10kV配網自動化建設的規劃與設計

國網江蘇省電力有限公司南通供電分公司 何浩民

從目前10kV 配電網的實際發展情況來看，其主要應用范圍在國家鄉鎮區域，主要目的是為了保障當地企業、民眾的正常供電需求。但由于我國鄉鎮地區地域廣闊，這也變相表明10kV 配電網的供電范圍較廣、供電量龐大，一旦其供電系統出現問題，將直接影響部分區域的經濟運行及生活運轉，不利于社會穩定發展。現如今，10kV 配電網不僅是鄉鎮供電系統的標準配置，也是電能傳輸過程中的最后一個環節，它能夠在電力用戶及供電系統中起橋梁連接的作用，是整個電網結構中不可或缺的一環。在城市化迅猛發展的背景下，配電網的平穩運行已成為城市化發展過程中的重要環節之一，因此，電力企業必須高度關注10kV配網自動化建設的規劃與設計工作，在整個建設過程中，應總結歷史經驗并積極引入現代化先進設備，并輔以自動化技術、智能技術、計算機技術等高科技技術，從根本上提高10kV 配網自動化建設質量、擴大其應用范圍，同時還應實現故障排查功能，推動我國電力行業的進一步發展。

1 配電網絡自動化概述

實現遠程控制是促進配電網絡自動化發展的一大關鍵性優勢，其能夠通過有效調節配電網中的電能供給，提升配電網運行的安全性。值得注意的是，在配電網自動化系統實際運行過程中，需要嚴格把控中心站控制設備以及中斷控制設備，最為主要的是應及時調試現場相關設備并對其進行編程控制，優化配電網運行質量。主機調試是現場設備調試中的關鍵部分，對其進行有效控制不但是推動自動化程序平穩運行的有力保障，也能充分滿足整個電力系統的實際發展需要。實現配網中心站控制自動化的主要作用在于它可以滿足數據采集處理及監控功能，即可以通過人機交互界面分析配網運行中所產生的數據從而判斷其運行狀態優良與否，為后期的維修保養工作提供數據支撐。配網自動化中終端控制系統的主要作用在于能夠實現故障自動識別，并通過仔細研究故障成因來提高其與中心站的配合能力，從而有效降低配網運行中故障發生的概率，避免造成安全事故帶來經濟損失。

2 分析10kV 配電網絡的發展現狀

以科學技術的持續進步為依托，自動化技術已經在我國電力行業中得到了充分應用，應用效果也越發凸顯。特別是在10kV 配網中引入自動化技術，再配以當下尖端化高新設備，使得當下10kV配網運行的流暢性得到明顯提升、性能發揮更為突出、實時監測功能也能夠充分展現，基本上已經實現整體自動化運行。總體而言，運用自動化技術提升10kV 配網運行質量的主要目的在于滿足經濟快速增長背景下地區發展的實際需要，并以此為切入點，達到民眾對配網運行的質量要求。而為了完成以上長遠目標，應該從10kV 配網自動化建設的規劃與設計工作出發，從源頭保障其資源配置的合理性。但是由于配網自動化本身就是一個結構復雜的系統，再加上運行過程中牽涉多個不同的電力部門，因此必定會產生大量且繁雜的數據流，這也意味著我國10kV 配電網應以下列方式運行。第一，以分段再重合的方式對10kV 配電網進行設置，同時采用樹狀配網排列路徑。這一操作主要是為了在配網發生運行故障時，可以達到自動隔離故障路線，選用更合適的線路恢復電流正常傳輸的目的，確保不會出現供電停止狀態，保證人民群眾的正常生活生產。除外，這種配置方式還能在降低運營成本方面提供助力，再加上其操作簡單、流程簡便等多項優勢，因此在10kV 配網設置中被加以廣泛應用[1]。第二，以環形模式對配網運行路徑進行配置。要想實現這一配置模式的自動化運轉，就必須在配電網內部安裝環網柜，此種操作方法雖然能在提升自動化水平、保護電氣設備等方面起到重要作用，但無疑也增加了工程量及施工難度，不利于電力企業進行有效成本控制。第三，配網路徑設置采用高空架線的方式。縱觀當下鄉鎮區域10kV 配網的實際建設情況來看，高空架線是目前最為主要的配網路徑建設方式，其主要優點在于可以利用強輻射性的絕緣電纜來構建配電網絡系統，從而提高配網運行的安全性。

3 10kV 配電網的自動化設計原則

3.1 實用性的原則

為了有效發揮10kV 配電網絡自動化系統的優勢，相關建設單位應在全面調查區域實際情況的基礎上有針對性地做配網規劃與設計工，特別是對于經濟欠發達地區、偏遠山區等一些特殊地域，設計人員在設計過程中應以實用性為原則，選擇適配度較高的自動化技術，杜絕只套用成功模板而忽略區域差異性的設計方式，切實提高10kV 配電網自動化運行效率[2]。另外，在設計過程中還要實際考慮當地經濟發展方式和人民生活實際需要，例如有些鄉鎮重工業發達，在做規劃設計時應重點考慮相關因素，對配網運行路徑進行科學設置，提高其經濟實用性。

3.2 全面性的原則

全面性原則是10kV 配網自動化設計中應遵循的基礎性原則。參考以往經驗，為了保障全面性這一要求得到充分實施，加強自動化應用效果，建設單位可以從以下三個階段出發。首先，全面建設配網電路中的電壓控制及啟閉設備；其次，應合理搭配各個支線中的控制設備；最后，要積極完善通信功能，合理把控運行數據，提升配網運行的自動化管理程度。

3.3 控制性的原則

自動重合閘斷路器是10kV 配網自動化建設時較為常用的控制設備之一，然而其在使用過程中可能會對電力設備的性能造成不良影響。比如說某些配電設備存在延時功能，一旦配電網發生運行故障，其會因為缺少足夠的應對時間，從而導致未完成故障分析斷路器就已經合閘完畢的現象，嚴重妨礙供電連續性。加強控制性原則還可以達到合理掌握電流的目的，提高配網運行的安全可靠性。

4 10kV 配網自動化建設的規劃與設計分析

4.1 確立規劃原則

就10kV 配網自動化建設來講，要把配網結構的合理化設計作為基本前提，這是確保電網運行可行性與實踐性的核心基礎。而在具體落實過程中，對配網進行分布和架構則是最中心、最基礎的工作，設計人員需要對建設規則有充分了解，并做好相應的準備工作。而且，設計人員應當遵守配網建設的基本法律和規章制度，要強化對配電現場的實際考察，推動理論與實踐相互結合。而后，在對自動化技術進行宣傳和推廣時，還應當考慮主干道的建設方式，必須堅持科學合理的基本原則。另外，設計人員應當根據實際情況對電網的線路進行分段，著重考慮線路位置以及 圍的主客觀環境，選擇最合適的配電設備和裝置，利用現有的資源和信息，這樣可以降低裝置操作難度。

4.2 直屬子站設計

確保所有配電設備都能正常運轉是10kV 配網自動化建設的重點，為了滿足這一基本要求，在實際設計過程中，可以通過建立直屬子站實時監控相應設備，以確保其都能處于正常運行狀態中。在網絡連接良好的情況下，若配電設備沒有出現任何故障，這時直屬子站也可以充當維護場的作用。于技術運用而言，首先，應合理安排換班制度，夜班及白班要輪轉執行，使值班人員能保持良好的精神狀態；另外，值班人員在值班過程中要仔細查看配網設備的應用情況，確認是否有相關零件需要進行更換或調試。其次，工作人員需要定期檢查直屬子站所產生的數據，確保相關數據的可靠性，而后可以根據所得數據信息制作圖表、撰寫報告，并提交至有關部門[3]。

4.3 通信系統的設計

通信系統最為關鍵的作用便是能夠實現信息交換，因此，通信系統設計質量的高低與否在一定程度上直接代表著整體10kV 配網自動化建設的質量。在進行相關設計時，設計人員一定要加強通信系統設計的科學性與合理性，最終應達到這樣一個目標，即利用通信手段能將各分支監控系統所產生的數據及時準確地反饋至監控中心系統，同理，也能做到有效傳送監控中心的命令至各個執行機構終端上。當下通信傳輸方式多種多樣，但光纜通信是其中的最佳方式，特別是將其應用在對通信系統有特別高要求的變電站或二級站中，能夠很好提升通信系統的穩定性。但是對于低壓線路架空干線而言，由于其受外力因素影響較大，同時為了滿足部分線路改造要求，在選擇通信方式時應因地制宜。從目前的10kV 配網自動化建設而言，根據實際情況采用多種方式構建通信系統才是優質設計方案。

4.4 環網形式

從實際經驗出發，環網形式已成為10kV 配網自動化設計的首選，這主要是由下列幾個原因造成。首先，距離是影響配電網線路選擇的主要因素之一，相比于距離過遠的兩條線路，距離近的線路不但可以改變輸電路徑，還能提高通信系統的連接性；此外，若能持續優化配網架構，也可以顯著增強輸電效率與質量。其次，如果借助計算機系統構建環網供電，就能避免很多設計上的誤差，從而提高線路運行的準確度。最后，環網形式的應用優勢還表現為即使部分線路出現運行故障，也不會影響其他線路的正常運行，進而確保供電的可持續性，提升用戶用電體驗。

4.5 自動重合分段器

在我國現階段，大部分電站采用的是人工手動控制電閘開關，稍微先進的就是聲控或感應控制電閘。電閘開關主要起保護作用，為了使其向科學化和人性化發展，應采用自動重合分段器，這樣能有效節省人力物力，使保護工作更加到位。在變電站中安裝自動重合閘以控制開關，其原理主要是在輸電線路上配置多組自動小閘或小開關，對電壓進行實時檢測，每一段電壓故障通過小閘后，會被立即檢測出來，然后根據電壓數值采取自動斷開或延時輸電操作，有效保證電流的順利輸送[4]。

4.6 中心站設計

類似于通信系統，中心站在10kV 配網自動化系統中發揮的作用也是不可忽視的，其最主要功能便是可以實時監測配網運行狀態。同時，中心站是由多種系統組合構成的，具有復雜性的特點，工作涉及內容繁多，主要包括定位系統、通信系統、計算機系統以及檢測系統等。光纖網絡應是建設中心站的最優選擇，其既可以在提高數據收集準確度方面發揮作用，還能夠保障數據傳輸的速度與有效性。

4.7 加大對自動化電網設備維護和運行的投資

受地域因素影響，當下10kV 配網運行環境復雜，給配電網運行質量也帶來不利影響，因此，相關企業還需加強對配電設備的維修保養工作，持續優化配網運行環境。這就要求運營公司要重視與設備制造商的合作，加強前期設備資金投入，引進更加專業的維護設施，提高配網設備維護質量及效率。同時，運營公司應通過自動化系統采集的運行數據，合理判斷配網運行狀態，及時發現故障問題并采取相應措施，延長配電設備使用壽命。

5 結語

綜上所述，推動10kV 配電網絡自動化發展是一項利國利民的重要舉措，也是新時代下我國電力系統發展的必然趨勢，其不僅能在促進電力系統運行的穩定性、可靠性方面發揮積極作用，同時也能實現區域電力資源的有效配置，避免資源浪費。為了充分發揮10kV 配電網絡的優勢，本文主要參考當下鄉鎮區域的實際生產水平及經濟發展情況，從直屬子站、通信系統、環網形式、自動重合分段器、中心站設計以及投資力度六個方面淺談如何提升10kV 配電網自動化建設質量，以便能為廣大群眾提供更優質的電力服務。但無法否認的是，由于我國各個區域間的發展水平存在不一致的情況，因此必然會導致10kV 配電網自動化建設的水平及進程有所不同，仍有一些漏洞需要電力人員在未來依靠科技發展不斷加以改善。