10kV配網(wǎng)自動化建設的規(guī)劃與設計分析

葉琳　葉軍俏

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

關鍵詞：10 kV配網(wǎng)自動化;工程建設;規(guī)劃設計

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：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)運行目的是向社會提供電力能源，供電范圍廣，供電量高，電能供應不滿足用戶需求，會影響社會生產(chǎn)與生活。10 kV配網(wǎng)為標準配置，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)結構中具有過渡效應。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，將自動化技術應用到配網(wǎng)建設中，既可以確保供電系統(tǒng)自動化運行，還可以確保電網(wǎng)內(nèi)外環(huán)境協(xié)調(diào)度，增加經(jīng)濟效益與社會效益[1]。

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

在新時期下，為了維護電力人員安全，提升電力供應穩(wěn)定性，加快配電網(wǎng)項目發(fā)展，以科學方案與規(guī)劃設計，不斷提高項目質(zhì)量。10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，面臨較多不良問題，如果沒有處理好相關問題，則會影響配電網(wǎng)正常發(fā)展，影響電力行業(yè)發(fā)展。

第一，通信系統(tǒng)建設面臨配電網(wǎng)項目工程量大、內(nèi)容復雜等難題，涉及多個參建方、專業(yè)，建設周期長，自動化檢測與運維問題較多。多數(shù)施工企業(yè)的資質(zhì)、施工隊伍綜合素質(zhì)差距大，為提高通信系統(tǒng)質(zhì)量，應注重電網(wǎng)智能化交互，加強電網(wǎng)運行效率，降低停電故障損失，維護供電穩(wěn)定性。

第二，當前，各地區(qū)注重建設自動化系統(tǒng)，然而受到地區(qū)條件影響，設備老舊，運行環(huán)境差，導致自動化建設阻礙大，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)自動化建設要素

2.1 自動化終端

在10 kV配網(wǎng)自動化建設中，自動化終端屬于重要組成。自動化終端建設，應全面發(fā)揮主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)運行穩(wěn)定作用，運行期間出現(xiàn)的不良問題能夠反映到自動化終端中，按照問題種類發(fā)揮輔助作用，實時監(jiān)控管轄區(qū)域內(nèi)容，維護配網(wǎng)運行穩(wěn)定，維護供電過程順利性。

2.2 主站系統(tǒng)

詳細劃分主站系統(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等，具有重要管理作用，能夠科學管控饋線與監(jiān)控設備。應用子站系統(tǒng)可以節(jié)約主干道通道，實際運行期間，子系統(tǒng)能夠收集運行數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ盘幚砥髦小?/p>

3 配網(wǎng)自動化功能目標

在近年來的發(fā)展中，配網(wǎng)自動化網(wǎng)絡成熟度高，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)采集自動化系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控配電網(wǎng)，處理數(shù)據(jù)信息。在配網(wǎng)監(jiān)控技術中，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)可以按照遠傳數(shù)據(jù)信息、值班報修熱線、自診斷故障報告，實現(xiàn)故障定位與隔離、故障自診斷、故障檢修安排、事故報告存檔、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)，自動進行饋線保護，實現(xiàn)閉環(huán)網(wǎng)絡控制，遠方切換定值，集成地理接線圖。

饋線自動化可以自動隔離配網(wǎng)饋線故障、供電恢復系統(tǒng)。饋線自動化處于正常狀態(tài)時，可以遠程測量饋線與變壓器電流、電壓、功率、電能量、功率因數(shù)，遠程監(jiān)控電力設備運行狀態(tài)，科學控制電容器運行狀態(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，饋線自動化能夠自動識別故障區(qū)段，斷電隔離保護故障區(qū)段，恢復用戶供電[3]。

高級效應分析系統(tǒng)，能夠計算分析數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過電量計算分析、母線分析方式，連接配電網(wǎng)設備、帶電網(wǎng)絡拓撲，注重電網(wǎng)運行分析，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度、操作培訓。

預測母線負荷、計算饋線潮流，建設配網(wǎng)預估網(wǎng)絡，均衡配置電荷分配。遵循網(wǎng)絡線路損耗、配變負荷參數(shù)，能夠優(yōu)化重構配網(wǎng)網(wǎng)絡，針對不同級別用戶提供相應的電力服務，確保用戶負荷平衡度。

4 10 kV配網(wǎng)自動化建設規(guī)劃和設計

4.1 分批改造，滿足線路需求

配網(wǎng)自動化建設對線路要求高，必須分批改造線路，編制詳細方案，提取配網(wǎng)線路負荷指標。線路改造期間，參考配網(wǎng)建設問題，制定科學改造計劃，確保分批改造質(zhì)量。積極響應配網(wǎng)變化情況，按照實際情況制訂調(diào)整計劃，緩解電力企業(yè)資金壓力。在改造期間，應滿足配網(wǎng)自動化建設的設備需求。

4.2 確立規(guī)劃原則

10 kV配網(wǎng)自動化建設能夠促進配網(wǎng)架構的合理性，規(guī)劃設計期間，配網(wǎng)分布與架構屬于基礎工作，能夠實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。規(guī)劃設計期間要掌握相關建設規(guī)則。

第一，建設過程中，合理控制建設標準，遵循配網(wǎng)建設法規(guī)，實地考察區(qū)域情況，結合地區(qū)實際做好配網(wǎng)規(guī)劃工作。

第二，實行配網(wǎng)自動化建設時，選擇主干道建設方式，應用環(huán)網(wǎng)接線措施，應用相關電力設備與導線，使用期間加強功能作用，可以在大負荷載量上轉移負荷。

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

第四，對于配網(wǎng)自動化架構，包括傳統(tǒng)配網(wǎng)基礎元件，做好保留與技術改造處理。智能控制中心，應用計算機技術。執(zhí)行元件能夠延伸智能控制中心，屬于重要終端。附屬工作設備涉及遠程電表、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構，通過智能技術控制智能控制中心，提高配電網(wǎng)自動化水平，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)自動化建設影響非常大。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)自動化系統(tǒng)，注重提高通信手段的可靠性，遠程存儲監(jiān)控單元可以實時收集信息，之后傳輸至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心發(fā)布相關信息，利用通信手段傳輸至遠方終端實施。通信系統(tǒng)對自動化系統(tǒng)影響大，建設期間必須做好通信系統(tǒng)規(guī)劃建設。變電站建設期間，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)實際情況科學選擇通信組網(wǎng)方式[5]。

4.4 配網(wǎng)中心站設計

在配網(wǎng)系統(tǒng)中，中心站為重要部分。中心站任務在于監(jiān)測配網(wǎng)狀態(tài)。配網(wǎng)自動化中，組成結構復雜，涉及內(nèi)容較多。基礎系統(tǒng)涉及定位與通信，同時包括計算機設備與監(jiān)測儀器。

建設期間，光纖網(wǎng)絡為最佳選擇，必須及時傳輸數(shù)據(jù)信息，維護數(shù)據(jù)時效性。當出現(xiàn)問題時，能夠及時發(fā)出警報，深入分析問題產(chǎn)生原因，采取有針對性的處理措施。

4.5 直屬子站實時監(jiān)控

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

網(wǎng)絡狀態(tài)下，電子設備運行時，將直屬子站作為維護場，合理安排工作技術，掌握倒班與夜班制度，更換電網(wǎng)設備零件時直接操作。

電網(wǎng)運行期間，聯(lián)合實際情況操作，利用此種方式可以高效完成電網(wǎng)運行設備檢查工作。定期優(yōu)化電網(wǎng)運行設備，做好更新與升級處理。采用此種方式，可以加強數(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，提高運行效率。

4.6 環(huán)網(wǎng)形式

配網(wǎng)建設期間，環(huán)網(wǎng)形式比較多。配電線路選擇中，不能選擇遠距離線路，近距離配電線路能夠改變輸電線路，實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)效果。配網(wǎng)10 kV必須做好基礎工作，通過優(yōu)化實現(xiàn)理想化效果。建設與應用期間，可以減少線路問題，通過計算機與互聯(lián)網(wǎng)技術，加強互聯(lián)網(wǎng)連接效果。

10 kV配網(wǎng)設計期間，應用環(huán)網(wǎng)形式減少不良問題，順利開展配網(wǎng)建設工作。在具體應用中，可以維護配網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。10 kV配網(wǎng)自動化建設應用期間，當某一線路存在問題時，要確保地區(qū)供電穩(wěn)定性。解除故障問題后，可以在短時間內(nèi)恢復供電，加強用戶用電感受[6]。

4.7 提升系統(tǒng)信息安全性

自動化技術具備復雜性、多樣性特點，會直接影響配網(wǎng)運行過程，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。

為維護配網(wǎng)運行信息系統(tǒng)的安全性，必須應用殺毒軟件、防護軟件，加大信息保護力度?；谟布O施，保障企業(yè)安全性。由于信息安全問題，屬于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)軟件程序面臨挑戰(zhàn)，當周邊環(huán)境無法發(fā)揮出系統(tǒng)安全性時，則會加劇信息泄露。

信息安全防護人員，應基于外部因素入手，加強安全防護軟件使用功能，減少外部環(huán)境的不良影響，維護電力網(wǎng)絡運行平穩(wěn)性，加強企業(yè)市場競爭實力。

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)合實際情況進行操作。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，必須全面加強硬件質(zhì)量，做好后續(xù)工作，準確預測市場發(fā)展，修復系統(tǒng)建設。

自動化系統(tǒng)具備優(yōu)質(zhì)性能，能夠不斷提高發(fā)展水平，加大安全防護力度，維護系統(tǒng)穩(wěn)定性，合理應用先進技術措施，更新傳統(tǒng)思想理念，能夠突破傳統(tǒng)建設，實現(xiàn)深化發(fā)展。

5 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設案例

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

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

第二，應用環(huán)網(wǎng)供電方案，多數(shù)10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用此種方案，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)結構。

網(wǎng)狀結構下，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)自動化系統(tǒng)，形成新的環(huán)網(wǎng)供電模式，穩(wěn)定性強。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。

利用試驗結果可知，線路出現(xiàn)故障后，自動隔離故障區(qū)間，非故障區(qū)域供電正常，自動轉換停電區(qū)域負荷。通過此種處理方式，確保用戶不停電體驗，饋線自動化功能完成運作[7]。

6 結語

綜上所述，10 kV配網(wǎng)自動化建設，會直接影響電力建設發(fā)展。配電網(wǎng)自動化建設的目的在于共享信息資源，維護配網(wǎng)運行安全性與穩(wěn)定性。然而，地區(qū)限制影響較大，各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、技術水平差異大，因此在建設期間會面臨較多問題，必須按照實際情況作出科學規(guī)劃，全面促進配網(wǎng)自動化技術進步發(fā)展。

系統(tǒng)規(guī)劃設計時，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)中心站設計、實時監(jiān)控直屬子站、自動重合分段器等，全面維護配網(wǎng)自動化建設效益。

參考文獻

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