浅析配网自动化技术在10千伏配网的建设及应用

杨涛

摘要：在经济化发展的今天，社会的生产及国民用电的数量有着显著的增长，对用电质量的要求也随之增高。即使是因为线路故障需要对电力系统进行检修的情况下，通过不停电作业技术确保人们的生活以及生产能够正常进行。本文首先分析了10kV配电网建设规划的原则，并对10千伏配网不停电作业技术的应用安全措施进行探讨，进一步提高供电的可靠性。

关键词：10千伏配网；建设及应用

引言

配网自动化是利用现代通信技术、电子技术、自动化技术、数据传输、网络技术等与电力设备相结合，将配网各种工况下的各类控制、保护、检测等信息和电网企业的管理融合，提高电能质量，使供电经济性最佳，企业管理更有效。因此，供电企业需结合配网升级改造中实现配网自动化，提高配网管理水平，为供电客户提供优质可靠的电能。

110kV配电网建设规划的原则

1.1“以电源点为中心，分布配置K型站”的原则

考虑到10kVK型站接线方式清晰、灵活，其出线带继电保护，且10kV母线带自切，故障点判断容易，可较快实现负荷转移，具备较强的负荷释放能力，故在优化10kV配电网结构的过程中，应该坚持“以电源点为中心，分布配置K型站”的原则。

1.2配电网“分层分区、适度交错”的原则

长期以来，10kV配电网网架一直存在着错综复杂、参差不齐的混沌状态，这给配电网的运行带来很大的隐患，其主要原因是地区发展不平衡，配电网网架结构没有一个统一的规划原则。在配网规划中，应该按照“分层分区、适度交错”的原则。

2典型区域10kV配电网供电规划模式研究

2.1工业区配网主接线模式及其特点

工业区用电，不难想像需要供电量极大，在工业区区域内大多采用负荷中心开关站的供电方式。在容量较小的区域可以采用环网形式进行电量的使用。在条件允许的情况下也可采用架空线。容量在3200kVA以上6300kVA以下的大容量用户建议由变电站出专线电缆供电。国家级工业区的规格高、用户规模容量和用电量较大，随着工业区地块的逐渐开发将开关站建设在各个地块的负荷中心。需提前准确、全面了解将入驻工业区用户的用电性质、申请容量等用户信息。

2.2农业区配网主接线模式及其特点

农业区域由于其自身的地域特点，主要采用架空线路的方式进行配电网的铺设，将各个主要连接点通过杆刀进行连接。在相对落后的区域可以根据当地的发展情况增设监督站，针对变电量的使用情况进行适当的调节，这样不仅仅可以避免不必要的浪费，还可以减少架空电线的负荷情况，减少资源以及资金的使用。架空铺设线路可以针对用户进行简单直接的供电，大大较少了资金的使用，这样还能够提高企业利用资金的使用效率。虽然它有很多优点，但也存在着一些不足之处，由于是架空铺设，这就导致线路长度较长，接线处较多，且长时间暴露在自然环境下，日久便会因老化而导致线路损害等现象的发生，且用电量较大的用户使用的总装接容量就大，进而影响供电的使用。

3配网自动化系统的组成

3.1配网自动化主站系统

主站系统由计算机和相关软件程序组成。它由各类服务器及通信、交换机、通讯设备等组成各个工作站，而各种工作站也可根据实际需求进行个性化选择。主站系统由三个子系统组成：配网采集监控主站系统SCADA；配网故障定位诊断及恢复和配网应用软件子系统DAS；配网地理信息、配网应用分析、负荷管理等应用子系统DMS构成。

3.2配网自动化子站系统

配网子站系统是管理其周围的配变、柱上开关、开闭所等站端监控设备，实现数据的采集、馈线监控、当地监控及馈线重合闸的等功能；并将实时数据转送配网主站处理的系统。

3.3配网自动化监控终端

配网自动化的监控、监测终端系统组成一般由FTU（馈线终端）、TTU（配变终端）和RTU（常规终端）等构成，其功能为对配电变压器、柱上开关、开闭所、环网柜等一次设备进行监测、监控，实现终端的三遥功能及实现对故障的定位、识别、隔离及控制，进而配合系统主站和子站实现配网运行中的工况检测、经济运行以及配网出现故障时的故障区域的隔离和非故障区域的供电恢复。

4目前国内配网自动化系统的三种模式

4.1简易型自动化系统

依靠就地检测技术和自动化控制技术，一般采用只有遥信功能的故障指示器来获取10千伏线路上的故障信息，并通过现场人工巡视故障指示器翻牌信号获取故障定位或利用无线通信方式将故障指示信号上传到主站系统，通过主站系统来判断故障区域，在一次设备自动化条件较高的情况下，可采用重合器或自动开关设备，通过开关之间的时序控制等手段来实现故障的就地隔离和非故障区域供电恢复功能。主要特点：结构简单，成本低、易于实施，但自动化程度低，人员运维检修劳动强度大。适用范围：仅仅适用于农村单辐射配电网络以及无法全覆盖专门通信网络区域的配电网络。

4.2实用型自动化系统

以利用多种通信手段实现，以两遥（遥信、遥测）为主，并具备简单遥控功能的实时监测。它的主站具备对配网线路、开闭所、环网柜等的开关、断路器以及重要的配变等实现数据采集、监测实现遥信功能，对部分具备自动化条件的环网柜、配变、断路器等一次设备可进行遥控。它既可以是独立的监测、监控系统，也可以在有配网调度机构情况下做成调度和监控一体化的系统。主要特点：结构简单、监测为主、具备简单的控制功能，对通信系统要求低，满足简单的通讯传递要求，投资相对来较少、实用性强。适用范围：适用于中等规模配网且已设立配网调度机构的供电企业，可以大幅减少现场线路巡检人员。

4.3标准型自动化系统

是在实用型系统的基础上增加基于主站控制的馈线自动化功能（主要是实现故障定位、隔离及恢复非故障区域的供电）。它对通信系统要求高，需采用专用的光纤通信网络，还需要比较完善的配网一次网架结构，并要求对相关的配网设备具备远端电动操作机构，实现远端遥控功能。此类型系统具备完整的配网数据采集、监控及馈线自动化功能，当10千伏线路发生故障时，可以通过系统主站和终端的配合实现故障区段的快速切除隔离与非故障区域自动恢复供电。主要特点：通讯要求高、系统结构较完整、自动化程度较高，投入资金大。适用范围：其适用于存在多电源、多分段的网络结构复杂，对电能质量要求很高的配网区域。

5现阶段配网自动化应用仍应注意三点问题

5.1部分地区10千伏配网网架薄弱

电力一次设备老旧未改造仍存在缺陷，一次设备自动化水平低，造成自动化应用的基础不牢。

5.2部分配网终端设备的稳定性、控制性、可维护性等都不够

特别是抗恶劣环境和装置电源的性能还不高，需大力推进终端改造升级，提高其性能方能做好配网末端的监测及控制。

5.3配网自动化的实施会改变配网运行传统的管理模式

对配网设备运行管理人员的技能及素质提出了新的要求。由于配网自动化实施后会对供电企业内部的生产管理环节进行较大冲击，因此现行的管理体制对自动化系统会不适应，将造成运行管理工作跟不上，系统應用和数据维护工作很薄弱。

结语

供电企业实施配网自动化是为提高电能质量，保障供电的可连续，减少用电客户的停电时间。通过采用配网自动化系统，可以提高10千伏配网一次设备的故障判断及反应能力，实现故障区域自动隔离、非故障区域快速恢复，提高配网的运行管理水平，降低配网的损耗，从而提高供电企业经济效益。

参考文献

[1]陈堂、赵祖康，陈星莺，胡大良，配网系统及其自动化技术；北京：中国电力出版社，2002.

[2]王晓香.以焊管装备技术进步推动焊管产业可持续发展[J].焊管，2012，41（5）：1-5.

[3]李威武.城市10kV配电网规划与建设[J].中国电力教育，2012（12）：142-143.

（作者单位：国网四川省电力公司眉山供电公司）