10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

江萍

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，給各行各業(yè)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也必然會(huì)帶來(lái)形影的挑戰(zhàn)。尤其是在電力行業(yè)這種國(guó)民支柱型產(chǎn)業(yè)。據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)現(xiàn)階段多數(shù)配電系統(tǒng)都在進(jìn)行不斷發(fā)展和完善，積極引入科學(xué)技術(shù)，通過(guò)兩者的有機(jī)結(jié)合來(lái)推動(dòng)自動(dòng)化配網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，使10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的運(yùn)用與普及能夠高效運(yùn)行。從根本上對(duì)諸多配電系統(tǒng)所面臨的威脅進(jìn)行接觸，將其其經(jīng)濟(jì)與安全性的效益發(fā)揮到最大程度，最終達(dá)到提高10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的運(yùn)行效率與安全性的目的。

電力工程;自動(dòng)化配電網(wǎng);設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)電力的需求量也在不斷增加。普通的架空線路電網(wǎng)逐漸被電纜所代替，面對(duì)這種發(fā)展趨勢(shì)，我們應(yīng)當(dāng)加快對(duì)配電網(wǎng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用的推進(jìn)步伐。10kV自動(dòng)化配網(wǎng)是保證配電效率得以提高的基本要素，對(duì)當(dāng)今社會(huì)的工業(yè)化進(jìn)程有著極大的促進(jìn)作用，此外還對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的工作穩(wěn)定、系統(tǒng)安全以及工作效率有重要的作用。所以，自動(dòng)化配電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要作用越來(lái)越明了，展開(kāi)對(duì)10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐具有十分重要的必要性。

配電網(wǎng)自動(dòng)化的概念是通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)完成傳統(tǒng)的電力配給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就少不了包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等在內(nèi)的現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的支持。在傳統(tǒng)的配網(wǎng)系統(tǒng)中積極引入上述提到的自動(dòng)控制等技術(shù)，可以使配網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行動(dòng)態(tài)模式下的故障檢查與監(jiān)控，及時(shí)確定故障源并處理，確定配電系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性與安全性，達(dá)到系統(tǒng)自動(dòng)化的高速有效運(yùn)行。自動(dòng)化配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要方向包括了電能調(diào)度自動(dòng)化以及變電系統(tǒng)自動(dòng)化等諸多方面。是時(shí)代造就了配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，也是時(shí)代發(fā)展對(duì)它提出了更高的要求，這是電力系統(tǒng)不斷持續(xù)良性發(fā)展的必由之路。必須不斷提升配電系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)水平，才能夠確保電能供應(yīng)的穩(wěn)定、安全與高效，深入挖掘配電網(wǎng)絡(luò)的功能與優(yōu)勢(shì)。

10kV自動(dòng)化配網(wǎng)主要包括主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、終端系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)等幾大結(jié)構(gòu)，（1）主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)是10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的主要部分，在整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中起到控制和領(lǐng)導(dǎo)的作用。主站系統(tǒng)是由SCADA、DMS和部分軟件這三大基礎(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成的，主要以SCADA為主站系統(tǒng)的中心位置，將DMS作為應(yīng)用子系統(tǒng)，而其他相關(guān)軟件子系統(tǒng)則負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)故障進(jìn)行精準(zhǔn)判斷和處理。（2）子站系統(tǒng)。子站系統(tǒng)的主要作用就是不斷提升輸電效率與配電自動(dòng)化的技術(shù)，并盡可能降低主干道的用電使用頻率。此外，子站系統(tǒng)還是整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中的連接路線，起到“上傳下達(dá)”的作用，將主站與其相關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)通，并實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)收集和處理。子站系統(tǒng)在進(jìn)行工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備和其他部件的管理監(jiān)測(cè)，并及時(shí)對(duì)饋線的相關(guān)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行反饋。（3）終端系統(tǒng)。終端系統(tǒng)的核心目標(biāo)是完成配電網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)設(shè)備的持續(xù)性檢測(cè)與控制，而檢測(cè)內(nèi)容包括變壓器、開(kāi)關(guān)以及受環(huán)網(wǎng)柜等。而同時(shí)，終端設(shè)備還能夠完成對(duì)終端自身的檢測(cè)以及管控，同時(shí)完成與配電主站相關(guān)的功能，提取系統(tǒng)故障位置與類(lèi)型等信息的確定，并向主系統(tǒng)發(fā)送信息。在緊急故障出現(xiàn)時(shí)，終端設(shè)備能夠快速提取并發(fā)送故障信息，完成故障設(shè)備的隔離，確保配電維護(hù)修理順利完成，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的效率。（4）通信系統(tǒng)。配電網(wǎng)絡(luò)中的通信系統(tǒng)是收集各種工作資料數(shù)據(jù)，同時(shí)完成主站與其他分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息傳輸。通過(guò)通信系統(tǒng)能夠確保整體系統(tǒng)的信息利用，加強(qiáng)系統(tǒng)主站對(duì)分系統(tǒng)的控制以及管理，確保整體系統(tǒng)運(yùn)行的安全與有效。

（1）配電變壓器。配電網(wǎng)絡(luò)中的變壓設(shè)備數(shù)量較多，而種類(lèi)也有很多，包括共用變壓設(shè)備、干式變壓設(shè)備、低損耗變壓設(shè)備等。配電網(wǎng)絡(luò)變壓系統(tǒng)的主要原則為“分布廣、容量小”。干式變壓設(shè)備的設(shè)置要求為10kV以上。同時(shí)在配電站、箱式變電站中，開(kāi)關(guān)設(shè)備均為環(huán)網(wǎng)負(fù)載模式，所以在變壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮系統(tǒng)容量問(wèn)題。（2）開(kāi)關(guān)設(shè)備。10kV自動(dòng)化配電網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)關(guān)設(shè)備，主要包括斷路、熔斷以及負(fù)載幾種類(lèi)型。而在設(shè)計(jì)配電網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中需要堅(jiān)持的基本原則，為穩(wěn)定、安全、靈巧。而分級(jí)與負(fù)載開(kāi)關(guān)設(shè)備需要充分應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。在電力主網(wǎng)線路中，開(kāi)關(guān)類(lèi)型選擇主要為真空以及熔斷類(lèi)型。

供電網(wǎng)絡(luò)的布局結(jié)構(gòu)（即電力線路的接線方式）分為3種：放射式、樹(shù)干式、環(huán)式，在供電可靠性、投資、材料、運(yùn)行、管理、電能及電壓損失等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用的場(chǎng)合也不同。供配電網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)需要同時(shí)選擇幾種接線方式，也可在上述3種基本方式上演變，同時(shí)還應(yīng)考慮高、低壓網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境等客觀條件。

（1）提供數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)模式下的自動(dòng)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，首先具備的功能是配電網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)測(cè)，能夠完成各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)信息收集，同時(shí)完成各種工作與故障信息的分析處理、整合以及存儲(chǔ)。確保對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)與控制，提供電能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)信息，提供配電網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的信息。

（2）配網(wǎng)故障診斷。配電網(wǎng)絡(luò)的故障診斷主要包括兩個(gè)部分：一部分是客戶投訴的要求;另一部分是監(jiān)控系統(tǒng)收集提供的故障信息。在系統(tǒng)確定故障信息后，通過(guò)自動(dòng)化管理系統(tǒng)完成斷電處理，并對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷，通過(guò)管理控制電容器投切的方式完成對(duì)故障設(shè)備的隔離，避免部分故障對(duì)整體供電系統(tǒng)運(yùn)行的影響。在故障出現(xiàn)后，系統(tǒng)能夠?qū)⒕o急維護(hù)修理通知發(fā)送給維修保養(yǎng)工作人員，通過(guò)人工服務(wù)或者技術(shù)指導(dǎo)完成故障的處理，確保整體配電網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

（3）自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)。支持配網(wǎng)高效運(yùn)行在整個(gè)的配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)中與運(yùn)行著GIS系統(tǒng)，充分利用GIS的地理信息收集與傳輸，將變電設(shè)備、電力用戶等實(shí)時(shí)地理位置、周?chē)h(huán)境特征等信息向系統(tǒng)反饋，同時(shí)配合電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行信息的處理與優(yōu)化，完成配電系統(tǒng)檢測(cè)維修以及管理。而配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還需要通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，提高運(yùn)營(yíng)與管理的自動(dòng)化，不斷提升配電網(wǎng)的服務(wù)水平。

（4）優(yōu)化功能系統(tǒng)。配電系統(tǒng)不斷提升自動(dòng)化水平的同時(shí)，能夠有效提高電力供應(yīng)服務(wù)的質(zhì)量水平，通過(guò)投訴服務(wù)的方式，能夠?qū)蛻粝硎茈娔芊?wù)的感受進(jìn)行了解，同時(shí)及時(shí)獲取系統(tǒng)故障情況，提供準(zhǔn)確的配電網(wǎng)絡(luò)故障信息，完成配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率的提升以及電力服務(wù)質(zhì)量的改進(jìn)。而自動(dòng)化配電網(wǎng)路具有不同的功能模塊，而不同模塊之間還存在密切的聯(lián)系。通過(guò)整體系統(tǒng)的功能優(yōu)化以及完善，提高配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的高速以及效率，提升配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全性與功能性

以10kV自動(dòng)化配網(wǎng)為例，不斷優(yōu)化電力行業(yè)內(nèi)相關(guān)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。自動(dòng)化配電網(wǎng)指的是將一次網(wǎng)架和設(shè)備視為基礎(chǔ)，通過(guò)不斷更新的計(jì)算機(jī)、通信和信息技術(shù)的幫助，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)控和檢測(cè)，最終科學(xué)、合理地對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。

[1]王新宇.10kV自動(dòng)化配網(wǎng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2011（04）：51-53+59.

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[3]李明浩，李豪.10kV配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（04）：142.