城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動開關站建設的探討

鄒憲衡

摘? ?要：自動開關站在現(xiàn)代城市配網(wǎng)建設與發(fā)展中有著重要地位，是實現(xiàn)電能有效輸送、配網(wǎng)穩(wěn)定安全的關鍵，有效解決了城市配網(wǎng)中變電站數(shù)量不足的問題。準確把握自動開關站的重要性，并在配網(wǎng)規(guī)劃中加強開關站設計，基于科學原則對開關站的電氣系統(tǒng)、自動控制模式、網(wǎng)絡結構等進行合理設計，提高開關站建設質(zhì)量，能夠為配網(wǎng)發(fā)展提供有效支持。文章對城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動開關站建設展開探討。

關鍵詞：城市配網(wǎng)規(guī)劃;自動開關站;設計;建設

隨著現(xiàn)代電力事業(yè)的自動化、信息化發(fā)展，開關站也逐步向自動化過渡與發(fā)展，自動開關站在配網(wǎng)中占據(jù)的地位越來越重要。開關站在電力系統(tǒng)中的作用就是把電分給一定數(shù)量的變電所，然后通過變電所降壓實現(xiàn)供電，也可用于發(fā)電廠高壓輸電。自動開關站不但可以進行電能二次分配，還能發(fā)揮變電功能，為配網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供有力支持。

1? ? 自動開關站及其重要性概述

開關站指通過開關裝置將電力系統(tǒng)及其用戶的用電設備有選擇地連接或切斷的電力設施，通常其電壓等級為10 kV及以上，其作用為將不同電壓的電能進行合理分配，從而滿足實際供電需求，同時，保障配網(wǎng)高效運行。城市化的快速推進大幅提升了城市用戶的用電需求量，電力配網(wǎng)在近年來呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的趨勢，配網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，相應的配網(wǎng)要求也有所提升，需要更多的變電站對大量電能進行有效處理。但是城市區(qū)域有限，如果隨著配網(wǎng)規(guī)模增大而不斷新建城市變電站，那么內(nèi)部配網(wǎng)負荷將會大幅增長，配網(wǎng)穩(wěn)定性將受到嚴重影響，可能引發(fā)各種故障與事故，嚴重時更可能造成巨大的人身安全、財產(chǎn)損失。也就是說，城市變電站數(shù)量存在一個上限，而且這個上限無法完全滿足現(xiàn)代城市發(fā)展背景下的配網(wǎng)需求，必須探尋其他解決路徑。配網(wǎng)自動化開關站正是解決這一問題的有效方式，這是因為自動開關站與傳統(tǒng)開關站相比更加自動化和智能化，對人工操作的需求大幅降低，同時，能夠根據(jù)二次分配原則對電力配網(wǎng)進行協(xié)調(diào)處理，可以被視作變電站母線的延伸，這將使線路出線間隔大幅增加，在某種程度上提升了城市配網(wǎng)中變電站的數(shù)量上限。在當前的城市配網(wǎng)中，自動開關站完全可以代替變電站，無論是工作質(zhì)量還是工作效率都不輸于后者。和傳統(tǒng)配電房相比，自動開關站可以視作具有變電功能的配電房，即配電房與變電站的結合體，而且更加智能化，同時，更加便捷、高效，能夠有效實現(xiàn)從電網(wǎng)到用戶端的電能輸送，更能為用戶提供雙電源，可謂是現(xiàn)代自動化、智能化配網(wǎng)建設發(fā)展中不可或缺的重要設施。自動開關站奠定主接線如圖1所示，不難發(fā)現(xiàn)其在功能上的全面性以及在配網(wǎng)中應用的實踐性。實際上，近年來，全國各個地區(qū)都逐漸意識到了自動開關站的重要性，并在城市配網(wǎng)規(guī)劃中積極探索可行的自動開關站建設方案。

2? ? 城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動開關站建設研究

2.1? 自動開關站設計原則

自動開關站的設計與建設需要遵循一定的基礎原則，否則其合理性與規(guī)范性將難以得到保障，從而無法充分保證其在城市配網(wǎng)中有效發(fā)揮作用。

首先，在進行自動開關站設計時應先從布點展開，遵循優(yōu)先進行整體布局規(guī)劃設計的原則。城市空間有限，同時，城市配網(wǎng)規(guī)模及負荷不斷增大，當前配網(wǎng)建設與改造逐步由兩供一備向三供一備過渡，強調(diào)手拉手接線，配網(wǎng)復雜程度極高。如果不能科學地進行自動開關站布局規(guī)劃和設計，將會給整個城市配網(wǎng)架構的過渡造成嚴重影響，難以保障配網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性與高效性。在實際設計時，通常需要結合綜合配網(wǎng)負荷預測情況、用電性質(zhì)、建筑面積等進行全面考慮，同時，按照一定原則進行自動開關站布局設計。其中，當住宅用地面積大于60 000 m2時，就需要配置主干開關站，在此基礎上，建筑面積每增加80 000 m2，就要增配1間主干開關站。在建筑面積超過400 000 m2后，則需要建設聯(lián)絡開關站，而且面積每增加600 000 m2就需要增配1間聯(lián)絡開關站。如果是商業(yè)及辦公用地建筑，由于用電需求量更大，在建筑面積大于30 000 m2后時便需要建設主干開關站，而且增設條件變?yōu)槊吭黾?0 000 m2。在商業(yè)或辦公用地建筑面積大于200 000 m2時，便可以建設聯(lián)絡開關站，同時，增配條件變?yōu)槊吭黾?00 000 m2。

其次，要遵循自動開關站選址原則。自動開關站在配網(wǎng)中的主要作用是二次分配電能，從而實現(xiàn)有效供電，因此，在電網(wǎng)負荷較為集中的地方應優(yōu)先建設開關站，如大型商住小區(qū)等。需要注意的是，自動開關站中包含大量特殊電力設備，這些設備對環(huán)境的敏感度較高，很容易受到積水、震動、高溫等影響，故而在進行站點選址時應盡量選擇環(huán)境良好的位置。為了方便運檢維護，在設計建設自動開關站時應盡可能將其置于道路通暢、進入方便的位置，需要優(yōu)先考慮獨棟建筑。

然后，需要遵循優(yōu)先設計基礎結構的原則。在實際設計時，通常需要從自動化控制目標、預定功能這兩大方面著手，對開關站基礎結構進行科學設計，然后進行后續(xù)設計，這樣才能從根本上確保實際設計符合需求，避免自動開關站設計在一開始就走偏或存在問題的情況發(fā)生。

最后，應逐步完善開關站結構框架。在完成初步的基礎框架設計之后，設計人員需要對開關站各類細化功能進行全面而深度的研究，以功能搭載與實現(xiàn)為指導進行基礎框架完善，確保各種自動化技術能夠得到充分應用，尤其要保障自動化、智能化系統(tǒng)的有效運作，完善自動運行監(jiān)測和修復功能。

2.2? 自動開關站電氣設計

城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動開關站電氣設計的重點在于主接線設置。在主接線設計與設置時需要結合地方供電情況進行設計，遵循簡潔、高效的原則，以免能量消耗過多。通常來說主接線方式主要包括3種：

（1）單母線接線方式，主要應用于無重要負荷的站點建設，實際設計方式為兩路電源進線并可有8～12路出現(xiàn);

（2）單母線分段接線方式，大多應用于負荷等級要求較高的自動開關站，采取將母線分為兩段并分別進線的方式設計;

（3）雙母線接線方式，主要應用于按照雙環(huán)運行的站點或者重要用戶負荷站點。除了主接線設計外，還要對關鍵一次設施及電氣二次組成進行科學設計。

其中，高電壓開關柜質(zhì)量必須達到五防標準，同時，變壓工具應選用達到SC11標準的節(jié)能干式設備，避雷工具最好選擇氧化鋅材質(zhì)，電氣二次組成則主要包括直流系統(tǒng)、保護回路以及自動化設備。

2.3? 自動控制模式設計

自動控制系統(tǒng)是自動開關站建設的關鍵所在，需要進行科學設計，為了確保自動控制的有效實現(xiàn)，需要將自動控制系統(tǒng)劃分為3層，分別為調(diào)控核心層、站控層與間隔層，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸與處理，同時，保障命令的有效發(fā)生。每一層都處于自動控制系統(tǒng)的監(jiān)控下，這樣不但可以實現(xiàn)對自動開關站運行參數(shù)的監(jiān)控，還能實現(xiàn)對開關站內(nèi)部系統(tǒng)的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行自動修復或提醒相關人員處理。

2.4? 網(wǎng)絡結構設計

自動開關站自動控制系統(tǒng)的控制層和間隔層之間的數(shù)據(jù)傳輸、資源共享需要依靠網(wǎng)絡結構實現(xiàn)，因此，還需要對相應的站點網(wǎng)絡結構進行設計。為了降低成本、提高網(wǎng)絡結構穩(wěn)定性、保障數(shù)據(jù)輸送可靠性，在實際設計時應盡量從簡，更加直觀地掌握各設備的網(wǎng)絡連接情況。同時，自動化控制系統(tǒng)會通過網(wǎng)絡解耦股進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對設備運作參數(shù)的實時采集、輸送、處理與分析，并根據(jù)系統(tǒng)分析結果依靠網(wǎng)絡結構實現(xiàn)各層指令下發(fā)。

3? ? 結語

當前，城市配網(wǎng)規(guī)劃中自動開關站的重要性不容忽視，這是保障配網(wǎng)穩(wěn)定、高效運行的關鍵設施。為了充分發(fā)揮自動開關站作用，必須在配網(wǎng)規(guī)劃時便進行科學、合理的設計，優(yōu)化站點布局，提高開關站施工質(zhì)量，從而為廣大用戶提供更加穩(wěn)定、可靠的送電服務。

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