10kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)分析

葉琳　葉軍俏

摘 要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，社會(huì)生產(chǎn)與生活對用電要求持續(xù)提升，國家重視配網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，電網(wǎng)穩(wěn)定性對用戶用電體驗(yàn)影響大，多數(shù)行業(yè)發(fā)展都依賴于電力能源。在發(fā)展進(jìn)程中，注重提升配網(wǎng)水平的重要性顯著，加強(qiáng)配網(wǎng)安全性?；诖耍恼轮攸c(diǎn)研究討論10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)問題，提出科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化;工程建設(shè);規(guī)劃設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.024

配網(wǎng)系統(tǒng)中，10 kV配網(wǎng)運(yùn)行目的是向社會(huì)提供電力能源，供電范圍廣，供電量高，電能供應(yīng)不滿足用戶需求，會(huì)影響社會(huì)生產(chǎn)與生活。10 kV配網(wǎng)為標(biāo)準(zhǔn)配置，屬于電能傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)。10 kV配網(wǎng)與電力系統(tǒng)主網(wǎng)相連接、與電力用戶相連接，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中具有過渡效應(yīng)。配網(wǎng)系統(tǒng)屬于綜合化用電管理系統(tǒng)，涉及監(jiān)控系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、變電站等。在近年來的發(fā)展中，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到配網(wǎng)建設(shè)中，既可以確保供電系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行，還可以確保電網(wǎng)內(nèi)外環(huán)境協(xié)調(diào)度，增加經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益[1]。

1 10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

在新時(shí)期下，為了維護(hù)電力人員安全，提升電力供應(yīng)穩(wěn)定性，加快配電網(wǎng)項(xiàng)目發(fā)展，以科學(xué)方案與規(guī)劃設(shè)計(jì)，不斷提高項(xiàng)目質(zhì)量。10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，面臨較多不良問題，如果沒有處理好相關(guān)問題，則會(huì)影響配電網(wǎng)正常發(fā)展，影響電力行業(yè)發(fā)展。

第一，通信系統(tǒng)建設(shè)面臨配電網(wǎng)項(xiàng)目工程量大、內(nèi)容復(fù)雜等難題，涉及多個(gè)參建方、專業(yè)，建設(shè)周期長，自動(dòng)化檢測與運(yùn)維問題較多。多數(shù)施工企業(yè)的資質(zhì)、施工隊(duì)伍綜合素質(zhì)差距大，為提高通信系統(tǒng)質(zhì)量，應(yīng)注重電網(wǎng)智能化交互，加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行效率，降低停電故障損失，維護(hù)供電穩(wěn)定性。

第二，當(dāng)前，各地區(qū)注重建設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)，然而受到地區(qū)條件影響，設(shè)備老舊，運(yùn)行環(huán)境差，導(dǎo)致自動(dòng)化建設(shè)阻礙大，且部分工作開展不順利，無法保障供電的安全性與穩(wěn)定性[2]。

2 10kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)要素

2.1 自動(dòng)化終端

在10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中，自動(dòng)化終端屬于重要組成。自動(dòng)化終端建設(shè)，應(yīng)全面發(fā)揮主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定作用，運(yùn)行期間出現(xiàn)的不良問題能夠反映到自動(dòng)化終端中，按照問題種類發(fā)揮輔助作用，實(shí)時(shí)監(jiān)控管轄區(qū)域內(nèi)容，維護(hù)配網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)供電過程順利性。

2.2 主站系統(tǒng)

詳細(xì)劃分主站系統(tǒng)，將主站系統(tǒng)劃分為故障診斷系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、應(yīng)用子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3 子站系統(tǒng)

子站系統(tǒng)的作用在于管理，涉及周邊開閉與開關(guān)等，具有重要管理作用，能夠科學(xué)管控饋線與監(jiān)控設(shè)備。應(yīng)用子站系統(tǒng)可以節(jié)約主干道通道，實(shí)際運(yùn)行期間，子系統(tǒng)能夠收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ盘幚砥髦小?/p>

3 配網(wǎng)自動(dòng)化功能目標(biāo)

在近年來的發(fā)展中，配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)成熟度高，組成包括地理信息系統(tǒng)、集中控制中心、配調(diào)自動(dòng)化網(wǎng)、接口系統(tǒng)、綜合類管理系統(tǒng)。

10 kV配網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)，處理數(shù)據(jù)信息。在配網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)中，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)可以按照遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)信息、值班報(bào)修熱線、自診斷故障報(bào)告，實(shí)現(xiàn)故障定位與隔離、故障自診斷、故障檢修安排、事故報(bào)告存檔、處理信息交換。支持無人值班模式，根據(jù)無功電流、功率因數(shù)、電網(wǎng)電壓值參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行饋線保護(hù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制，遠(yuǎn)方切換定值，集成地理接線圖。

饋線自動(dòng)化可以自動(dòng)隔離配網(wǎng)饋線故障、供電恢復(fù)系統(tǒng)。饋線自動(dòng)化處于正常狀態(tài)時(shí)，可以遠(yuǎn)程測量饋線與變壓器電流、電壓、功率、電能量、功率因數(shù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，科學(xué)控制電容器運(yùn)行狀態(tài)，確保配電網(wǎng)調(diào)配效益，減少電網(wǎng)線路損耗。監(jiān)測斷路故障時(shí)，饋線自動(dòng)化能夠自動(dòng)識(shí)別故障區(qū)段，斷電隔離保護(hù)故障區(qū)段，恢復(fù)用戶供電[3]。

高級(jí)效應(yīng)分析系統(tǒng)，能夠計(jì)算分析數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過電量計(jì)算分析、母線分析方式，連接配電網(wǎng)設(shè)備、帶電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⒅仉娋W(wǎng)運(yùn)行分析，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度、操作培訓(xùn)。

預(yù)測母線負(fù)荷、計(jì)算饋線潮流，建設(shè)配網(wǎng)預(yù)估網(wǎng)絡(luò)，均衡配置電荷分配。遵循網(wǎng)絡(luò)線路損耗、配變負(fù)荷參數(shù)，能夠優(yōu)化重構(gòu)配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，針對不同級(jí)別用戶提供相應(yīng)的電力服務(wù)，確保用戶負(fù)荷平衡度。

4 10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)規(guī)劃和設(shè)計(jì)

4.1 分批改造，滿足線路需求

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對線路要求高，必須分批改造線路，編制詳細(xì)方案，提取配網(wǎng)線路負(fù)荷指標(biāo)。線路改造期間，參考配網(wǎng)建設(shè)問題，制定科學(xué)改造計(jì)劃，確保分批改造質(zhì)量。積極響應(yīng)配網(wǎng)變化情況，按照實(shí)際情況制訂調(diào)整計(jì)劃，緩解電力企業(yè)資金壓力。在改造期間，應(yīng)滿足配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的設(shè)備需求。

4.2 確立規(guī)劃原則

10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)能夠促進(jìn)配網(wǎng)架構(gòu)的合理性，規(guī)劃設(shè)計(jì)期間，配網(wǎng)分布與架構(gòu)屬于基礎(chǔ)工作，能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。規(guī)劃設(shè)計(jì)期間要掌握相關(guān)建設(shè)規(guī)則。

第一，建設(shè)過程中，合理控制建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，遵循配網(wǎng)建設(shè)法規(guī)，實(shí)地考察區(qū)域情況，結(jié)合地區(qū)實(shí)際做好配網(wǎng)規(guī)劃工作。

第二，實(shí)行配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)時(shí)，選擇主干道建設(shè)方式，應(yīng)用環(huán)網(wǎng)接線措施，應(yīng)用相關(guān)電力設(shè)備與導(dǎo)線，使用期間加強(qiáng)功能作用，可以在大負(fù)荷載量上轉(zhuǎn)移負(fù)荷。

第三，線路安裝操作時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)原則劃分線路段，分段監(jiān)控，綜合考慮分段線路位置不同因素。在選擇配電設(shè)備時(shí)，注重提高設(shè)備信息水平，推廣數(shù)字化應(yīng)用，可以確保設(shè)備可操作性，優(yōu)先選擇具備遠(yuǎn)程遙控功能的系統(tǒng)。

第四，對于配網(wǎng)自動(dòng)化架構(gòu)，包括傳統(tǒng)配網(wǎng)基礎(chǔ)元件，做好保留與技術(shù)改造處理。智能控制中心，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。執(zhí)行元件能夠延伸智能控制中心，屬于重要終端。附屬工作設(shè)備涉及遠(yuǎn)程電表、數(shù)字化顯示器。上述部分利用通信線路，以物理形式連接。PLC控制器管理多功能結(jié)構(gòu)，通過智能技術(shù)控制智能控制中心，提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平，以有線方式傳輸信息，減少電磁干擾影響[4]。

4.3 通信系統(tǒng)規(guī)劃

通信系統(tǒng)屬于重要組成內(nèi)容，對10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)影響非常大。電力企業(yè)具備信息交換系統(tǒng)，通信系統(tǒng)在信息交換中的作用顯著。

10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，注重提高通信手段的可靠性，遠(yuǎn)程存儲(chǔ)監(jiān)控單元可以實(shí)時(shí)收集信息，之后傳輸至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心發(fā)布相關(guān)信息，利用通信手段傳輸至遠(yuǎn)方終端實(shí)施。通信系統(tǒng)對自動(dòng)化系統(tǒng)影響大，建設(shè)期間必須做好通信系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)。變電站建設(shè)期間，極易受到外力的破壞和影響，還可能需要改造線路。在此期間，必須根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)選擇通信組網(wǎng)方式[5]。

4.4 配網(wǎng)中心站設(shè)計(jì)

在配網(wǎng)系統(tǒng)中，中心站為重要部分。中心站任務(wù)在于監(jiān)測配網(wǎng)狀態(tài)。配網(wǎng)自動(dòng)化中，組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及內(nèi)容較多?；A(chǔ)系統(tǒng)涉及定位與通信，同時(shí)包括計(jì)算機(jī)設(shè)備與監(jiān)測儀器。

建設(shè)期間，光纖網(wǎng)絡(luò)為最佳選擇，必須及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)信息，維護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)效性。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，深入分析問題產(chǎn)生原因，采取有針對性的處理措施。

4.5 直屬子站實(shí)時(shí)監(jiān)控

電力系統(tǒng)運(yùn)行期間，電力器械設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性屬于重要內(nèi)容。為確保電力設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，需要采用直屬子站實(shí)施監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，將直屬子站作為維護(hù)場，合理安排工作技術(shù)，掌握倒班與夜班制度，更換電網(wǎng)設(shè)備零件時(shí)直接操作。

電網(wǎng)運(yùn)行期間，聯(lián)合實(shí)際情況操作，利用此種方式可以高效完成電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備檢查工作。定期優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備，做好更新與升級(jí)處理。采用此種方式，可以加強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。優(yōu)化整合和分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)制作為圖表，并編寫工作報(bào)告。在監(jiān)控站獲取信息內(nèi)容比較多，可以直接開展分析，完善直屬子站，提高運(yùn)行效率。

4.6 環(huán)網(wǎng)形式

配網(wǎng)建設(shè)期間，環(huán)網(wǎng)形式比較多。配電線路選擇中，不能選擇遠(yuǎn)距離線路，近距離配電線路能夠改變輸電線路，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)效果。配網(wǎng)10 kV必須做好基礎(chǔ)工作，通過優(yōu)化實(shí)現(xiàn)理想化效果。建設(shè)與應(yīng)用期間，可以減少線路問題，通過計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)連接效果。

10 kV配網(wǎng)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)用環(huán)網(wǎng)形式減少不良問題，順利開展配網(wǎng)建設(shè)工作。在具體應(yīng)用中，可以維護(hù)配網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)用期間，當(dāng)某一線路存在問題時(shí)，要確保地區(qū)供電穩(wěn)定性。解除故障問題后，可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電，加強(qiáng)用戶用電感受[6]。

4.7 提升系統(tǒng)信息安全性

自動(dòng)化技術(shù)具備復(fù)雜性、多樣性特點(diǎn)，會(huì)直接影響配網(wǎng)運(yùn)行過程，受到多家電力企業(yè)歡迎。因此，安全性保障對信息系統(tǒng)發(fā)展影響非常大。

為維護(hù)配網(wǎng)運(yùn)行信息系統(tǒng)的安全性，必須應(yīng)用殺毒軟件、防護(hù)軟件，加大信息保護(hù)力度?；谟布O(shè)施，保障企業(yè)安全性。由于信息安全問題，屬于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)軟件程序面臨挑戰(zhàn)，當(dāng)周邊環(huán)境無法發(fā)揮出系統(tǒng)安全性時(shí)，則會(huì)加劇信息泄露。

信息安全防護(hù)人員，應(yīng)基于外部因素入手，加強(qiáng)安全防護(hù)軟件使用功能，減少外部環(huán)境的不良影響，維護(hù)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平穩(wěn)性，加強(qiáng)企業(yè)市場競爭實(shí)力。

4.8 完善硬件支持系統(tǒng)

優(yōu)化完善硬件支持系統(tǒng)，聯(lián)合實(shí)際情況進(jìn)行操作。由于硬件支持系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)展影響大，必須全面加強(qiáng)硬件質(zhì)量，做好后續(xù)工作，準(zhǔn)確預(yù)測市場發(fā)展，修復(fù)系統(tǒng)建設(shè)。

自動(dòng)化系統(tǒng)具備優(yōu)質(zhì)性能，能夠不斷提高發(fā)展水平，加大安全防護(hù)力度，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性，合理應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)措施，更新傳統(tǒng)思想理念，能夠突破傳統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)深化發(fā)展。

5 10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)案例

以某地區(qū)供電企業(yè)為例，企業(yè)處理配網(wǎng)自動(dòng)化問題，分配改造線路，優(yōu)化通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、全面化處理。通過配電電源、諧波防治、無功補(bǔ)償內(nèi)容，維護(hù)配網(wǎng)自動(dòng)化效率，滿足供電需求。電力企業(yè)要加大資金投入，落實(shí)配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)維，提高檢修效率、質(zhì)量，保證配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行效益。

第一，自動(dòng)調(diào)整分段器，感應(yīng)和控制電閘開關(guān)。通過此種措施，可以提升配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)水平。閘門存在電壓時(shí)，注重監(jiān)測電壓。在分段器作用下，延遲啟動(dòng)輸電程序，此時(shí)會(huì)斷開相關(guān)線路，提高電流安全穩(wěn)定性。

第二，應(yīng)用環(huán)網(wǎng)供電方案，多數(shù)10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用此種方案，選擇鄰近配電線路，采用環(huán)網(wǎng)狀線路，優(yōu)化原有配網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)下，要注重處理路線問題，提高通信系統(tǒng)穩(wěn)定性。注重分析配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，形成新的環(huán)網(wǎng)供電模式，穩(wěn)定性強(qiáng)。通過配電主站層、子站層、終端層，全面控制配電網(wǎng)。主站層具備管理、監(jiān)控功能;子站層具備轉(zhuǎn)發(fā)、監(jiān)控信息功能;終端層具備采集和控制數(shù)據(jù)功能。

利用試驗(yàn)結(jié)果可知，線路出現(xiàn)故障后，自動(dòng)隔離故障區(qū)間，非故障區(qū)域供電正常，自動(dòng)轉(zhuǎn)換停電區(qū)域負(fù)荷。通過此種處理方式，確保用戶不停電體驗(yàn)，饋線自動(dòng)化功能完成運(yùn)作[7]。

6 結(jié)語

綜上所述，10 kV配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，會(huì)直接影響電力建設(shè)發(fā)展。配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的目的在于共享信息資源，維護(hù)配網(wǎng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。然而，地區(qū)限制影響較大，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、技術(shù)水平差異大，因此在建設(shè)期間會(huì)面臨較多問題，必須按照實(shí)際情況作出科學(xué)規(guī)劃，全面促進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步發(fā)展。

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，采用分批改造模式，滿足線路需求，確立規(guī)劃原則，通過系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化配網(wǎng)中心站設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)監(jiān)控直屬子站、自動(dòng)重合分段器等，全面維護(hù)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)效益。

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