10kV配網自動化建設與隔離刀閘改造構建

范永強

摘 要：電力行業是國民經濟的重要組成部分，電力網絡供配電質量的可靠性關系到社會的穩定，配電網與電力用戶直接相連，配電網運行的水平會直接反映在電力用戶的日常用電之中，為了有效的改善配電網運行方式，各供電企業都在積極研究自動化技術，希望通過建設配網自動化系統提高配電網的供電能力以及供電質量，本文就10kV配電網自動化建設工作進行簡單的論述，就配電線路中隔離刀閘這一重要的電氣設備的改造方法進行研究。

關鍵詞：10kV配電網；自動化建設；隔離刀閘改造

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

配電網自動化系統能夠對配電網上的所有電氣設備進行實時在線遠程監控，在配電網優化運行、線路故障處理、配網規劃工作中發揮重要的作用，電力系統工作單位在實際的經營管理過程中十分重視配網自動化建設工作。

一、配網自動化系統組成及建設規劃方法

1.系統組成

配網自動化系統主要由變電所自動化系統、配電MIS系統、配電地理信息系統、接入開閉站、配電生產管理系統等幾部分組成。配網自動化系統在實際的工作之中，通過整個配電網的所有相關的數據信息，對整個配電網絡中的電氣設備進行在線的監測及控制，配網自動化系統的功能主要有負載管理功能、配電監控與數據采集功能、高級應用管理功能、GIS功能等幾種。

2.設計規劃原則

配網自動化系統規劃設計時需要遵循實用性原則、可擴展性原則、可靠性穩定性原則以及因地制宜原則。配網自動化系統規劃設計時，設計人員要綜合考慮到電網各子系統運行狀態監控問題，此外，電力系統始終處于不斷的發展之中，因此配網自動化系統應具備良好的可擴展性及兼容性，方便后續開發使用。配網自動化系統的運行狀態關系到電力用戶用電的安全性及可靠性，因此，配網自動化系統設計規劃時要考慮系統運行的穩定性、安全性問題，嚴格遵循國家電力網絡建設有關的規定，根據各地區實際的電力需求以及地理地形因素、氣候條件等合理的進行系統布局工作，劃分規劃區域，因地制宜，確保系統通信方式科學合理，為系統的穩定運行奠定良好的基礎。

3.系統結構設計

一般情況下，10kV配網自動化系統的結構規劃設計從縱向結構和橫向結構兩個方面進行。橫向結構主要指的是上層主站結構以及底層終端之間的結構。一般情況下，根據通信介質的結構及種類，底層中間終端上的供電片、線路等通過點對點的方式或者RS485串行總線方式直接連接主站或者子站。上層DA/DMS主站與抄表計量、停電管理、配電變壓器監測等子系統集成在一起，這些系統相互獨立的同時又可以共享互聯信息，從而有效實現信息唯一及信息共享。縱向結構是根據城市的電網規模、通信結構、信息流量等實際情況進行規劃設計的，一般情況下，市局、區局以及供電所之間設置自動化主站、子站及配電終端三層次結構，中間層規劃過程總要明確信息監控及采集的范圍，區局及供電所之間設置主站到配電終端的兩層結構，如圖1所示。

通信系統是整個配電網信息交換系統的管家關鍵組成部分，對于10kV配網自動化建設有著重要的意義，利用該通信系統，能夠將配網自動化系統遠方監控單元采集到的數據信息實時的傳送到監控中心，然后將監控中心下發的指令準確的送到各終端以及執行機構，可以說通信系統的建設水平直接關系到配網自動化系統的運行效率。通信系統規劃設計時需要優先選擇光纜通信方式，尤其是在變電站到電纜網配電站或者主站到變電站之間。架空干線及變電站之間原則上應選用光纜通信方式，但受到一些具體的地理地形因素、環境因素限制實際的建設過程中經常會選擇其他的通信方式。10kV配電網自動化系統建設過程中不可能選用單一通信組網方式，需要根據各地區的具體情況，因地制宜。

二、10kV隔離刀閘改造

1.電動機構改造問題

傳統的隔離刀閘采用手工操作模式，改造后加裝了電動操作機構。一般情況下，隔離刀閘大多安裝在柱上橫擔上，三相分別安裝在桿體的兩側，改造時需要分別在三相單支的隔離刀閘上安裝一個電動機構，但配電桿體上空間較小，一般很難實現，且這種改造方式的成本比較高。此外，10kV配電線路中，經常會遇到同桿并架的情況，因此，柱上空間問題是電動機構安裝時需要重點關注的問題。

實際的安裝過程中可以將原來的三相獨立單相刀閘進行改造，更換為三相一體式隔離刀閘，其中加裝了一套電動操作機構，可以同時操作三相刀閘。具體的安裝過程中只需要將該三相一體式隔離刀閘安裝在橫擔一側，利用橫出軸將電動機構固定在桿體上即可，安裝過程中工作人員需要關注線路、橫擔以及動力傳動桿的避讓問題。

2.電源問題

除此之外，改造過程中工作人員還需要重點關注隔離刀閘電動機構工作電源規劃設計問題，一般來說可以選用加裝PT/CT，在線路上直接取電或者利用太陽能、風能取電。前一種取電方式成本較低，但一旦線路出現故障導致停電，操作機構就會受到影響，“遙控”操作無法實現，后一種取電方式成本較高，且需要加裝的設備比較多，配電終端的空間又比較小，因此各地刀閘電動機構電源選擇問題是改造工作的難點之一。

實際的改造過程中，可以選擇通過互感器在線路直接取電的方式，同時與蓄電池良好配合，可以有效的節約設備的投資成本，滿足配電終端空間大小需求，同時，蓄電池又能確保線路意外斷電時，隔離刀閘電動機構的供電需求。蓄電池容量選擇時，設計規劃人員要綜合考慮停電最大周期、電池體積問題，一般來說，電網的最大停電周期越長，對于蓄電池容量要求越高，相應的電池的體積也會越大，因此設計人員要綜合考慮各種因素進行選擇。此外，如果配電終端設備有交流供電需求，考慮到停電時供電問題，還需要增加逆變電源。

結語

10kV配電網自動化建設工作對于整個電網而言至關重要，本文就配網自動化系統組成及建設規劃方法進行了簡要的分析概述。為了滿足系統的運行需要，隔離刀閘必須與配網自動化系統相適應，因此本文從電動機構改造以及電源選擇兩個方面就隔離刀閘的改造工作進行了探究討論，僅為電力系統有關人員的相關研究工作提供參考。

參考文獻

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