配網自動化建設的規劃與設計

摘要：改革開放以來，我國經濟飛速發展，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絡系統的現狀，根據其中存在的問題提出了相應的解決方案。

關鍵詞：配網自動化；供電設備；配網規劃；配網設計；用電量；電力系統 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 配網自動化概述

1.1 配網自動化的組成

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

1.2 自動化系統在配電網絡中的重要作用

想要實現電網配電系統的自動化控制，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實時控制，這種控制方法不僅安全可靠，而且節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的部分主要有如下方面：數據的采集與分析系統、用電線路的負載系統、送電設備的管理系統。

使用自動化控制系統能夠通過計算機對每一臺運行的設備隨時隨地進行監控，并且將獲取的信息通過計算機系統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。自動化系統中的負載管理系統能夠實現對用戶負載的控制，在電力的使用過程中負載過大就容易造成電路燒毀的現象發生，但是有了自動化控制系統，可以在事故發生之前及時將電源斷掉，避免了意外事故的發生。自動化系統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，以保證整個系統的安全可靠性，還可以對系統的性能進行評估。不同的軟件系統能夠實現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，及時發出警報使相關人員及時對機器進行修理，最后不得不說的是，自動控制系統還能自主分配電路負載以免電路系統供應不良。還有一種自動控制系統，它能夠按照設計圖紙對整個電網系統進行供電分配，在配電系統出現故障時及時的找出故障并解決問題，這是整個配電系統的基本保障。

1.3 目前我國電網配電系統的發展狀態

雖說改革開放以來我國經濟社會已經有了很大的發展，但是與很多發達國家相比還是有很大的差距，就電網配電自動化系統來說就已經落后了國外很多年，至今中性系統仍不能接地，導致我國電網配電系統不能接著引進國外先進技術。最重要的是使用電網配電模式能夠對人們的電力使用情況實行監督以方便對電網配電系統實行實時管理，但是盡管我國相關人員已經做出了很多努力，我國的電網配電自動化系統仍然難以實現這一目標。尤其是在農村的電網改造、電力輸送結構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不能及時滿足電力發展的需求，電網配電自動化系統的技術水平亟待提高。

1.4 實現電網配電自動化的重大意義

如今隨著科學技術的發展，電力供應對于日常生活來說已經是非常重要了，尤其是在大城市中任何時候停電都會給城市經濟的發展帶來巨大的損失。但是實施電網自動化配電系統能夠有效檢測出電網故障，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，為廣大居民提供安全可靠的供電系統。同時還要提高穩壓器的工作性能，為廣大用戶提供優質高效的電力供應，在停電時盡可能地減小停電影響的范圍。再者使用電網配電系統能夠有效降低電力供應的運行成本，最大限度地節省能源，為節約資源保護環境做出了巨大的貢獻。即使是出現停電的意外，使用電網配電自動化系統能夠幫助搶修人員及時檢測出故障發生的地方，縮短搶修時間提高電力供應服務質量。

2 配網自動化的規劃

2.1 配網自動化的規劃原則

配網自動化在最初的設計過程中一定要注意如下問題：第一，從實際出發注重配網的實用性以及配網的可拓展性。配網自動化的子系統也是十分關鍵的，在自動化檢測的同時要顧及到對每個子系統的檢測，以保證子系統的正常運行，最大限度發揮子系統的功能，以便在以后的使用過程中對子系統進行擴展開發；第二，配網自動化最重要的要求之一就是配網的安全性，除此之外配網系統還需要具有穩定可靠的基本性能。整體配網系統的規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系統高效穩定的工作。

2.2 如何實現配網自動化系統的建設

實現配網自動化系統必須要遵循一定的原則，這樣才能夠保證供電系統的正常運行，同時要合理安排配電網絡的結構布局，以方便專業人員對供電系統進行管理與控制，提高系統運行的安全可靠性，及時發送并接收相關信息保證廣大人民的濟效益。為我國社會經濟的進一步發展提供技術支持，向實現社會主義現代化建設更進一步，為我國科學技術的發展提供動力。

3 配網自動化系統結構的設計

3.1 如何改造現有配網結構

實現配網自動化的第一步就是要對現有的配網系統進行改造，目前我國存在的主要配網系統就是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化配網的結構布局，減小電網負荷。

3.2 配網系統的建立只是配網自動化的第一步

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

3.3 建立完善通信系統

配網自動化的核心技術就是通信系統，通過通信系統傳輸的數據，能夠直觀準確地反映出配網系統工作的穩定與否，進而為故障的解決提供信息依據。配網系統中各個部分設置都有監控點，這些監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。

隨著科學技術的發展，通信技術也不斷成熟，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，而且穩定可靠，具有很強的抗干擾能力，在強磁干擾的環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星通信，它不需要實體介質來作為傳輸依據，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 應用配網自動化需要注意的問題

4.1 對配網自動化的規劃工作應統籌兼顧

配網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、統籌兼顧，在設計上應協調統一，在經濟上能對資金進行節約，在管理上易于維護，在技術上對平臺進行統一，同時還應為將來電力企業的信息化建設奠定基礎。

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，和輸電網系統相比，配電網系統中的設備切換非常頻繁，所以對設備的質量、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，對配電自動化系統站端設備的可靠性要求也越來越高，如對子站環網進出線間隔安裝電動操作機構，設遠方及就地兩種控制方式；10kV開關柜各間隔均安裝4常開4常閉開關輔助接點。10kV開關柜等設備與站所終端（DTU）之間采用航空接插件經電纜互聯。10kV環網進出線間隔設置A、B、C相電流互感器及零序電流互感器，開關控制方面應可以接收并執行主站遙控命令或當地控制命令以及返送校核，控制開關執行分、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分合閘電機驅動，并且輸入電源掉電后，直流電源系統能正常工作≥2h，并且滿足環網柜高壓開關分合閘操作不小于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。配網自動化的建設和實施將配網傳統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 結語

隨著科學技術的發展，我國終將實現全國范圍內的電網配電自動化配置，由于電網配電系統涉及的領域比較多，其中包括計算機系統、軟件設計、通信系統等，所以在實現電網配電自動化的過程中需要結合這些領域的技術能力，需要各個領域的技術人員相互配合才能順利完成，同時在技術領域仍不成熟的現在，我國仍要加強技術研究的投入。通過自動化系統實現的供電設備不僅安全穩定，而且成本低廉、節省人力，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

[1]黃建榮.淺談配網自動化的規劃與實施[J].科技與企

業，2011，（8）.

[2]韋志.配網自動化建設的規劃與設計[J].現代物業，

2011，（8）.

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

（責任編輯：秦遜玉）