10kV配网自动化系统建设与设计

欧阳鹏

摘 要：随着社会经济的发展，科学技术的进步，配网自动化技术逐步成熟，已经有越来越多的计算机软硬件新技术应用于配网之中，而为了配合电网的发展，对10kV配网自动化系统进行优质的设计与建设已经成了当下相关领域需要重点关注的焦点。本文围绕10kV配网自动化系统展开了较为详细的介绍，主要阐述了10kV配网自动化系统建设的主要要素、10kV配网自动化系统建设的实现技术、10kV配网自动化系统的建设规划等主要内容。

关键词：10kV配网；配网自动化；系统建设；实现技术

10kV配网自动化系统是将整体数字自动化和能源管理相结合的配电系统，是一个包含从110kV变电站的10kV馈线、开关房到用户高压室以及用户在内的整体的系统。这里有必要首先了解配电自动化的概念，配电自动化就是通过现代电子技术、通讯技术、计算机网络技术的利用以实现配电系统的正常运行，即使发生了事故，也能够对控制、监测和配电管理提供及时的保障。一般情况下，1kV 及以上属于中压配电网，35kV及以上属于高压配电网，380/220 V属于低压配电网，而110kV及以下电力网络属于配电网络，本文所要研究的重点内容是10kV中压配电网的自动化。10kV配网自动化系统可以对同一用户，特别是城市电网用户实现集中管理、监视并使运行控制得到优化，该系统的利用不但可以使效率提高，降低成本还可以使供电可靠性得到增强，能够提供更优质的电力服务向广大电力用户。在对10kV配网自动化系统进行设计与建设时，需要依循因地制宜的原则，综合考虑当地配电网的实际情况。要从实际出发进行整体的规划，在配电网的GIS系统基础上，连接远方智能控制终端，以实现10kV配网的自动化。

1 10kV配网自动化系统建设的主要要素

一个完整的10kV配网自动化系统应该包括配网自动化主站系统、配网自动化子站系统、配网自动化终端三大子系统。

1.1 配网自动化主站系统

配网自动化主站系统又包括三个系统系统，分别是配电AM/FM/GIS应用子系统DNS，配件应用软件子系统DAS、配电SCADA组成的主站系统以及配电故障诊断的恢复。

1.2 配网自动化子站系统

配网自动化子站系统的主要作用是对附近的柱上开关、开闭所进行处理，并对配电站端的监控设备和馈线进行管理，同时配网自动化子站系统的主要职能还包括实现当地的监控、数据采集器以及馈线重合闸的功能，以保证数据可以及时的转换传递到配电主站的通信处理器中。利用配网自动化子站系统能够使主干通道得到节约，并能够输电网自动化的成果被配电自动化主站网络所充分继承。

1.3 配网自动化终端

配网自动化终端主要是为了辅助配网子站和自动化主站的正常运行，主要职能是实时监控城区所管辖的柱上开关、环网柜、开闭所等，检测网络结构和工况，当配网出现故障时，能够对故障进行及时的识别，并进行有效隔离与控制，以此与配网自动化主站和子站形成合力，保证城区配网运行期间的运行优化，实现有效供电。

2 10kV配网自动化系统建设的实现技术

2.1 一次设备及供电方式

我国对于配电网在管理划分出了城市电网和农村电网两大类，决定配电网的供电方式的是电源点、线路开关设备以及对线路进行连接的网架。由于网架可以和电源点进行多种多样的组合，因此就会形成多种多样的供电方式。制定科学合理的供电方案就需要依循因地制宜的原则，从当地的实际情况出发。城市电缆网的配电线路一般都会采用环网柜作为主设备，而农村的驾控线网的配电线路一般会采用重合器、断路器。分段器作為主设备。不同的线路开关设备其功能不同，必须根据具体的线路开关设备选择相适应的供电方案。本文重点针对一次设备及供电方式进行详细叙述，需要注意一下几个问题：

（1）在架空线网中，采取离合器供电方案是最能凸显现实与技术优点的。进行实际操作时，瞬间故障占到架空线路总故障的80%。如果采用离合器便可以将瞬间故障隔离，能够使供电可靠性得到大幅度的提升。同时，离合器自身具有很高的智能化水平，能够脱离对通信系统的依赖实现供电网络的独立运行，因此也利于实现分布实施和统一规划。

（2）评价一个架空线网配电自动化供电方案质量好坏的主要依据就是供电的可靠性，而供电可靠性主要从出现故障的情况下，停电的范围、停电的时间、停电的次数以及恢复供电所需要的时间来判断。

（3）而县级类的城市架空线网供电的范围主要是它附近的半径5千米之内，出于提高配电网供电可靠性的目的，一般情况下需要采用双电源环网的供电方式，同时要配合开关4和重合器3分段的供电方案。

2.2 配电网设备的介绍与选择

（1）VSR3-20WS4B多回路开闭器

真空与SF6气体分别是VSR3-20WS4B多回路开闭器的灭弧介质和绝缘介质，能够全部绝缘，具有极强的密封性，而且其结构紧凑，性能十分安全可靠，10kV城市电缆网建设采用的就是VSR3-20WS4B多回路开闭器。

（2）FZW28-12型用户分界负荷开关和配套控制器

“支线故障波、主干线路以及其他与其相邻的用户的大面积停电事故”原理就是FZW28-12型用户分界负荷开关的主要依据，其主要应用在10kV架空配电线路的T接用户入口的位置，能够对用户区内的相间短路故障和单相接地故障进行自动化隔离。

（3）WPZD-160系列终端

WPZD-160系列终端是新一代的微机型配电自动化的远方终端单元，包括通信、保护、遥测、遥控遥信等多种功能，能够十分灵活的配置开关站或者环网柜的遥制器。

3 10kV配网自动化系统的建设规划

3.1 规划的基本原则

（1）采用多层分布式体系结构配电管理系统，能够更好的利用网络环境下的开放式系统标准、多层次应用程序构架和面向对象的开放方法。同时，通过利用数据库管理、地理信息系统记忆实时监控等技术，可以在企业Internet/Intranet网络环境中，进一步提升配电管理系统的性能，制定出Browser/Server和Client/Server相结合的更科学合理的10kV配电综合自动化的解决方案。

（2）10kV配网自动化系统要以商用GIS系统和实时SCADA系统作为系统平台，实现数据监控、生产管理、高级分析以及AM/FM/GIS等紧密结合。

（3）对于AM/FM/GIS软件的选择要注重其实用性，要选择那些先进、成熟、实用性较高的产品。在进行选择时要和产品的生产厂家进行充足的沟通和了解，使其具有较强的开放性，以使各项要求得到满足。

（4）为了让10kV配网自动化系统能够对开放数据库互联（ODBC）标准提供更好的支持，可以让MIS管理数据和10kV配网自动化系统进行相互连接，而且在不影响功能需要的情况下，应该将其简化成一次设备或者二次装备。

3.2 通信系统的规划

通信系统是整个供电企业信息交换系统的最重要最关键的组成部分，其作為最主要的环节对于决定10kV配网自动化系统成功与否起着至关重要的作用。10kV配网自动化系统中通信系统的主要职能是将远方监控单元收集到的各种信息向监控中心进行传递，再将监控中心所发出的命令指令传送到各个远方的监控终端和执行机构上。通信手段的安全可靠是10kV配网自动化系统正常运行的关键。对于10kV配网自动化系统中通信系统的构建一般会采用光缆通信，特别是在二级站或者变电站，直至电缆网的开闭所以及从主站到二级站，更是要有限选择光缆通信。虽然光缆从原则上讲也能应用到变电站到架空干线上，但是因为架空干扰非常容易受到各种影响因素的破坏，所以对通信方式的选择还是需要结合实际情况，从实际出发。

3.3 结构规划

（1）纵向结构

依据通信网结构、城市电网规模以及2级机构的设置等实际情况，在区局和供电所间要设置自动化主站到配电终端的2层次纵向结构。在供电所间、区局、市局中设置自动化主站、自动化二级站、配电终的3层次纵向结构。另外，在规划3层次纵向结构的中间一层时，需要对信息采集范围和监控范围进行明确。

（2）横向结构

横向结构包括底层终端间的结构和上层主站的结构。上层DA/DMA主站要充分结合起停电管理、用户投诉管理、配电变压器监测、用户信息、抄表计量、AM/FM/GIS和用电管理等，使其成为自己的子系统，并且要和SCADA/EMS、负控、MIS等已有的系统进行联网，保证这些系统相互独立的同时实现其相互间的信息互联共享，这样一来便可以使信息唯一和信息共享得到实现，更有利于系统的不断的扩充。

4 结语

建设10kV配网自动化系统的主要目的在于实现电力企业各部门的资源共享与信息共享，为配电运行、生产、营销等活动提高可靠的决策依据。开展实际设计与建设工作时，需要综合考虑多种因素，因地制宜。而且10kV配网自动化系统建设并非短暂的过程，只有所有工作人员形成合力，通过长期的努力才能构建一个完善的10kV配网自动化大系统。

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