10kV配网自动化系统建设与设计研究王先瑞

10kV配网自动化系统建设与设计研究王先瑞

王先瑞1吴纪红2刘敦国3

(1山东中航能源勘察设计有限公司山东济南250001;2济南济邦电力设计咨询有限公司山东济南250001;3山东泓源电力工程有限公司山东济南250001)

摘要：随着社会经济的不断发展，电力在社会生活与生产方面起着至关重要的作用。在配电网络中，10kV配网自动化是目前电力系统正常运转的核心，其能够为整个电网起到动态化监视的作用，在一定程度上能够对电网中出现的故障进行精准的定位并且测量电网中存在的误差，配网的自动化系统逐渐成为了目前电网与社会生活的关键。

关键词：10kV配网自动化系统；建设；设计

引言

目前我国的电网建设日趋完善，能够大规模保障用电安全与用电质量，但是随着电力需求的不断提升，配网的自动化模式逐渐成为目前电力企业的具体发展方向。10kV的配网在一定程度上能够在电网中起到调和的作用，不仅能够帮助电力企业构建完善的自动化与故障管理技术，并且也是提升电力质量、安全稳定运转的关键。由于我国目前用电基数大，电力企业中出现的问题会带来巨大的经济损失，对配网自动化以及故障处理模式的优化在很大程度上能够确保用电的稳定性与安全性。

1.10kV配网自动化的基本功能

配电自动化的根本目的，即对范围内的柱上开关开与配电变压装置进行监控与协调，这样不仅要实现馈线自动化终端的“三遥”功能，还要具备故障的评定及控制。10kV配网自动化需直接面对用户，同时其内部包含了一定的信息量，所以10kV配网自动化需具有一定的适应性及多系统接口功能。较之以往的系统，10kV配网自动化在使用上的特性更侧重于集成性和协调性。10kV配电网的数据采集与监视控制系统功能，即经远程测控终端与馈线终端设备采集电网的实时信息，经相应的通信举措，把参数传输至前置机，在此基础上经计算机网络将参数传输至后台服务设备予以整体处理，为其他功能工作站提供相关参数。配电网负荷管理即控制用户负荷，同时可辅助控制中心工作者制订负荷控制模式与计划。削峰与降压为负荷管理基本功能。同时，10kV配电网管理机制还具备通过软件估计负荷增减的预报系统，依附于层次及系统对控制举措予以评定分析。对10kV配电网管理系统根据重点分成以下3个层次：①基本应用系统，包括状态分析、拓扑、负荷预警、短路电流电压及无功控制；②延伸应用系统，包括馈线负荷调节、变电所负荷调整及按相制衡负荷；③特定应用系统，包括故障电话处理与区域性负荷警报。10kV配电网的幅度调制/调频/图纸地理参数机制功能均为配电网的图纸管理。附带相应电力装置与线路的街道地理区域图，即为配电网予以管理及维护电力装置的主要工具。

2.配网自动化的设计

2.1配网自动化系统建设的思路

（1）配网自动化的设计应与该地区配网改造和发展设计相适应，统一协调，紧密结合。提升配网系统供电的可靠性和经济性。

（2）配网自动化要实现信息化控制和管理。对配电网的各种相关数据（如用户数据、配电系统在线数据和离线数据）以及电网结构等信息进行有效的集成，使自动化系统能实现对配网的运行监测，实现控制、管理配电和用电的自动化。

（3）配电网SCADA通过通信系统和终端设备将配网的实时状态传送到主站，便于实现远程监控。对条件允许的10kV线柱上的开关、配电变压器、开闭站和环网柜进行运行数据采集。

（4）在进行10kV配网自动化系统建设的过程中，配电GIS系统也是一个非常重要的内容，它是实现配网调度自动化系统的一个重要基础数据平台，通过配电GIS系统，能够对于配网自动化系统中所有站外的运行参数、馈线接线图以及属性数据进行统一的录入和维护。而且配电GIS系统还能够对相关属性数据进行自动调用，通过配电GIS系统能够生成总的接单线图、线图以及环网图，再把站外10kV馈线图按照一定的标准导入配网自动化系统之中，就能够实现对于模型的集中维护。

（5）对于10kV配网而言，其实时状态是由配网SCADA通过终端设备和通信系统传输到主站的，因此主站能够实现对于配网的远程监控。从一次网络的实际运行情况来看，所采集的数据主要包括10kV馈线柱上开关配电变压器环网柜、开闭站、配网SCADA等，在进行数据采集的过程中，一般都是对于运行状态、运行数据以及保护动作等信息加以采集。

2.2配网自动化设计原则

（1）电缆网自动化系统。根据每个变电站的供电范围，以变电站实际范围为基本单位实施。对于电缆化程度较高，城区负荷较大的区域优先实施。

（2）配网自动化的设计要遵循设计规范，从实用性和可靠性的角度出发，做到统一设计，分步、分片实施。同时还要考虑建造和运营成本。

（3）主干线以电缆为主时，应将馈线纳入电缆网自动化系统；主干线以架空线为主时，应将馈线纳入架空网自动化系统。

2.3配网线路的连接方式

配网线路的连接是配电网改造的重要步骤。总体来说，农村架空线路，一般采用三段式单联络的连接方式。对于县城架空线路，电源来自不同的变电站，实行环网布置开环运行，将线路三分段。

2.4馈线自动化的控制方式

馈线自动化简称FA，包括馈线数据检测系统、无功电压控制系统、故障隔离系统以及恢复供电系统。其控制方式已经由传统的重合器就地方式逐步转变成远方集中控制方式。具体选择时，要综合考虑资金投入、电网结构以及线路负荷状况。

3.10kV配网自动化系统的故障处理

3.1故障处理集中控制技术

目前电力企业已经针对配网自动化故障检测模式进行了相关的建设工作，但是在很多方面存在不足，电网出现故障的情况下没有针对性的措施及时解决故障问题。电力企业需要建立对电网的动态化监控模式，通过终端传导设备实时反映电网的工作情况，在出现故障的情况下能够及时将信息反馈到故障监管部门，通过集成化的控制手段，能够及时解决电网中出现的故障，将损失降到最小。运用的集中控制处理模式具体如下：

1）通过在电网的各个设备上加装故障检测器，能够实现对电网的动态化的监控；

2）收集故障检测器终端传输的具体故障信息，故障检测部门进行及时判断并制定可行的解决方案；

3）在故障发生后，相关部门需要对电路的负荷与传输情况进行改进，保障其它区域的正常供电。

3.2长距离故障点处理技术

采用长距离故障点处理技术在一定程度上能够帮助故障检测部门及时检测故障点，并采取相对应的解决措施，其执行力高于集中控制处理模式。其工作原理建立在集中控制模式的基础上，通过工作人员对电网传输的各个环节进行阶段性检查，发现故障后进行警示处理并将信息进行整合处理，进而上报故障检测部门，通过故障定位主站分级化管理模式，安排后续的故障检测工作。具体的工作形式如下：

1）在电网的各个关键线路点安装故障检测器，安排特定人员进行阶段性巡检，在检查到故障后，对故障点进行标注处理；

2）故障指示器对检测到的故障进行数据整合，通过通信终端设备将故障问题进行上报处理；

3）在电网中的关键线路点设备相应的故障定位基站，通过电流遥测的技术手段对故障进行定位处理，将获取的故障信息进行集成化处理，传输到故障检测部门终端，从而让相关部门的管理人员对故障进行检修。

结语

配网自动化技术是新兴技术，其推广是电力发展的必然趋势。实现配网自动化可提高电网系统运行的安全性、高效性和可靠性。实现为用户提供高质量用电的目标。

参考文献:

[1]朱训林，陈伟.10kV配网自动化系统的实现[J].自动化应用，2013（6）：106~107.

[2]赵喜林.探讨10kV配网自动化系统的应用[J].黑龙江科技信息，2014（9）：104.