城市配網規劃中自動開關站建設的探討

鄒憲衡

摘? ?要：自動開關站在現代城市配網建設與發展中有著重要地位，是實現電能有效輸送、配網穩定安全的關鍵，有效解決了城市配網中變電站數量不足的問題。準確把握自動開關站的重要性，并在配網規劃中加強開關站設計，基于科學原則對開關站的電氣系統、自動控制模式、網絡結構等進行合理設計，提高開關站建設質量，能夠為配網發展提供有效支持。文章對城市配網規劃中自動開關站建設展開探討。

關鍵詞：城市配網規劃;自動開關站;設計;建設

隨著現代電力事業的自動化、信息化發展，開關站也逐步向自動化過渡與發展，自動開關站在配網中占據的地位越來越重要。開關站在電力系統中的作用就是把電分給一定數量的變電所，然后通過變電所降壓實現供電，也可用于發電廠高壓輸電。自動開關站不但可以進行電能二次分配，還能發揮變電功能，為配網的穩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，電力配網在近年來呈現出飛速發展的趨勢，配網規模不斷擴大，相應的配網要求也有所提升，需要更多的變電站對大量電能進行有效處理。但是城市區域有限，如果隨著配網規模增大而不斷新建城市變電站，那么內部配網負荷將會大幅增長，配網穩定性將受到嚴重影響，可能引發各種故障與事故，嚴重時更可能造成巨大的人身安全、財產損失。也就是說，城市變電站數量存在一個上限，而且這個上限無法完全滿足現代城市發展背景下的配網需求，必須探尋其他解決路徑。配網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，能夠根據二次分配原則對電力配網進行協調處理，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中變電站的數量上限。在當前的城市配網中，自動開關站完全可以代替變電站，無論是工作質量還是工作效率都不輸于后者。和傳統配電房相比，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，能夠有效實現從電網到用戶端的電能輸送，更能為用戶提供雙電源，可謂是現代自動化、智能化配網建設發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，不難發現其在功能上的全面性以及在配網中應用的實踐性。實際上，近年來，全國各個地區都逐漸意識到了自動開關站的重要性，并在城市配網規劃中積極探索可行的自動開關站建設方案。

2? ? 城市配網規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，否則其合理性與規范性將難以得到保障，從而無法充分保證其在城市配網中有效發揮作用。

首先，在進行自動開關站設計時應先從布點展開，遵循優先進行整體布局規劃設計的原則。城市空間有限，同時，城市配網規模及負荷不斷增大，當前配網建設與改造逐步由兩供一備向三供一備過渡，強調手拉手接線，配網復雜程度極高。如果不能科學地進行自動開關站布局規劃和設計，將會給整個城市配網架構的過渡造成嚴重影響，難以保障配網安全性、穩定性與高效性。在實際設計時，通常需要結合綜合配網負荷預測情況、用電性質、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，則需要建設聯絡開關站，而且面積每增加600 000 m2就需要增配1間聯絡開關站。如果是商業及辦公用地建筑，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，而且增設條件變為每增加40 000 m2。在商業或辦公用地建筑面積大于200 000 m2時，便可以建設聯絡開關站，同時，增配條件變為每增加300 000 m2。

其次，要遵循自動開關站選址原則。自動開關站在配網中的主要作用是二次分配電能，從而實現有效供電，因此，在電網負荷較為集中的地方應優先建設開關站，如大型商住小區等。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，需要優先考慮獨棟建筑。

然后，需要遵循優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、智能化系統的有效運作，完善自動運行監測和修復功能。

2.2? 自動開關站電氣設計

城市配網規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;

（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標準的節能干式設備，避雷工具最好選擇氧化鋅材質，電氣二次組成則主要包括直流系統、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，需要將自動控制系統劃分為3層，分別為調控核心層、站控層與間隔層，從而實現數據的有效傳輸與處理，同時，保障命令的有效發生。每一層都處于自動控制系統的監控下，這樣不但可以實現對自動開關站運行參數的監控，還能實現對開關站內部系統的監測，及時發現問題并進行自動修復或提醒相關人員處理。

2.4? 網絡結構設計

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

3? ? 結語

當前，城市配網規劃中自動開關站的重要性不容忽視，這是保障配網穩定、高效運行的關鍵設施。為了充分發揮自動開關站作用，必須在配網規劃時便進行科學、合理的設計，優化站點布局，提高開關站施工質量，從而為廣大用戶提供更加穩定、可靠的送電服務。

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