電網(wǎng)中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃的探討

何德明

[摘 要]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的供電需求明顯增加，對企業(yè)配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)提出了更高的要求。本文對當(dāng)前我國城市中低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀和配電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)架規(guī)劃進行了簡單分析，對實際中的中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃提出了一些可行性的建議和一些自動化規(guī)劃方案，希望能夠為我國中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]中低壓；配電網(wǎng)；自動化；規(guī)劃

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.12.027

[中圖分類號]TM76 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）12-00-02

1 城市中低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀

隨著社會的不斷進步，日常生產(chǎn)生活中的用電量逐漸增多，直接促進了供電企業(yè)配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。在進行建設(shè)與改造之后，城市配電網(wǎng)絡(luò)布置結(jié)構(gòu)逐步合理，結(jié)構(gòu)強度不斷提高，配電系統(tǒng)也逐漸完善。配電網(wǎng)絡(luò)雖然有了很大的改善，但在實際中仍然存在很多問題，比較典型的有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、設(shè)備診斷技術(shù)不科學(xué)和綜合管理水平低等，這些問題都是急需解決的。具體來說，中低壓配電網(wǎng)還存在以下幾個方面的問題。

1.1 變壓器問題

在低壓配電網(wǎng)運行中，變壓器受到嚴(yán)重的負荷壓力時，會發(fā)生接觸不良的情況，零件也會松動甚至損壞。大型動力設(shè)備或能產(chǎn)生諧波電流的設(shè)備會導(dǎo)致電網(wǎng)接觸短路，從而會出現(xiàn)變壓器電壓過高、變壓器繞組或引出線對外充放電等問題。

變壓器油的主要作用是冷卻和絕緣，變壓器長時間運轉(zhuǎn)，或者進入水汽和酒氣就會導(dǎo)致油質(zhì)變壞，會帶來極其嚴(yán)重的后果。變壓器內(nèi)的油溫異常變化與低壓配網(wǎng)的負荷狀況、環(huán)境溫度等各種因素相關(guān)，從而使油位出現(xiàn)不正常升降，造成假油位的現(xiàn)象，也會損壞冷卻裝置。

1.2 低壓配電管理問題

低壓配電管理問題主要表現(xiàn)為：低壓配電系統(tǒng)的線路損壞率比較高，會提高運營維護的成本；低壓配電系統(tǒng)設(shè)備老化，從而無法保障供電的穩(wěn)定性與持續(xù)性；低壓配電系統(tǒng)中的電表防竊功能不夠強大，容易發(fā)生失竊等現(xiàn)象，對覆蓋區(qū)域內(nèi)居民的生產(chǎn)生活會造成一定的影響；系統(tǒng)內(nèi)部負荷不均衡，進而引起高峰時段電壓不穩(wěn)定。中低壓配電網(wǎng)需要安裝保護裝置，能夠避免出現(xiàn)火災(zāi)，但是若保護裝置安裝不到位，就不能真正發(fā)揮作用，甚至?xí)a(chǎn)生相反的作用，長期進行此操作，不僅會威脅操作員的生命安全，也會對設(shè)備造成損壞。

1.3 漏電問題

在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，一些老舊廠房配電系統(tǒng)的設(shè)備老化現(xiàn)象嚴(yán)重，配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計也不夠合理，車間與變電站距離比較遠，再加上采用的一般都是老舊的中低壓配電系統(tǒng)，使用過程中在不平衡電流的作用下會使中性點壓線的電壓下降，從而會出現(xiàn)漏電問題，會對設(shè)備造成極大損壞，甚至?xí)霈F(xiàn)損毀。此外，由于廠房使用的一般是高電壓，發(fā)生漏電現(xiàn)象之后，會危及工作人員的生命安全，一旦發(fā)生事故，會造成嚴(yán)重的后果。

2 對中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的幾點建議

2.1 改造電網(wǎng)運行中的線路

從我國現(xiàn)在的用電需求現(xiàn)狀可以看到，我國變電站建設(shè)必須向新建的轉(zhuǎn)供電站或者輕載運行的變電站轉(zhuǎn)變，從而有利于進行負荷轉(zhuǎn)移。相比較而言，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)供本領(lǐng)差的線路，應(yīng)該向聯(lián)絡(luò)接線的模式進行過渡，這樣才能夠保障聯(lián)絡(luò)線路的負荷轉(zhuǎn)供能達到百分之百，從而加強對線路負荷水平的控制。有些線路是負荷過重的，或者是它們所帶的配備容量過大，這種情況下就應(yīng)該縮短供電距離，或者把負荷過重的部分重新分配，這樣就能夠使效率平衡，降低線路的負載率。供電距離的長短應(yīng)該依據(jù)電源變電站的供電范圍進行規(guī)劃分配，從全國整體的電網(wǎng)規(guī)劃上來看，要想進行線路優(yōu)化，必須解決線路老舊和線徑較小的問題，提高城市電網(wǎng)中低壓配電的合理性。

2.2 從整體角度對規(guī)劃區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化

供電企業(yè)有必要加強城市電網(wǎng)中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃，從整體角度對規(guī)劃區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。首先，供電企業(yè)要合理分配變電站和線路的供電區(qū)域，注意在輻射線路、環(huán)網(wǎng)線路之間合理分配負荷，加強電網(wǎng)負荷之間的平衡，簡單來說就是對變電站和線路的供電區(qū)域進行合理分配劃分，這是優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。其次，對于一些新建的變電站，供電企業(yè)要準(zhǔn)確確定其供電范圍，避免出現(xiàn)供電負荷過大的情況，在合理的情況下綜合考慮多種因素，如變電站出線數(shù)量、供電方向和區(qū)域劃分，在適當(dāng)情況下減少供電負荷。此外，供電企業(yè)要從整體角度對規(guī)劃區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，解決區(qū)內(nèi)范圍過大、負荷過重的變電站供應(yīng)局限性問題，使變電站負載趨于合理水平，在實現(xiàn)安全用電的前提下，滿足人們的用電量需求。

2.3 梳理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提升10 kV網(wǎng)架的互倒、互帶本領(lǐng)

供電企業(yè)有必要梳理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提升10 kV網(wǎng)架的互倒、互帶本領(lǐng)。首先，供電企業(yè)要對部分區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進行分析研究，也就是利用物理鏈路進行連接，把那些各自獨立的工作站和主機進行相互連接，從而形成完整的數(shù)據(jù)鏈，并將鏈路進行區(qū)內(nèi)共享，在一定程度上能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)線路進行梳理分類，然后經(jīng)過研究分析確定架空多分段單聯(lián)絡(luò)、雙分段、雙聯(lián)絡(luò)和電纜單環(huán)網(wǎng)接線模式。其次，供電企業(yè)要梳理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加強區(qū)內(nèi)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)改造，提升區(qū)內(nèi)10 kV線路單輻射接線的接線模式。最后，供電企業(yè)要把當(dāng)前的10 kV線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐步變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從根本上避免樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在的低負荷問題，不斷提升10 kV線路的互倒和互帶本領(lǐng)，減少負荷，保證安全穩(wěn)定用電，增加供電的可靠性和穩(wěn)定性。

2.4 提高變電站之間的互供本領(lǐng)，為上級電網(wǎng)提供可行支持

要想更好地進行中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃，供電企業(yè)有必要加強配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃，逐步形成變電站之間的相互聯(lián)絡(luò)，提高變電站之間的互供本領(lǐng)，為上級電網(wǎng)提供可行支持。同時，供電企業(yè)要在整個供電區(qū)內(nèi)加強配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，逐步構(gòu)建完善的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加強變電站之間的聯(lián)絡(luò)，從而實現(xiàn)當(dāng)某一變電站發(fā)生故障時，把它相對重要的用電負荷通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接到其他變電站上，經(jīng)過這樣的改造之后，能夠大幅度提高變電站相互之間的負荷轉(zhuǎn)帶本領(lǐng)，也避免由于發(fā)生局部故障而影響整個供電覆蓋區(qū)域的情況。此外，供電企業(yè)要加強電網(wǎng)中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃，在一定程度上減少變電站的高壓側(cè)接線，從而節(jié)省變電站的建造成本，縮小變電站設(shè)施建設(shè)的用地范圍。

3 中低壓配電網(wǎng)自動化的方案

3.1 環(huán)網(wǎng)電纜方案

這種配電網(wǎng)自動化方案以電纜作為配電主干線，主要應(yīng)用在一些大型城市，在城市比較密集的商業(yè)繁華區(qū)、人口密集區(qū)，以環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜為主體，通常都是二進四出，負荷開關(guān)柜根據(jù)地理位置和用戶的數(shù)量設(shè)定出線回路數(shù)的多少，當(dāng)進出線回路較多時、規(guī)模更大時可轉(zhuǎn)變?yōu)殚_閉所。環(huán)網(wǎng)柜在使用中通過負荷開關(guān)與熔斷器相配合而發(fā)揮作用，在使用過程中若是產(chǎn)生故障產(chǎn)生，則會自動切換，保證正常供電。放設(shè)電纜時要設(shè)置開閉所監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方式，利用光纖和電話線減少干擾。這種方案受外界干擾小，所以可以比較好地應(yīng)用在城市的主干道上。

3.2 架空線路方案

應(yīng)用這種方案的主要地區(qū)是那些道路規(guī)模大、環(huán)境好的區(qū)域，首先要保證兩側(cè)路要較為寬敞，一般是雙回路架設(shè)，大多是裸線架空導(dǎo)線和架空絕緣導(dǎo)線，在運行中根據(jù)用戶需求設(shè)置相關(guān)設(shè)備的配備和供電方式。這種方案的特點很明顯，結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，比較靈活，但是受環(huán)境影響大，運行中若甲電源供電，則乙電源開關(guān)為開路狀態(tài)。在發(fā)生故障時，自動更換乙電源供電。

3.3 輻射型配電網(wǎng)方案

單電源供電的市郊和農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)主要利用輻射性配電網(wǎng)方案，在系統(tǒng)中可以根據(jù)實際需要進行配電線路設(shè)置，并且對多級重合器和分段器進行保護，實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的自動化，進一步實現(xiàn)自動隔離與恢復(fù)。

4 結(jié) 語

要提高供電質(zhì)量和用電的可靠性，我國就必須實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的自動化，這也是每一個供電企業(yè)在今后的發(fā)展目標(biāo)。RS6011G遠程智能監(jiān)控終端集信息采集、信息傳輸和控制一體化為一體，完全能夠滿足中低壓配電網(wǎng)自動化的需求，且中低壓配電網(wǎng)自動化RTU根據(jù)其自身的特點，在未來必定會有很高的使用率。

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