10kV配電線路自動化開關應用

袁雅斯

【摘?要】10KV配電線路是配電自動化系統中至關重要的一部分，能夠直接影響供電系統的可靠性和穩定性。配線線路自動化是指在原有線路開關的基礎上，利用自動化技術進行優化和改造，或者在新建的線路上安裝自動化開關從而實現控制目標。通過配電線路自動化開關的應用，能夠減少故障對用戶帶來的影響，在10KV配電線路自動化開關選擇和設計過程中，需要結合實際情況進行分析，從而確定開關數量，以達到減少故障的目標，同時降低由于自動化開關數量較多增加線路成本的問題。因此，本文針對10kV配電線路自動化開關的應用進行分析，希望能夠為相關人士提供參考和借鑒，從而提高配電自動化系統的穩定性和可靠性。

【關鍵詞】10KV配電線路;自動化資管;應用分析

引言：

10KV配電線路自動化開關的建設和改造，主要是針對當前網絡環境復雜、網絡線路繁瑣的采取的一種優化方式，通過自動化開關，能夠準確分析網絡線路中主線和支線的實際情況[1]，從而對整個網絡線路進行合理控制，由此可見，10KV配電線路自動化開關的應用具有智能化和高效化的優勢，能夠有效降低故障發生的時間，從而提高網絡監督和管理效率。然而，在10kV配電線路自動化開關應用過程總，需要從多個方面進行分析，合理選擇開關數量，科學布局，才能夠在保證供電質量的基礎上獲取最大化的經濟效益。因此，本文通過對10kV配電線路自動化開關應用進行分析，希望能夠為提高配電自動化系統的穩定性和可靠性奠定良好的基礎。

一、國內外10kV配電線路自動化開關應用背景差異性

我國當前在用電過程中存在重視發電、忽略用電的線形，導致配電系統以及相關設備相對落后，供電效率和供電質量相對較差，據相關數據統計，電力系統在發生故障時，有90%左右的停電原因是由配電系統故障引發。近年來，我國經濟發展迅速，人們在生產和生活中對電能的需求越來越高，全面落實自動化系統已經成為當務之急，通過自動化系統能夠在一定程度上提高供電質量。結合實際改造和建設情況可以總結出，電壓-時間型分布方式比較適合我國小電流接地的配電系統，這也在一定程度上證明我國已經突破了配電自動化的第一步，為全面實行自動化奠定了良好的基礎，而對線路設置自動化開關，能夠在保證供電質量的基礎上減少經濟效益，在保證社會安定的同時促進了社會發展。

然而，我國相對于日本而言，仍然較為落后，日本東芝公司早在1970年便通過設置自動化開關提高配電網系統穩定性[2]，并大力推廣和使用，然而，日本卻沒有對電壓-時間型分布方式作出更加深入的探究。

二、10kV配電線路自動化開關布置的具體要求

（一）科學選擇10KV配電線路自動化開關數量

線路自動化主要是指在原有線路開關的基礎上進行改造，或者是在新建線路上安裝自動化開關，從而對網絡線路進行合理控制。實踐證明，自動化開關的數量與故障影響呈反比關系，也就是自動化開關數量越多，用戶受故障影響越小。與此同時，工程成本也會相應增加。然而，10KV配電線路自動化開關數量與用戶故障時間二者之間并非線性關系，結合實際情況可以看出，配網自動化系統中主線和支線發生故障具有差異性，因此，對于10KV配電線路自動化開關數量選擇的問題，需要結合線路故障的故障率分析，這樣既能夠減少用戶受故障影響的時間，還能夠節省建設成本。

（二）10kV配電線路自動化開關布置的方式

自動化開關布置的方式通常有兩種，在實際施工過程中，需要結合實際情況進行分析，選擇科學、合理的布置方式，具體可以從以下兩點進行分析：

第一，電壓-時間的布置方式，這種方式需要充分考慮線路長度、用戶數量等多方面因素，對于線路中主干線自動化負荷開關進行設計時，可以通過三段一聯絡的方式進行規劃，例如：將線路主干線分成兩部分，分別設置一臺自動化開關。與此同時，如果線路主干線的長度較長[3]，可以結合實際情況進行分析，適當增加自動開關的數量，通常情況下最多能夠設置4臺。另外，如果分支線路出現以下幾種情況導致供電質量下降，需要在分支線路中單獨設置自動化負荷開關，例如：分支線長度較長、故障率較高、設備和線路相對復雜等，相反，如果分支線路供電質量較高，可以在線路設置自動化斷路器。

第二，電壓-電流型分布方式，這種方式與上文提到的布置方式具有相同點，也需要充分考慮線路長度、用戶數量、負荷情況等多方面因素，從而進行分段設置。一般情況下，可以將主線分為2-3個段落，并結合實際情況在每個段落設置線路自動負荷開關。然而，如果通過這種分布方式的設置的自動化開關在變電站開關第一次合閘后，沒有檢測到故障，此時分閘則會閉鎖。即，在變電站第二次合閘時，這時的自動化開關是閉合狀態的[4]。然而，如果線路較長，并且出現線路故障出現在末端時，此時受到勵磁涌流的影響，會使變電站段出現故障問題，從而導致整個供電系統缺乏穩定性和可靠性。因此，在主線、支線較長的前提下，并且需要分為5段以上時，需要在主線分段設置一臺斷路器，通常情況下斷路器需要設置在主線前三分之一位置。通過這一操作，能夠有效減少故障情況，也能夠降低變電站開關跳閘 次數。除此之外，供電系統設備陳舊、支線較長也是引發故障的主要原因，可以結合實際情況設置自動化開關。

（三）科學布置自動化開關的具體方式

通常情況下，在線路中設置真空斷路器自動化開關，能夠有效減少停電故障，同時減少遍地按照挑戰的次數，在一定程度上能夠提高供電質量，但是，在繼電保護方面，真空斷路器自動化開關存在一定缺陷，由于不能夠提供網絡分級和供電線路功能選擇，因此，結合相關規范要求，需要通過合理的供電系統作為支撐，從而提高供電系統整體的穩定性和可靠性。需要注意的是針對同一電壓等級，其配電級數需要低于三級。因此，在10KV配電線路中，電力系統在允許范圍內對繼電保護的技術范圍應為2級。如果超過三級需要相對應的取消中間級對上級或夏季的選擇。由此可見，在10KV配電線路中設置真空斷路器開關[5]，需要按照相關規范嚴格進行，并且充分滿足二級配電需求，結合實際情況分析，通常在每個回路主線和直線上設置一臺真空斷路器自動開關是最佳布置方式。

三、10kV配電線路自動化開關應用效果

通過設置自動化開關能對變電站出現的頻率進行控制：線路開關跳閘是引起供故障中常見的原因，這也是引發停電最嚴重的一種因素。所以，為了減少故障頻率，降低停電次數，需要通過設置分段斷路器進行控制，從而實時監測故障波以及故障范圍。如果在供電過程中出現開關跳閘的跡象，自動開端會在跳閘前將故障進行隔離，從而降低由于跳閘停電為用戶帶來的不良影響。

通過設置自動化開關能夠提高出現的重合閘效果：分段負荷開關具有分閘閉鎖的功能，對供電系統來說，可以有效提高供電時逐級合閘的效率，從而減少故障引發的停電時間。

通過設置自動化開關能夠減少電源側開關頻繁操作：在電源側設置自動化開關，能夠減少電源側開關動作跳閘的頻率，從而減少故障引發的停電范圍和定點時間。

通過設置于自動化開關能夠使系統的通信方式具有靈活性：10KV配電線路自動化開關能夠結合實際情況和需求實現合理分配的目標，通過無線、光纖等媒介能夠上傳開關相關信息，相對于傳統運行而言，減少了技術人員的工作量，同時能夠提高系統的可靠性和穩定性。

四、10kV配電線路自動化開關應用

隨著我國經濟的不斷發展，科學技術也在不斷進步，用戶對電能輸出的質量和效率也提出了更高的要求[6]，當前，電能在人們生產和生活中成為必不可少的因素，即使是短暫的停電也會為城市帶來不安定影響，甚至會造成巨大的經濟損失，因此，加大力度優化和改造配電線路是當務之急。結合上文提到的內容，以下對10kV配電線路自動化開關的應用進行具體的分析。

（一）實際案例及分析

如圖1所示，是我國某地區改造前的配電線路圖，由圖可見，支路1-4表示主饋線，支路a＼b表示分支線，斷路器的設置是微機保護。

該電路圖在改造前，配電線路中任何一點出現故障，都會導致整個電路系統受到停電影響，結合計算可以對受故障影響用戶進行計算，可以得出該配電線路在改造前的供電可靠性極低，甚至沒有達到供電可靠指標的最低要求，為了能夠使該配電線路的可靠指標達到下限，并且有效減少故障時間，提高供電效率，需要通過電壓-時間型布置方式加以改造，在改造過程中，還要充分考慮成本問題。結合多年配電網絡規劃經驗以及實際情況進行分析，在增設分段自動化開端數量范圍內，增設聯絡點電壓-時間型開關2個，同時，需要在圖中3、4的位置增加電壓-時間型配電開關，并且需要將斷路器設置為二次重合閘。第一次重合閘的時間為15秒。第二次為5秒。

（二）配電線路改造計算結果

方案一，如果結合4個自動化開端的數量進行設置，需要在圖中a、b、1、2四處分別設置分段點的開關，同時需要在（3、4）線段處設置聯絡點開關。此時結合準確的計算能夠使配電線系統的供電可靠性達到可靠指標的最低要求。

方案二，為了避免此處出現故障引起的停電，需要在支路1設置供電配電開關，這種方式，不僅能夠達到可靠性要求，還能夠減少開關的使用數量，從而降低成本支出，為供電企業創造更大的經濟效益。

五、結語

隨著我國經濟的持續發展，科學技術也在不斷進步，人們無論在生活還是生產中，對電能的需求都越來越高，電力已經成為社會發展、提高人民生活質量的基礎條件。為了滿足人們的需求，促進我國經濟持續增長，10KV配電網近年來得到了空前的發展，然而，由于傳統建設中結構形式、線路分支等方面具有一定復雜性，存在線路長、變壓器連接多、結構簡單、供電不穩定等情況，導致人們在用電過程中市場發生短短現象。近年來科學技術發展日新月異，配電自動化開關技術得到了廣泛的應用，在一定程度上促進了配電網向自動化趨勢發展，同時有效提高了供電系統的可靠性和穩定性，因此，本文結合10kV配電線路自動化開關應用進行分析，并闡述充分滿足供電質量的同時減少經濟效益的相關觀點，希望能夠為供電企業提供參考和借鑒。

參考文獻：

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[2]王萬曉，胡生彬，戚穎樺.6～10kV架空配電線路分支開關的應用[J].電氣應用，2011（19）：32-33+39.

[3]周小龍.鐵路10kV變配電所自動化系統的應用[J].科技廣場，2015，No.169（12）：89-92.

[4]張宗海.10kV智能化開關在配電自動化中的運用[J].低碳世界，2013（10X）：108-109.

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[6]梁高原;.10kV配電線路中自動化設備及其對故障搶修的應用研究[J].居舍，2017（28）：148.

[7]金在龍.配電線路自動化系統的應用探析[J].企業技術開發，2014（33）：95-96.

[8]林熠軒.分析10kV架空線路柱上自動化開關的應用[J].華東科技（綜合），2018

[9]周燕敏.淺談配電自動化在配電線路中應用的意義[J].中國科技博覽，2015：308.

（作者單位：廣東電網有限責任公司湛江吳川供電局）