng)解除和脈沖閉鎖等這幾種基本功能，遙控的接口可以有效的操作開(kāi)關(guān)分、合這兩種位置，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)遙控開(kāi)關(guān)裝置。

1.4 通信網(wǎng)絡(luò)所發(fā)揮的實(shí)際應(yīng)用意義

電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)秀與否主要是看在保證整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性和管控能力的情況下通訊端口越少越優(yōu)秀。在實(shí)際生活中，10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)一般會(huì)被分為很多子群，這些子群又包含很多種的監(jiān)控終端，他們都需要通信控制器這種通訊管理設(shè)備的統(tǒng)一管理，主要是后臺(tái)進(jìn)行操作發(fā)出操作命令還要進(jìn)行接收，在進(jìn)行操作的過(guò)程中還需要收集數(shù)據(jù)同時(shí)完成其他指令。通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控范圍主要是FTU和RTU等監(jiān)控終端的運(yùn)行情況，一旦有意外發(fā)生，例如主通道被意外切斷，10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)就可以立即切換到備用通道，在切換的第一時(shí)間就開(kāi)始了監(jiān)控功能。

2 10kV配網(wǎng)自動(dòng)化的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1 配電網(wǎng)主站

配電網(wǎng)主站是10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中最核心的組成部分，主要進(jìn)行的工作包括監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)、采集配電網(wǎng)數(shù)據(jù)、現(xiàn)實(shí)事故圖形、記錄故障解決過(guò)程中誰(shuí)先誰(shuí)后的問(wèn)題、采集電網(wǎng)數(shù)據(jù)、避免由于失誤造成閉鎖、打印電網(wǎng)信息表格、時(shí)刻掌握配電通信網(wǎng)絡(luò)工程狀況、時(shí)刻對(duì)配電終端進(jìn)行管理、報(bào)警和重播故障等等功能，同時(shí)還連接了生產(chǎn)管理系統(tǒng)、高級(jí)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的GIS平臺(tái)，搭建了平穩(wěn)有效的配電網(wǎng)模型，完成了實(shí)時(shí)分析10kV配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的工作，配電網(wǎng)主站的主要構(gòu)成如圖1所示。

2.2 配網(wǎng)子站系統(tǒng)

配網(wǎng)子站系統(tǒng)包括兩個(gè)子站分別是監(jiān)控功能型子站和通信匯集型子站。監(jiān)控功能型子站顧名思義就是對(duì)轄區(qū)內(nèi)配電終端進(jìn)行監(jiān)控從而采集到相關(guān)數(shù)據(jù)，之后還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后再應(yīng)用；通信匯集型子站就是收集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)轄區(qū)內(nèi)所有的配電終端數(shù)據(jù)。在實(shí)際操作過(guò)程中，通信匯集型子站擁有很多功能例如匯集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)終端數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)和向上級(jí)匯報(bào)終端通信的異常情況；遠(yuǎn)程維護(hù)和自行診斷。對(duì)應(yīng)的監(jiān)控功能型子站也有很多功能主要是可以自行診斷轄區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的配電線路故障問(wèn)題然后對(duì)問(wèn)題進(jìn)行隔離，還可以保證沒(méi)有發(fā)生故障的區(qū)域不會(huì)受到影響繼續(xù)正常供電。

2.3 配電終端

配電終端一般是在10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)中應(yīng)用在電網(wǎng)開(kāi)關(guān)、變電站開(kāi)關(guān)、變壓器開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜開(kāi)關(guān)、配電工作柱上開(kāi)關(guān)、配電線路開(kāi)關(guān)等位置?，F(xiàn)在一般情況下把它分為四個(gè)部分，主要是參照使用方式來(lái)劃分的，有站所終端（DTU）、饋線終端（FTU）、故障指示器、配變終端（TTU）。配電終端還有另外一個(gè)功能，它可以利用自動(dòng)化綜合裝置來(lái)調(diào)配遠(yuǎn)動(dòng)裝置和重合閘控制器來(lái)協(xié)調(diào)配電系統(tǒng)的運(yùn)行。配電終端可以發(fā)揮的基本功能主要有：在設(shè)計(jì)模塊的過(guò)程中得到思路和步驟從而采取有效方法提高基本功能之外的作用；及時(shí)收集電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)，記錄出現(xiàn)的一些問(wèn)題、記錄設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的診斷和維護(hù)。

2.4 通信系統(tǒng)

10kV配網(wǎng)自動(dòng)化的通信方案主要是主站、子站、和現(xiàn)場(chǎng)單元所搭配出的主站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元、主站對(duì)子站、子站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元、子站之間、現(xiàn)場(chǎng)單元之間五種通行方式。但是現(xiàn)階段我們國(guó)家10kV配網(wǎng)自動(dòng)化通行方案中還是主站對(duì)子站、主站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元這兩種方式應(yīng)用的最多。通信系統(tǒng)是10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中十分重要的一部分，雖然重要但是不是單一的通信方案，主要是根據(jù)使用條件和區(qū)域的不同常見(jiàn)的有光纖、電纜、電力載波、微波等這四種通信方案，但也不是說(shuō)都是獨(dú)立存在的，大部分情況下還是混合使用的。

3 10kV配網(wǎng)自動(dòng)化中存在的問(wèn)題

①忽視核心功能和核心價(jià)值，只追求片面。統(tǒng)一細(xì)致的規(guī)劃是構(gòu)建高水平配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)架系統(tǒng)的前提，如果不能做到這點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致不理想的應(yīng)用效果。再加上狹隘的追求故障處理能力和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能會(huì)阻礙10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的推廣。配網(wǎng)在高負(fù)荷集中運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境就對(duì)10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)要求很高。②10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)中的技術(shù)問(wèn)題。如何選擇網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和通信方式、設(shè)備和系統(tǒng)是否安全可靠、如何提取操作和控制電源等等都是會(huì)常常遇見(jiàn)的有關(guān)技術(shù)的問(wèn)題。因?yàn)樵趯?shí)際的10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)站端設(shè)備的安裝過(guò)程中，惡劣的環(huán)境是時(shí)常會(huì)遇到的，這就會(huì)影響到電子設(shè)備的質(zhì)量，減少電子設(shè)備的使用時(shí)間，最大難度的還是10kV開(kāi)關(guān)操作電源和控制電源。③10kV配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)與建設(shè)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題是到什么時(shí)候都無(wú)法避免的一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榕渚W(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于選擇的公司不同，在主站、設(shè)備、通信、管理模式等必然會(huì)產(chǎn)生不同。10kV配網(wǎng)自動(dòng)化工程十分復(fù)雜，無(wú)法進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)維護(hù)、不明確的工作職責(zé)、沒(méi)有邊界的運(yùn)行管理這些原因都不能保證它進(jìn)行正常的工作。

4 提高10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的對(duì)策

（1）10kV配網(wǎng)自動(dòng)化是需要在實(shí)施之前提前做好計(jì)劃和設(shè)計(jì)的，就因?yàn)檫@是一項(xiàng)投資費(fèi)用大、涉及部門(mén)多的方案，只有充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐呐潆娋W(wǎng)發(fā)展規(guī)劃因地制宜，參照規(guī)范詳實(shí)的計(jì)劃，在顧全大局的基礎(chǔ)上分批分期去進(jìn)行建設(shè)是最好的方法。同時(shí)，供電局的實(shí)際需要是我們必須考慮的內(nèi)容，我們國(guó)家的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)如果可以做到統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)，統(tǒng)一設(shè)計(jì)配網(wǎng)調(diào)度、節(jié)約資金、勤勞維護(hù)這幾點(diǎn)要求一定可以為我們國(guó)家其他行業(yè)的發(fā)展起到很好的表率作用。

（2）在設(shè)計(jì)戶外環(huán)境下運(yùn)行的10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)時(shí)，要把可能遇到的高溫、低溫、雷擊、風(fēng)沙、振動(dòng)、雨淋和潮濕、腐蝕、電磁干擾等情況考慮進(jìn)來(lái)，還要本著未雨綢繆的心態(tài)把配電終端設(shè)備、開(kāi)關(guān)設(shè)備的質(zhì)量提高，還有篩選開(kāi)關(guān)的外絕緣材料和元器件時(shí)不能只考慮成本要充分考慮性?xún)r(jià)比。

（3）10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)必須要采用安全度和可靠度非常高的站端設(shè)備才可以出現(xiàn)站端設(shè)備的遠(yuǎn)方控制頻率比輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的頻率還要高的情況。10kV配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施一方面減少了工作人員的勞動(dòng)量和勞動(dòng)時(shí)間，相當(dāng)于增加了勞動(dòng)效率；另一方面設(shè)備的詳細(xì)運(yùn)行情況全部展現(xiàn)在了工作人員面前，可以加深工作人員的了解，然后創(chuàng)造更多的效益。

5 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)上文所說(shuō)的內(nèi)容，我們可以得知要想使運(yùn)行的配電網(wǎng)有很高的安全度和可靠度，需要科學(xué)、有效的設(shè)計(jì)10kV配網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和分系統(tǒng)，這樣不但會(huì)使用戶體驗(yàn)表現(xiàn)出理想的一面，還可以增加供電企業(yè)的收入。

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收稿日期：2018-11-13