浅析智能化技术在电气自动化中的运用

苏登峰　李党召　焦睿

【摘要】随着时代的发展和社会的进步，中国电力行业发展迅速，尤其是电气工程发展。作为电力系统运行的关键部分，在某种程度上电气工程的自动化控制对电力系统的运行起着决定性的作用。在电网规划、建设和改造工程的实施，10kV配电设计的质量好坏直接影响电力系统的安全、可靠运行，同时影响供电企业的经济效益。作者结合实际工作介绍配电设计的各个过程，并对相关技术进行论述。

【关键词】智能化技术；电气自动化；运用

一、10kV配电工程的设计原则

展开城市10kV配电工程典型设计，我们主要遵循安全可靠、自主创新、技术先进；标准统一、覆盖面广、提高效率；注重环保、节约资源、降低成本的原则。努力实现统一性和可靠性、适应性、先进性、经济性和灵活性的协调一致。

二、智能技术的工作原理

当电气自动化系统遇到问题，智能系统在相关数据库中查找行业知识、经验和行业内规则，以此为根据，对照、分析和判断所遇到的问题，并采取适当有效的方法解决问题，以保护其电力系统正常运行。一个完整的电气自动化系统至少使用专家系统、模糊推理、遗传算法和人工神经元网络四种智能化技术。

三、1OkV配电工程设计

1、10kV开关站设计

10kV开关站的设计应满足防火、通风、防洪、防潮、防尘、防毒、防小动物和低噪声等要求，设计了若干方案。附设有配电变压器时，相关技术原则参照10kV配电站。开关站设计分两大系列：①配置继电保护装置的10kV开关站电气主接线：采用单母线分段接线，2回进线，4至12回出线。设备短路电流水平：16kA，20kA，25kA或31.5kA。主要设备选择：采用真空或SF6断路器（或负荷开关）。电气二次部分：采用微机型保护，按无人值班设计，预留配网自动化接口。二次电源采用交流220V或直流220V（110V），直流系统电源应满足全站2h事故放电要求。②不配置继电保护装置的10kV开关站电气主接线：用单母线或单母线分段接线。设备短路电流水平：16kA，20kA或25kA。主要设备选择：采用负荷开关或负荷开关一熔断器组合设备。

2、1OkV配电站设计

10kV配电站设计共设计了若干典型方案。变压器：使用低损耗变压器，单台容量应在630kVA及以下；大负荷密度地区，单台容量不应超过1OOOkVA。变压器建设应按最终容量设计电气主接线：10kV，采用单母线、单母线分段或线路变压器组接线，380/220V采用单母线或单母线分段接线。无功补偿：使用低压电容器自动补偿方式，按配变容量的7%至30%选取，确保功率因数在用电高峰达到0.95以上。电气二次部分：使用微机型保护，按无人值守设计，预留配网自动化接口。二次电源使用交流220V或直流220V（110V），直流系统电源应满足电站2h事故放电要求。

3、1OkV柱上式变压器设计

1OkV配电变压器台主要包括1OkV柱上变压器、1OkV屋顶变压器和1OkV落地变压器，共设计了若干方案。对于1OkV柱上变压器台，变压器容量按400kVA及以下考虑，分三相变压器和小型单相变压器。低压配电箱应安装侧挂式或悬挂式，变压器台架及二次接线应按最终容量一次建成。设计应包括1OkV， 380/220V侧配电设备和引线设计，连接部位绝缘密封设计和工作接地的设计。对于1OkV落地变压器台，应安装安全围栏。

4、柱上开关台设计

柱上开关台设计共设计若干方案。按断路器用途分联络开关台、分段开关台、分支开关台；按开关台结构分双杆开关台和单杆开关台；按开关安装方式分吊装式和坐装式；按所装杆塔回数分单回路和双回路；分段开关台装在耐张杆上，分支开关台装在直线杆上。

5、1OkV电力电缆敷设设计

1OkV电力电缆敷设共设计若干种方案。主要是指不同的电缆型式、截面和环境的要求，来设计一个电缆敷设方式的典型设计。电缆敷设方式：应根据不同电压等级的电缆线路回路数、电缆截面、芯数和型式进行选择，主要敷设方式：直埋敷设、排管敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设、电缆过桥、电缆桥架敷设等。对于电缆沟敷设和电缆隧道敷设方式，要考虑不同电压等级的电缆同沟或同隧道敷设情况。敷设方式断面：根据敷设方式的不同列出了常用断面类型和敷设指示。考虑电缆接地方式、电缆支架和夹具以及电缆敷设中构筑物的设计；统一警示带、保护板、井盖、标志桩等样式。

四、配电装置选择

1、导线的选择

①首先确定配电线路所在区域的天气条件，归于典型气象区。对于运行的配电线路，温度、风速和履冰厚度三种气象因素尤其重要，结合之前数据，根据其相应的气象区域选导线。②选择导线截面一般是由经济电流密度，同时满足发热条件、热稳定性、机械强度、电压损失等要求；应根据实际负荷需求和远期投资留有余量。

2、杆塔的选型

①铁塔有螺栓式、焊接式等；电杆有等径杆、稍径杆、预应力杆、非预应力杆等；杆塔型式有：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔四种杆塔型式。线路杆塔型式和杆塔高度，应按经济、安全距离、运行维护方便、沿线路径来选型。②电杆的基础应根据当地运营经验、材料来源、土质情况和负载条件计算确定，但深度应大于电杆高度的1/6；铁塔的基础据当地运行经验、土质情况、荷载及负荷条件计算确定。③拉线应使用镀锌钢绞线，最小截面应大于GJ-25mm2，强度设计安全系数应大于2.0；拉线与电杆的夹角一般是450，当受到地形限制，适当缩为不小于300，以保持有效的平衡拉力。拉线的底把选用直径不小16mm的圆钢制成的拉线棒，底把应露出地面0.3至O.5m，方便UT线夹调整拉线长度。拉线盘使用钢筋混凝土浇筑，因受实际地形和外部因素影响，拉线长度应按实际计算确定。

3、金具及绝缘子的选择

①配电线路绝缘子的性能应符合国家有关标准，直线杆和5度以下小转角杆采用针式绝缘子或瓷横担，耐张杆、转角杆、终端杆宜采用悬式绝缘子组成的绝缘子串。②耐张线夹、挂板、挂环等应符合实际情况和导线截面、当地供电局要求选择。

4、选择杆上装置

①选择电气设备应符合环境温度要求，当温度低于设备的最低温时，要加强保温措施，以防止冰雪事故。②在设计配电装置的最大风速，户外的配置应采取降低设备的安装高度、加强设备和基础之间的固定措施.③配电装置设在住宅和工业区，应把噪声控制在一定范围内，符合国家现行的相关规定。

5.防雷接地措施

①配电变压器、开关设备的防雷装置应选用金属氧化锌避雷器，以免雷电冲击波沿高压线路侵人变压器和设备。② 1OkV避雷器的接地端与铁件和变压器金属外壳应分别接在同一接地装置上。100kVA以下配变的接地装置的接地电阻应小于10Ω；100kVA及以上配变应小于4Ω。

五、总结

该设计采用了模块化设计，选择了有代表性的基本方案和模块，设计部门可随意组合，通过拼接和调整能够形成适用于1OkV配电系统实际工程的方案，有效提高了设计工作效率，节省人力资金，加强了统一化、标准化。更重要的是该设计在1OkV配电工程方面的设计得到了规范标准。要做好1OkV供配电设计既要执行国家现行的有关规范和规程，也要满足当地供电部门的具体要求。在使用传统降损节能措施的同时，应大力投人科技，提高管理水平，以改善配電技术。

参考文献：

[1]杜成刚，曹基华等.电力节能降耗技术措施分析[J].中国电力，2013（9）。

[2]黄育宏.1OkV架空配电线路工程设计分析[J].农村电气化，2008.02。