10 kV配網自動化的發展與應用

謝麗平

10 kV配網自動化的發展與應用

謝麗平

（廣東順德電力設計院有限公司，廣東 佛山 528000）

10 kV配電作為中國當前電力系統的核心，其自動化發展能夠提高供電的可靠性與質量，縮短事故處理的時間，減小停電的發生概率與范圍，提高配電系統的經濟性，降低運維成本，最大限度增強電力企業的經濟效益，為用戶提供優良服務。然而在10 kV配電網運行中，因部分技術的缺陷，導致配電系統常發生故障，電網的可靠運行受到影響。對此，對10 kV配網自動化的發展與應用展開分析。

10 kV配網；短路故障；故障指示器；智能分布

配電網的安全運行是供電單位的根本，在配電網自動化過程中，供電質量的提高是必然趨勢。換言之，在10 kV配網運行中，引進自動化技術，將為中國電網改革提供強有力的推動作用，對電能質量控制更嚴格，降低電壓波動，有效降低電網事故的發生概率。正常情況下，10 kV配網的自動化能夠對電氣參數、設備狀態、配網運行方式等遠程控制，如果線路發生短路故障，配網自動化系統能夠及時定位故障、切除故障點、隔離故障段、恢復非故障區的供電。為快速恢復短路故障，加強故障智能定位系統的應用，具有重要意義。

1 配網自動化發展歷程

隨著科學技術的不斷進步，整個社會在向自動化、智能化發展，配網的自動化發展已經成為必然趨勢，實際上，早在20世紀90年代，中國電網研究學者已經提出了自動化這一概念，其發展歷程如下：①故障監測+現場人工隔離轉供（故障指示器）；②重合切除故障+現場人工隔離轉供（自動化負荷開關）；③重合切除故障+聯絡備自投（自動化負荷開關）；④級差切除故障+現場人工隔離轉供（自動化斷路器）；⑤級差切除故障+調度遙控隔離轉供（自動化斷路器）；⑥級差切除故障+主站遙控隔離轉供（開環）（自動化斷路器）；⑦級差切除故障+主站遙控隔離轉供（閉環）（自動化斷路器）；⑧對等通信切除故障、隔離、轉供（自動化斷路器）。

2 配網自動化概念及系統構成

配網自動化是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段，對配電網進行離線與在線的智能化監控管理，使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。新形勢下，科技在不斷發展，諸多高科技設備對電力質量提出更高要求，10 kV配網的自動化發展，為電力設備的穩定運行奠定了基礎。同時，10 kV配網的自動化發展，實現了對電力傳輸、電力控制的監測與保護，電力傳輸得到優化，線路損耗有效減少，配網安全性明顯提高。

配電網通信系統主要包括骨干層和接入層，如圖1所示。骨干層匯聚接入層通信終端的數據，并將其傳送至業務主站系統；接入層接入各配網業務終端的數據，并將其傳送至骨干層。

3 10 kV配電網故障智能定位系統應用

在10 kV配電網運行中，仍然會產生各類故障，尤其是短路故障，通過實驗調查的結果得知，在中國的10 kV配電網運行中，比較常見故障的類型主要包括：三相短路故障（約占5%）、單相接地短路故障（約占65%）、兩相短路故障（約占10%）、兩相接地短路故障（約占20%）為全面掌握故障，降低故障帶來的損失，加強故障智能定位系統的應用，具有重要作用。以下對常用的故障定位系統展開探討。

3.1 主站集中控制系統的應用

在10 kV配網實際工作中，為全面降低故障發生概率，提高配網運行的可靠性，可通過主站集中控制，對配網的自動化系統進行控制，一旦發生故障，能夠及時對故障進行智能定位，以此迅速解決故障，降低供電企業的損失。主站集中控制技術的應用，主要對配電終端進行監測，如果配電終端發生故障，將發出警報，主站集中控制系統即刻采集故障信息并分析故障，及時確定故障類型、故障位置，提出故障隔離措施并解決，降低故障影響。該控制技術并不需要配合變電站重合閘，不需要配合進行保護，具有操作便利、管理簡單、分段自由等優勢，但是，該類技術定位故障并控制時，對主站、通信依賴性較強，投入的資金量較大。

中心城區推廣該方案，主干線關鍵節點配置自動化斷路器，采用有線或可靠的無線通信方式接入主站，故障時分段節點按電流時間級差就地切除故障，主站匯總分析各開關跳閘和告警信息，自動定位故障點，遙控對應開關將故障隔離到最小區段，并通過轉供恢復區段外供電。

3.2 智能分布式故障定位系統的應用

智能分布式故障定位系統的應用，主要是對配網各終端進行檢測，一旦發現故障，系統直接將故障信息發送到主站，并對終端信息進行綜合分析，判斷故障所在方位，并將判斷結果發送到主站，如此，工作人員可根據主站接收的信息定位故障并快速解決，推動10 kV配網的自動化發展。在該系統應用中，因為其配置相應的保護裝置，如重合閘、三項過流保護、接地告警、分布式故障判斷等。

高可靠性地區可采用該方案，主干線所有節點均配置自動化斷路器，通過對等光纖通信實現故障的快速就地切除、隔離和聯絡開關的備自投，實現配電網的秒級自愈控制。

3.3 遠程故障點處理技術的應用

在10 kV配網進行通信鋪設中，對于偏遠線路，鋪設工程困難，對此，為實現對故障的實時檢測，可選擇裝設故障指示器，對線路故障進行定位，提高配網的可靠性。同時，還可將故障定位的主站、通信終端、故障指示器等有效結合，實現故障的可視化定位，為故障的處理提供便利。依照配置不同，遠程故障點的處理技術主要有以下幾種模式：單一故障指示器、故障指示器結合通信終端、故障定位的主站、指示器與通信終端三合一模式。

在應用單一故障指示器時，存在以下問題：在故障指示器運行中，為保障輸電線路監控的全面性，需要每隔一段距離裝設一個指示器，僅維護指示器的正常運轉，需要投入較多人力，與配網自動化要求不符。同時，普通故障指示器并沒有通信功能，無法向運維人員實時發送線路故障信息，運維人員需要巡視現場，才能確定故障點，故障維修時間延長。另外，普通故障指示器僅僅能夠檢測故障，并不能對線路運行狀態進行監控，并且，普通的故障指示器是獨立設備，無法有效利用信息系統中的各類資源。因此，該類故障指示器逐漸被智能型故障指示器代替，為配網的自動化發展提供了推動力。

智能型故障指示器，具有短路故障檢測、遠程控制、接地檢測等多種功能，在10 kV配網自動化運行中，一旦輸電線路出現故障，故障指示器能夠利用GPRS通信平臺，及時將故障信息傳遞到終端系統，線路運維人員能夠實時掌握故障情況，并及時解決故障，有效保障配網的可靠運行。并且，智能型故障指示器應用中，外觀設計與結構設計較為獨特，操作便利，即使線路處于運行狀態，也能夠安裝指示器[3]。

4 結束語

總而言之，在10 kV配網自動化發展過程中，配網自動化發揮了重要作用，提高了配網可靠性，增強了電力企業經濟效益。然而，在配網自動化過程中，即使對整個配網進行監控，某些故障也很難避免。對此，加強10 kV配電網故障指示器、故障智能定位系統等的應用，快速發現故障、圈定故障區域，及時解決故障，實現故障的智能化控制，降低故障損失，對電力企業發展具有重要意義。

［1］梁杰華.淺談10 kV配網自動化系統及故障處理［J］.科技風，2015（9）：46.

［2］袁禾.10 kV配網自動化系統常見故障處理分析［J］.通訊世界，2016（19）：175-176.

［3］劉潔.淺談10 kV配網自動化系統及故障處理［J］.山東工業技術，2017（17）：143.

［4］鐘志強.10 kV配網自動化設計和施工問題分析［J］.中國高新區，2017（14）：99.

［5］秦海軍.10 kV配網自動化系統中存在的故障以及處理研究［J］.大科技，2017（24）：107.

TM715

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.065

2095－6835（2019）15－0156－02

〔編輯：嚴麗琴〕