10kV配電自動化設(shè)備與一體化運維模式分析

韓澤夫

（國網(wǎng)北京昌平供電公司）

0 引言

10kV配電自動化設(shè)備與一體化運維模式結(jié)合了現(xiàn)代化的自動化設(shè)備和綜合管理技術(shù)，提供了對10kV配電系統(tǒng)的全面監(jiān)測和有效運維。自動化設(shè)備包括自動化開關(guān)、智能保護裝置和在線監(jiān)測裝置，具有高可靠性、快速動作和精確判斷故障的特點。一體化運維模式通過數(shù)據(jù)采集、遠程監(jiān)控和綜合分析，實現(xiàn)了對配電系統(tǒng)的實時監(jiān)測、故障診斷和預(yù)防性維護，提高了運維效率和可靠性。此外，一體化運維還可以支持配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃、負荷調(diào)度和能源管理，提供更加智能化的運營管理。綜上所述，10kV配電自動化設(shè)備與一體化運維模式的應(yīng)用將為配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和能源效益提升提供重要的技術(shù)支持。

1 10kV配電自動化設(shè)備

1.1 技術(shù)特點

1.1.1 智能化控制與操作

10kV配電自動化設(shè)備采用智能化控制系統(tǒng)，通過集成計算機、傳感器、執(zhí)行器等組件，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的智能化控制和操作。這一特點使得設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)測和分析配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并根據(jù)實時數(shù)據(jù)和算法進行智能調(diào)整和優(yōu)化。

智能化控制系統(tǒng)可以通過傳感器實時采集電流、電壓、溫度等運行參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給集成的計算機［1］。計算機利用預(yù)先設(shè)定的算法和規(guī)則，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，得出對系統(tǒng)運行狀態(tài)的評估和判斷。基于這些評估和判斷結(jié)果，智能化控制系統(tǒng)會采取相應(yīng)的控制策略，通過調(diào)整設(shè)備操作指令、優(yōu)化能量分配、實現(xiàn)自動開關(guān)等方式，對配電系統(tǒng)進行智能化調(diào)整和優(yōu)化。這樣可以提高運維效率，減少人為錯誤，保障系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。同時，智能化控制系統(tǒng)具備學習和適應(yīng)能力，隨著時間的推移和對系統(tǒng)運行的了解，可以逐漸優(yōu)化控制策略，并根據(jù)實際情況進行自主調(diào)整和改進，提高運維準確性和效率。

1.1.2 實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測

10kV配電自動化設(shè)備能夠通過傳感器等技術(shù)實時采集、監(jiān)測和記錄10kV配電系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)參數(shù)，包括電流、電壓、溫度、能耗等。這些數(shù)據(jù)對于對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行準確的監(jiān)測和評估非常重要。通過實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，運維人員可以隨時獲取到配電系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)和狀態(tài)信息。這些數(shù)據(jù)能夠提供對整個系統(tǒng)運行情況的全面了解，幫助運維人員及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題或異常情況。例如，通過實時監(jiān)測電流和電壓，可以了解系統(tǒng)的負載情況，判斷是否存在過載或不平衡的問題；通過監(jiān)測溫度，可以判斷設(shè)備是否存在過熱的風險；通過監(jiān)測能耗，可以評估系統(tǒng)的能源利用效率等。這些數(shù)據(jù)的準確性和實時性提供了對配電系統(tǒng)運行狀態(tài)的及時反饋，使得運維人員能夠快速發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題。通過及時的措施和調(diào)整，可以避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障或事故，并提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

此外，實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測也為配電系統(tǒng)的維護和管理提供了寶貴的參考依據(jù)。通過對歷史數(shù)據(jù)的分析和比對，可以了解系統(tǒng)的運行趨勢和特點，進行及時的維護和優(yōu)化計劃，延長設(shè)備的使用壽命，減少維護成本。

1.1.3 故障預(yù)警與自動切換

10kV配電自動化設(shè)備具有故障預(yù)警與自動切換功能，進一步提高了配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。故障預(yù)警是通過故障診斷算法和數(shù)據(jù)分析來預(yù)測和識別可能發(fā)生的系統(tǒng)故障。自動化設(shè)備可以收集和分析實時的電流、電壓、溫度等數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)的故障模式和規(guī)則進行比對和分析。當檢測到與預(yù)設(shè)模式相符的異常情況時，系統(tǒng)會發(fā)出故障預(yù)警信息，提醒運維人員及時進行處理［2］。通過故障預(yù)警，運維人員能夠在故障發(fā)生之前獲得預(yù)警信息，及時采取措施，避免或最小化潛在故障帶來的影響。而不需要依賴人工巡檢或等待故障發(fā)生后才能采取補救措施，提高了故障處理的及時性和準確性。此外，10kV配電自動化設(shè)備還具備自動切換功能。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動化設(shè)備可以自動檢測故障，并根據(jù)預(yù)設(shè)的策略和條件，自動切換到備用電源或備用設(shè)備，以保障電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性。自動切換功能可以幫助降低故障對用戶的影響，避免電力中斷或停電時間過長。同時，自動切換還能減少對運維人員的依賴，提高系統(tǒng)的自動化程度和運維效率。

1.2 優(yōu)勢

1.2.1 提高運維效率

10kV配電自動化設(shè)備通過智能化控制和操作，實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測，故障預(yù)警與自動切換等技術(shù)特點，提高了配電系統(tǒng)的運維效率。自動化設(shè)備能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)變化，并通過智能調(diào)整和優(yōu)化操作指令，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，減少運維人員的工作量和時間成本。

1.2.2 減少人為錯誤和事故風險

由于10kV配電自動化設(shè)備具備智能化控制和自動化切換功能，可以減少人為錯誤和操作不當導致的事故風險。設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)測和分析系統(tǒng)狀態(tài)，對運行參數(shù)和設(shè)備操作進行智能調(diào)整，降低了人為錯誤的可能性。同時，故障預(yù)警與自動切換功能能夠及時識別和處理系統(tǒng)故障，減少事故的發(fā)生和影響，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

1.2.3 實現(xiàn)遠程操作和監(jiān)控

10kV配電自動化設(shè)備具備遠程操作和監(jiān)控的能力，可以實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的遠程控制和監(jiān)測。通過與網(wǎng)絡(luò)連接，運維人員可以隨時隨地通過終端設(shè)備或控制中心遠程管理配電系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)、接收實時數(shù)據(jù)，進行操作和調(diào)整。這種遠程操作和監(jiān)控的能力大大提高了運維的便捷性和靈活性，減少了人員在現(xiàn)場操作的需求，同時降低了故障處理和維護的時間成本。

2 一體化運維模式

一體化運維模式是一個綜合性的管理框架，旨在整合數(shù)據(jù)采集與傳輸、遠程監(jiān)控與控制，以及綜合數(shù)據(jù)分析與決策支持等功能，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的全方位管理和運營支持。

2.1 實施框架

2.1.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸

該階段涉及到使用傳感器、儀表等設(shè)備對配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。采集到的數(shù)據(jù)可以通過有線或無線通信方式傳輸?shù)竭\維中心或云平臺等數(shù)據(jù)處理和存儲設(shè)備中。在一體化運維模式中的數(shù)據(jù)采集與傳輸階段，以下是關(guān)鍵要點：

（1）傳感器和儀表：使用傳感器和儀表設(shè)備對配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測。這些參數(shù)包括電流、電壓、溫度、能耗等。傳感器可以直接測量電流和電壓等物理量，而儀表設(shè)備可以提供其他參數(shù)的測量、計量和記錄功能。

（2）數(shù)據(jù)采集：通過傳感器和儀表設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，以數(shù)字化的形式進行記錄和存儲。數(shù)字化的數(shù)據(jù)可以更方便地進行傳輸、存儲和后續(xù)處理。

（3）通信方式：采集到的數(shù)據(jù)可以通過有線或無線通信方式傳輸?shù)竭\維中心或云平臺等數(shù)據(jù)處理和存儲設(shè)備中。常用的通信方式包括以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）、無線通信網(wǎng)絡(luò)（如4G、5G）等［3］。

（4）數(shù)據(jù)傳輸：通過選擇合適的通信協(xié)議和技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ哪繕嗽O(shè)備。這些設(shè)備可能是位于運維中心的服務(wù)器、云平臺或其他數(shù)據(jù)處理和存儲設(shè)備。

（5）數(shù)據(jù)安全和完整性：在數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要采取安全措施確保數(shù)據(jù)的機密性和完整性。加密技術(shù)、訪問控制和數(shù)據(jù)驗證等方法可以用于保護數(shù)據(jù)的安全性。

2.1.2 遠程監(jiān)控與控制

通過遠程監(jiān)控與控制功能，運維人員可以實時訪問和監(jiān)測配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)。他們可以遠程操作和控制設(shè)備，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，進行設(shè)備的開關(guān)和切換，實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠程管理和控制。遠程監(jiān)控與控制是一體化運維模式中的重要功能，以下是該功能的關(guān)鍵要點：

（1）遠程訪問：運維人員可以通過網(wǎng)絡(luò)連接，從任何位置遠程訪問配電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面。這可以通過終端設(shè)備（如計算機、平板電腦或智能手機）和安全的網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)。

（2）實時監(jiān)測：通過遠程監(jiān)控功能，運維人員可以實時監(jiān)測配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、參數(shù)和重要數(shù)據(jù)。包括電壓、電流、負載狀態(tài)、功率因數(shù)等。運維人員可以實時查看這些數(shù)據(jù)，并對其進行分析和評估。

（3）遠程操作：運維人員可以遠程操作配電系統(tǒng)的設(shè)備，如斷路器、開關(guān)等。他們可以進行設(shè)備的開關(guān)和切換，根據(jù)系統(tǒng)的需求進行調(diào)整，以確保系統(tǒng)的正常運行。

（4）系統(tǒng)調(diào)整和參數(shù)配置：通過遠程控制功能，運維人員可以調(diào)整配電系統(tǒng)的參數(shù)和配置，以滿足特定的運行需求。他們可以修改設(shè)備的設(shè)置和運行模式，進行校準和校驗等操作。

（5）歷史數(shù)據(jù)查看：遠程監(jiān)控與控制功能還允許運維人員查看歷史數(shù)據(jù)?；仡欉^去的運行記錄、報警事件和故障信息，以便進行問題分析和故障排查。通過遠程監(jiān)控與控制功能，運維人員不再需要親自到現(xiàn)場進行操作和監(jiān)測，能夠從遠程位置實時掌握配電系統(tǒng)的運行狀況并進行相應(yīng)的操作。這樣可以提高運維效率，減少人力資源成本，并且降低工作風險和事故風險。需要注意的是，在遠程監(jiān)控與控制過程中，確保安全性非常重要。采取必要的安全措施，例如使用安全協(xié)議、身份驗證和權(quán)限管理，以保護遠程訪問系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.1.3 綜合數(shù)據(jù)分析與決策支持

在這一階段，通過綜合數(shù)據(jù)分析與決策支持功能，對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，從而洞察配電系統(tǒng)的運行趨勢、優(yōu)化運行方案和預(yù)測故障風險?；跀?shù)據(jù)分析的結(jié)果，提供決策支持，指導運維人員進行調(diào)整和優(yōu)化措施，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定和可靠運營。

3 10kV配電自動化設(shè)備與一體化運維模式的實踐效果

3.1 運維效率的提升

通過引入10kV配電自動化設(shè)備和一體化運維模式，可以實現(xiàn)配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控、遠程操作和智能決策支持。這將大大提高運維效率。傳統(tǒng)上，運維人員需要定期巡檢設(shè)備、手動記錄參數(shù)和處理故障。引入自動化設(shè)備后，運維人員可以通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)實時獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實時追蹤設(shè)備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時，數(shù)據(jù)分析和智能決策支持功能可以幫助運維人員快速識別問題、制定優(yōu)化方案，從而減少故障處理時間，提高運維效率。

3.2 事故風險的降低

一體化運維模式提供了實時監(jiān)控和智能決策支持，有助于降低事故風險。配電系統(tǒng)的異常狀況，如過載、短路等，往往會帶來安全隱患和事故風險。通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，運維人員可以及時發(fā)現(xiàn)這些異常狀況，并采取相應(yīng)的措施以避免事故發(fā)生。智能決策支持功能可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和系統(tǒng)模型，預(yù)測潛在風險，并提供合理的決策建議，幫助運維人員采取預(yù)防措施，降低事故的發(fā)生概率。

3.3 與部分實施運維模式的對比

一體化運維模式實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的全面監(jiān)測和控制，不僅可以實時監(jiān)控關(guān)鍵參數(shù)，還可以遠程操作設(shè)備和調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，提高了運維人員的把控能力。一體化運維模式提供了數(shù)據(jù)分析和智能決策支持的功能，可以通過數(shù)據(jù)挖掘、機器學習等技術(shù)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行深入分析，提供更準確的決策建議和優(yōu)化方案。通過一體化運維模式，不同的設(shè)備和功能可以被整合到一個統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)中，使得運維人員能夠更方便地進行系統(tǒng)管理和維護。一體化運維模式可以實現(xiàn)運維人員之間的遠程協(xié)作，通過共享實時數(shù)據(jù)和操作日志，提高了團隊的協(xié)同效率。

3.4 與傳統(tǒng)人工運維模式的對比

一體化運維模式實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控和遠程操作，減少了運維人員的巡檢工作和手動記錄工作，大大提高了運維效率；時監(jiān)控和智能決策支持，運維人員可以更快地發(fā)現(xiàn)和解決配電系統(tǒng)的故障，縮短了故障處理時間，減少了停電時間和生產(chǎn)損失。智能決策支持功能可以幫助運維人員預(yù)測潛在風險并采取相應(yīng)措施，降低了事故的發(fā)生概率，提高了系統(tǒng)的安全性。一體化運維模式可以通過數(shù)據(jù)分析和智能決策支持功能對配電系統(tǒng)進行優(yōu)化。運維人員可以利用歷史數(shù)據(jù)和系統(tǒng)模型制定合理的維護計劃和優(yōu)化策略，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

綜上所述，10kV配電自動化設(shè)備與一體化運維模式的應(yīng)用，為電力行業(yè)的發(fā)展提供了指導意義。它不僅提高了電力供應(yīng)的可靠性和安全性，還推動了能源轉(zhuǎn)型和智能化管理的發(fā)展，對電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。