10kV配網(wǎng)自動化建設(shè)與隔離刀閘改造構(gòu)建

范永強(qiáng)

摘 要：電力行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，電力網(wǎng)絡(luò)供配電質(zhì)量的可靠性關(guān)系到社會的穩(wěn)定，配電網(wǎng)與電力用戶直接相連，配電網(wǎng)運(yùn)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(wǎng)運(yùn)行方式，各供電企業(yè)都在積極研究自動化技術(shù)，希望通過建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)提高配電網(wǎng)的供電能力以及供電質(zhì)量，本文就10kV配電網(wǎng)自動化建設(shè)工作進(jìn)行簡單的論述，就配電線路中隔離刀閘這一重要的電氣設(shè)備的改造方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；自動化建設(shè)；隔離刀閘改造

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)上的所有電氣設(shè)備進(jìn)行實時在線遠(yuǎn)程監(jiān)控，在配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行、線路故障處理、配網(wǎng)規(guī)劃工作中發(fā)揮重要的作用，電力系統(tǒng)工作單位在實際的經(jīng)營管理過程中十分重視配網(wǎng)自動化建設(shè)工作。

一、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)組成及建設(shè)規(guī)劃方法

1.系統(tǒng)組成

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要由變電所自動化系統(tǒng)、配電MIS系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)、接入開閉站、配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)等幾部分組成。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在實際的工作之中，通過整個配電網(wǎng)的所有相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對整個配電網(wǎng)絡(luò)中的電氣設(shè)備進(jìn)行在線的監(jiān)測及控制，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能主要有負(fù)載管理功能、配電監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集功能、高級應(yīng)用管理功能、GIS功能等幾種。

2.設(shè)計規(guī)劃原則

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時需要遵循實用性原則、可擴(kuò)展性原則、可靠性穩(wěn)定性原則以及因地制宜原則。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，設(shè)計人員要綜合考慮到電網(wǎng)各子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控問題，此外，電力系統(tǒng)始終處于不斷的發(fā)展之中，因此配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴(kuò)展性及兼容性，方便后續(xù)開發(fā)使用。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到電力用戶用電的安全性及可靠性，因此，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃時要考慮系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性問題，嚴(yán)格遵循國家電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有關(guān)的規(guī)定，根據(jù)各地區(qū)實際的電力需求以及地理地形因素、氣候條件等合理的進(jìn)行系統(tǒng)布局工作，劃分規(guī)劃區(qū)域，因地制宜，確保系統(tǒng)通信方式科學(xué)合理，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

一般情況下，10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計從縱向結(jié)構(gòu)和橫向結(jié)構(gòu)兩個方面進(jìn)行。橫向結(jié)構(gòu)主要指的是上層主站結(jié)構(gòu)以及底層終端之間的結(jié)構(gòu)。一般情況下，根據(jù)通信介質(zhì)的結(jié)構(gòu)及種類，底層中間終端上的供電片、線路等通過點(diǎn)對點(diǎn)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(jiān)測等子系統(tǒng)集成在一起，這些系統(tǒng)相互獨(dú)立的同時又可以共享互聯(lián)信息，從而有效實現(xiàn)信息唯一及信息共享。縱向結(jié)構(gòu)是根據(jù)城市的電網(wǎng)規(guī)模、通信結(jié)構(gòu)、信息流量等實際情況進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的，一般情況下，市局、區(qū)局以及供電所之間設(shè)置自動化主站、子站及配電終端三層次結(jié)構(gòu)，中間層規(guī)劃過程總要明確信息監(jiān)控及采集的范圍，區(qū)局及供電所之間設(shè)置主站到配電終端的兩層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

通信系統(tǒng)是整個配電網(wǎng)信息交換系統(tǒng)的管家關(guān)鍵組成部分，對于10kV配網(wǎng)自動化建設(shè)有著重要的意義，利用該通信系統(tǒng)，能夠?qū)⑴渚W(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方監(jiān)控單元采集到的數(shù)據(jù)信息實時的傳送到監(jiān)控中心，然后將監(jiān)控中心下發(fā)的指令準(zhǔn)確的送到各終端以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以說通信系統(tǒng)的建設(shè)水平直接關(guān)系到配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通信系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時需要優(yōu)先選擇光纜通信方式，尤其是在變電站到電纜網(wǎng)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(yīng)選用光纜通信方式，但受到一些具體的地理地形因素、環(huán)境因素限制實際的建設(shè)過程中經(jīng)常會選擇其他的通信方式。10kV配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)過程中不可能選用單一通信組網(wǎng)方式，需要根據(jù)各地區(qū)的具體情況，因地制宜。

二、10kV隔離刀閘改造

1.電動機(jī)構(gòu)改造問題

傳統(tǒng)的隔離刀閘采用手工操作模式，改造后加裝了電動操作機(jī)構(gòu)。一般情況下，隔離刀閘大多安裝在柱上橫擔(dān)上，三相分別安裝在桿體的兩側(cè)，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(jī)構(gòu)，但配電桿體上空間較小，一般很難實現(xiàn)，且這種改造方式的成本比較高。此外，10kV配電線路中，經(jīng)常會遇到同桿并架的情況，因此，柱上空間問題是電動機(jī)構(gòu)安裝時需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

實際的安裝過程中可以將原來的三相獨(dú)立單相刀閘進(jìn)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(jī)構(gòu)，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(dān)一側(cè)，利用橫出軸將電動機(jī)構(gòu)固定在桿體上即可，安裝過程中工作人員需要關(guān)注線路、橫擔(dān)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(diǎn)關(guān)注隔離刀閘電動機(jī)構(gòu)工作電源規(guī)劃設(shè)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(fēng)能取電。前一種取電方式成本較低，但一旦線路出現(xiàn)故障導(dǎo)致停電，操作機(jī)構(gòu)就會受到影響，“遙控”操作無法實現(xiàn)，后一種取電方式成本較高，且需要加裝的設(shè)備比較多，配電終端的空間又比較小，因此各地刀閘電動機(jī)構(gòu)電源選擇問題是改造工作的難點(diǎn)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(jié)約設(shè)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(jī)構(gòu)的供電需求。蓄電池容量選擇時，設(shè)計規(guī)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(wǎng)的最大停電周期越長，對于蓄電池容量要求越高，相應(yīng)的電池的體積也會越大，因此設(shè)計人員要綜合考慮各種因素進(jìn)行選擇。此外，如果配電終端設(shè)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(jié)語

10kV配電網(wǎng)自動化建設(shè)工作對于整個電網(wǎng)而言至關(guān)重要，本文就配網(wǎng)自動化系統(tǒng)組成及建設(shè)規(guī)劃方法進(jìn)行了簡要的分析概述。為了滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需要，隔離刀閘必須與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)相適應(yīng)，因此本文從電動機(jī)構(gòu)改造以及電源選擇兩個方面就隔離刀閘的改造工作進(jìn)行了探究討論，僅為電力系統(tǒng)有關(guān)人員的相關(guān)研究工作提供參考。

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