城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動(dòng)開關(guān)站建設(shè)探究

鄒文沫

[摘? ? 要 ]近年來，城市發(fā)展速度持續(xù)加快，對(duì)應(yīng)的配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)也緊隨其后，自動(dòng)化開關(guān)站作為一種智能化設(shè)備應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)中，能夠發(fā)揮多種優(yōu)勢(shì)功能。本文首先分析了城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動(dòng)開關(guān)站建設(shè)的意義，然后重點(diǎn)探討了城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動(dòng)化開關(guān)站的建設(shè)措施。

[關(guān)鍵詞]城市配網(wǎng)規(guī)劃;自動(dòng)化開關(guān)站;建設(shè)意義;途徑

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]In recent years， with the rapid development of the city， the construction of the corresponding distribution network system is also closely followed. As an intelligent equipment， the automatic switching station can play a variety of advantages in the distribution network system. This paper first analyzes the significance of automatic switching station construction in urban distribution network planning， and then focuses on the construction measures of automatic switching station in urban distribution network planning.

[Keywords]urban distribution network planning; automatic switching station; construction significance; approach

電力系統(tǒng)要想積極地適應(yīng)城市的建設(shè)與發(fā)展，就必須優(yōu)化自身的功能，自動(dòng)化開關(guān)站應(yīng)用于城市配網(wǎng)規(guī)劃中，不僅能提高整個(gè)城市的電力供應(yīng)水平，也能為城市的長遠(yuǎn)發(fā)展提供充足的電能，滿足各行業(yè)發(fā)展的需要。

1 城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動(dòng)化開關(guān)站建設(shè)的意義

1.1 城市化發(fā)展的需要

城市化進(jìn)程持續(xù)加快，使得城市中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也必需緊隨其后，城市升級(jí)、發(fā)展中各種大型工程設(shè)施逐漸被建設(shè)起來，對(duì)應(yīng)的用電需求量自然增加，出現(xiàn)了多個(gè)城市負(fù)荷集中區(qū)，此時(shí)，只有通過合理地進(jìn)行城市配網(wǎng)規(guī)劃，才能滿足整個(gè)城市的發(fā)展。然而，由于受城區(qū)規(guī)劃等歷史遺留因素的影響，個(gè)別城市中心與郊區(qū)因?yàn)樵O(shè)置了較少的變電站，且出線間隔相對(duì)有限，同時(shí)，新建變電站無論是選址還是工程立項(xiàng)建設(shè)都具有難度，從而使得城市中心負(fù)荷集中區(qū)供電設(shè)備分布較為集中，無法為10 kV出線提供充足的空間，這就對(duì)一些商業(yè)綜合體、商業(yè)項(xiàng)目的報(bào)裝用電帶來影響，進(jìn)而影響配電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃與長遠(yuǎn)發(fā)展。

為了解決這一問題，最理想的方式就是加快自動(dòng)化開關(guān)站的建設(shè)速度，自動(dòng)化開關(guān)站是建立在自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)以及其他多種現(xiàn)代高端技術(shù)基礎(chǔ)上的智能化電力基礎(chǔ)設(shè)施，整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中，自動(dòng)化開關(guān)站具有絕對(duì)的功能優(yōu)勢(shì)，不僅可以對(duì)電能進(jìn)行二次分配，也是對(duì)變電站母線的有效延伸，通過建設(shè)自動(dòng)化開關(guān)站能夠拓展變電站10 kV母線，從而增加10 kV的出線間隔。

1.2 自動(dòng)化開關(guān)站獨(dú)具優(yōu)勢(shì)功能

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站主要用來接收電能，同時(shí)，均衡地分配至各個(gè)配電設(shè)備，開關(guān)站是對(duì)變電站母線的深層次延伸，從變電站中發(fā)出電能傳輸?shù)阶詣?dòng)化開關(guān)站，并經(jīng)10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站均衡地將電能分配至用戶端，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站能收到來自于上級(jí)的電能，同時(shí)對(duì)其再次分配，以此來減少110 kV變電站10 kV出線間隔，并控制電纜走廊的數(shù)量，可以將它們當(dāng)作配網(wǎng)線路之間的聯(lián)絡(luò)樞紐，也能為一些大型的VIP客戶提供雙電源。與傳統(tǒng)的配電房相比，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站不僅規(guī)模小，占地面積有限，而且靈活易調(diào)動(dòng)，而且自動(dòng)化開關(guān)站具備配電房的一切功能，能夠接受并均衡地分配電能。

2 城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動(dòng)開關(guān)站建設(shè)

2.1 選定接線方式

對(duì)于城市中壓配電網(wǎng)來說，在正式建設(shè)自動(dòng)化開關(guān)站之前必須選好接線方式，若選擇了“N供一備”的接線方式，它能為N+1回配網(wǎng)線路途徑主干線路末端的聯(lián)絡(luò)開關(guān)來直接聯(lián)系起來，N回線路可以附帶額定負(fù)荷常規(guī)化運(yùn)轉(zhuǎn)，其他回路線路則用作備份，形成備份的空載線路，這樣即便其他線路出現(xiàn)故障或者線路檢修時(shí)，負(fù)荷都能轉(zhuǎn)移到備用線路中，依然維持正常供電。

由于城市土地空間相對(duì)有限，在自動(dòng)化開關(guān)站建設(shè)中，勢(shì)必要選擇好主接線方式，具體可以根據(jù)用電負(fù)荷的特點(diǎn)、負(fù)荷大小、用電量、城市的發(fā)展規(guī)劃以及地方現(xiàn)有的配網(wǎng)系統(tǒng)條件等來選擇主接線方式。自動(dòng)化開關(guān)站的主接線方式選擇要本著簡單、易操作、清晰的原則，而且要盡可能地控制電能損失，為日后的運(yùn)行、維護(hù)與檢修提供便利條件。自動(dòng)化開關(guān)站最好選擇單母線分段接線模式，兩回進(jìn)線，8-10回出線，因?yàn)槌菂^(qū)環(huán)境條件下，配網(wǎng)系統(tǒng)供電半徑都提出了明確的要求，一般應(yīng)控制在1.5 km內(nèi)，為了滿足城市高質(zhì)量的供電需求，各個(gè)開關(guān)站可以選擇2回路進(jìn)線模式，形成2-1的典型主接線方式，從而達(dá)到多條供電線的環(huán)網(wǎng)構(gòu)造，以此來提升各個(gè)線路間轉(zhuǎn)供電功能，自動(dòng)化開關(guān)站的主接線圖如圖1所示。

2.2 配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站的配置原則

因?yàn)閮?yōu)先選擇了“N供一備”的網(wǎng)架接線方式，這一接線模式具有安全性高、穩(wěn)定性好、運(yùn)行高效等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于負(fù)荷不斷增長的城市環(huán)境中，可以優(yōu)選選擇手拉手接線的環(huán)網(wǎng)供電模式，繼而跟隨城市負(fù)荷的增長趨勢(shì)逐步過渡到兩供一備、三供一備的供電模式。然而，實(shí)際網(wǎng)架構(gòu)建過程中，關(guān)鍵要科學(xué)地“布點(diǎn)”，所謂“布點(diǎn)”簡單說就是配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站配設(shè)的方位、地點(diǎn)，只有選好開關(guān)站的位置才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架的順利過渡、升級(jí)，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的狀況，結(jié)合用電特點(diǎn)、建筑規(guī)模、面積大小等來設(shè)置自動(dòng)化開關(guān)站，具體要遵從以下規(guī)律。

（1）住宅樓建筑面積大于6萬m2，需要設(shè)置主開關(guān)站，建筑面積每增加8萬m2，則要增設(shè)一間主干開關(guān)站。

（2）住宅漏建筑面積大于40萬m2，則適合安裝聯(lián)絡(luò)開關(guān)站，建筑面積每增加60萬m2，則要增設(shè)一間聯(lián)絡(luò)開關(guān)站。

（3）商業(yè)建筑、行政建筑面積大于3萬m2，則適合設(shè)置主干開關(guān)站，建筑面積每增加4萬m2，則要對(duì)應(yīng)增設(shè)一個(gè)主開關(guān)站。

（4）商業(yè)建筑、行政建筑面積大于20萬m2，則要安裝聯(lián)絡(luò)開關(guān)站，建筑面積每增加30萬m2，則要增設(shè)一間聯(lián)絡(luò)開關(guān)站。

2.3 配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站的選址原則

自動(dòng)化開關(guān)站實(shí)際運(yùn)用中有著多重優(yōu)勢(shì)，其中之一是對(duì)變電站10 kV母線的延伸與發(fā)展，并能實(shí)現(xiàn)電能的二次分配，也能為周邊區(qū)域的用戶提供多種電力電能，負(fù)荷相對(duì)集中區(qū)域，特別是商業(yè)中心區(qū)、住宅聚集區(qū)、大型商場(chǎng)綜合中心等都可以安裝自動(dòng)化開關(guān)站，因?yàn)榕渚W(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站中設(shè)置了一系列中壓設(shè)備，這些中壓設(shè)備自身需要安全、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，而且要經(jīng)常性地接受檢修、運(yùn)維，對(duì)此就要優(yōu)選交通便捷、空間相對(duì)開闊的位置，而且要注意開關(guān)站所處環(huán)境的絕緣水平，要堅(jiān)決回避低洼、濕潮的坑地，遠(yuǎn)離建筑物沉池下方，相反，要盡可能地接近市政主干道，這樣才能為開關(guān)站的安裝、運(yùn)輸與維修創(chuàng)造便利條件，一般來說，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站的運(yùn)輸與維護(hù)需要借助特定的通道，通道要達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，通常要在3.5 m以上。要盡量回避地下室、地下停車場(chǎng)等空間，因?yàn)檫@些空間內(nèi)自動(dòng)化開關(guān)站可能承受劇烈振動(dòng)與外界力量擾動(dòng)等風(fēng)險(xiǎn)，而且要避開高溫區(qū)。不同于設(shè)置于室內(nèi)的自動(dòng)化開關(guān)站，室外環(huán)網(wǎng)柜、電纜分接箱等體積更小、占地面積少，從而布局設(shè)置也更為方便、靈活，室外自動(dòng)化開關(guān)站不妨配設(shè)在城市綠化帶、綠地等區(qū)域，此時(shí)也要盡量避開積水區(qū)、坑洼區(qū)，盡量選擇人跡罕至、空間開闊的區(qū)域，而且室外的環(huán)網(wǎng)柜、電纜分接箱等的裝配部位也必須做好安全防護(hù)，以此來保護(hù)設(shè)備的安全。

2.4 自動(dòng)化開關(guān)站的接線原則

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站的建設(shè)也要做好接線工作，要采用科學(xué)的接線方式，特別是電氣主接線必須做出合理的選擇，實(shí)際的電氣主接線方式為：單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線，具體選擇哪一種接線方式則要根據(jù)自動(dòng)化開關(guān)站的負(fù)荷大小、所處環(huán)境等來做出合理地規(guī)劃和選擇。如果自動(dòng)化開關(guān)站本身無需承擔(dān)大型負(fù)荷，所以最適合選擇單母線接線模式，而且采取兩路電源進(jìn)線的進(jìn)線方式，可以從不同變電站中的不同母線來連接出兩條饋線，總計(jì)將出現(xiàn)8～12條出線。個(gè)別用戶對(duì)于負(fù)荷等級(jí)有著更高的要求，則適合選擇單母線分段接線模式，兩路進(jìn)線，各段母線都分別有一路進(jìn)線，或者從兩端母線中各自接出饋線，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站根據(jù)所處的配網(wǎng)系統(tǒng)的位置以及所發(fā)揮的作用一般分為環(huán)網(wǎng)型自動(dòng)化開關(guān)站與終端型自動(dòng)化開關(guān)站，一些大城市區(qū)域一般選擇環(huán)網(wǎng)型自動(dòng)化開關(guān)站，此類開關(guān)站每段母線都設(shè)置了兩路電源進(jìn)線間隔，剩余的則為出線間隔，主體功能為電力交換、線路分段等，在城市配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部來靈活地調(diào)節(jié)其運(yùn)行模式，其中環(huán)網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站通常選擇“手拉手”頭和尾彼此連接的方式來構(gòu)建環(huán)網(wǎng)，其中在主線、干線的客戶通常更為靈活，方便調(diào)度。環(huán)網(wǎng)型自動(dòng)化開關(guān)站則又具體涵蓋單母線接線、雙母線接線2種方式，其中單母線接線一般是依照單環(huán)運(yùn)行的自動(dòng)化開關(guān)站，雙母線接線則是根據(jù)雙環(huán)運(yùn)行規(guī)則運(yùn)行的自動(dòng)化開關(guān)站。同樣，要根據(jù)負(fù)荷大小、用戶用電類型等因素來選擇運(yùn)行方式，如，如果負(fù)荷密度較高、服務(wù)于一些重要客戶，則適合選擇雙母線，同時(shí)，選擇思路進(jìn)線模式，各條母線分兩路進(jìn)線，這樣不僅能提升開閉所的供電服務(wù)水平，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)一些關(guān)鍵負(fù)荷的線路提供的電能。

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)站的建設(shè)與運(yùn)行達(dá)到了對(duì)母線的有效延伸，而且借助變電站10 kV出線間隔最終打造出12個(gè)出線間隔，為安全出線提供了充足的空間，提高了配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.5 控制方式的選擇

自動(dòng)化開關(guān)站一般適合選擇分層控制方式，具體的層次劃分為首層為調(diào)度，中層為站點(diǎn)控制，末層為間隔控制。自動(dòng)開關(guān)站內(nèi)部安裝了實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，各個(gè)層次的操作與控制都要統(tǒng)一遵守準(zhǔn)則和規(guī)范，其核心就是維持監(jiān)控系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，如果發(fā)現(xiàn)某一層次中出現(xiàn)操作行為，剩余2個(gè)層次則不允許再發(fā)出任何操作。監(jiān)控系統(tǒng)可以達(dá)到對(duì)自動(dòng)化站點(diǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、檢查，出現(xiàn)任何非正常現(xiàn)象以及設(shè)備的故障與問題時(shí)，則能自動(dòng)地傳輸所采集的信息，使其抵達(dá)調(diào)度中心，并方便檢修人員快速解除故障。自動(dòng)化開關(guān)站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜，主要選擇分層構(gòu)造，其中包括2大層次，具體為間隔層、站控層，由此來實(shí)現(xiàn)智能化操作、控制、自動(dòng)化管控等目標(biāo)。現(xiàn)實(shí)的自動(dòng)化主站建設(shè)中，其中站控層需要安裝自動(dòng)化系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)來動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)間隔層，測(cè)控設(shè)備獲取信息以后，將其傳輸至站控層，并逐層地對(duì)信息實(shí)施加工、傳輸，直到最終抵達(dá)調(diào)控中心，再結(jié)合自身所收到的數(shù)據(jù)、信息等來實(shí)現(xiàn)電能的二次分配。

3 結(jié)束語

自動(dòng)化開關(guān)站作為一種先進(jìn)的智能化開關(guān)技術(shù)，將其應(yīng)用于城市配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中，能夠發(fā)揮長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。特別是能夠滿足城市的高負(fù)荷用電需求，從而實(shí)現(xiàn)城市的快速建設(shè)與長遠(yuǎn)發(fā)展。

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