10kV配电自动化设备与一体化运维模式分析

韩泽夫

（国网北京昌平供电公司）

0 引言

10kV配电自动化设备与一体化运维模式结合了现代化的自动化设备和综合管理技术，提供了对10kV配电系统的全面监测和有效运维。自动化设备包括自动化开关、智能保护装置和在线监测装置，具有高可靠性、快速动作和精确判断故障的特点。一体化运维模式通过数据采集、远程监控和综合分析，实现了对配电系统的实时监测、故障诊断和预防性维护，提高了运维效率和可靠性。此外，一体化运维还可以支持配电系统的优化规划、负荷调度和能源管理，提供更加智能化的运营管理。综上所述，10kV配电自动化设备与一体化运维模式的应用将为配电系统的安全稳定运行和能源效益提升提供重要的技术支持。

1 10kV配电自动化设备

1.1 技术特点

1.1.1 智能化控制与操作

10kV配电自动化设备采用智能化控制系统，通过集成计算机、传感器、执行器等组件，实现对配电系统的智能化控制和操作。这一特点使得设备能够实时监测和分析配电系统的运行状态，并根据实时数据和算法进行智能调整和优化。

智能化控制系统可以通过传感器实时采集电流、电压、温度等运行参数，并将这些数据传输给集成的计算机［1］。计算机利用预先设定的算法和规则，对采集到的数据进行分析和处理，得出对系统运行状态的评估和判断。基于这些评估和判断结果，智能化控制系统会采取相应的控制策略，通过调整设备操作指令、优化能量分配、实现自动开关等方式，对配电系统进行智能化调整和优化。这样可以提高运维效率，减少人为错误，保障系统的安全和稳定运行。同时，智能化控制系统具备学习和适应能力，随着时间的推移和对系统运行的了解，可以逐渐优化控制策略，并根据实际情况进行自主调整和改进，提高运维准确性和效率。

1.1.2 实时数据采集与监测

10kV配电自动化设备能够通过传感器等技术实时采集、监测和记录10kV配电系统的各项数据参数，包括电流、电压、温度、能耗等。这些数据对于对系统的运行状态进行准确的监测和评估非常重要。通过实时数据采集和监测，运维人员可以随时获取到配电系统的关键参数和状态信息。这些数据能够提供对整个系统运行情况的全面了解，帮助运维人员及时发现潜在的问题或异常情况。例如，通过实时监测电流和电压，可以了解系统的负载情况，判断是否存在过载或不平衡的问题；通过监测温度，可以判断设备是否存在过热的风险；通过监测能耗，可以评估系统的能源利用效率等。这些数据的准确性和实时性提供了对配电系统运行状态的及时反馈，使得运维人员能够快速发现并处理潜在的问题。通过及时的措施和调整，可以避免系统出现故障或事故，并提高系统的可靠性和安全性。

此外，实时数据采集和监测也为配电系统的维护和管理提供了宝贵的参考依据。通过对历史数据的分析和比对，可以了解系统的运行趋势和特点，进行及时的维护和优化计划，延长设备的使用寿命，减少维护成本。

1.1.3 故障预警与自动切换

10kV配电自动化设备具有故障预警与自动切换功能，进一步提高了配电系统的安全性和可靠性。故障预警是通过故障诊断算法和数据分析来预测和识别可能发生的系统故障。自动化设备可以收集和分析实时的电流、电压、温度等数据，与预设的故障模式和规则进行比对和分析。当检测到与预设模式相符的异常情况时，系统会发出故障预警信息，提醒运维人员及时进行处理［2］。通过故障预警，运维人员能够在故障发生之前获得预警信息，及时采取措施，避免或最小化潜在故障带来的影响。而不需要依赖人工巡检或等待故障发生后才能采取补救措施，提高了故障处理的及时性和准确性。此外，10kV配电自动化设备还具备自动切换功能。当系统出现故障时，自动化设备可以自动检测故障，并根据预设的策略和条件，自动切换到备用电源或备用设备，以保障电力供应的连续性和可靠性。自动切换功能可以帮助降低故障对用户的影响，避免电力中断或停电时间过长。同时，自动切换还能减少对运维人员的依赖，提高系统的自动化程度和运维效率。

1.2 优势

1.2.1 提高运维效率

10kV配电自动化设备通过智能化控制和操作，实时数据采集与监测，故障预警与自动切换等技术特点，提高了配电系统的运维效率。自动化设备能够快速响应系统状态变化，并通过智能调整和优化操作指令，提高系统的稳定性和效率，减少运维人员的工作量和时间成本。

1.2.2 减少人为错误和事故风险

由于10kV配电自动化设备具备智能化控制和自动化切换功能，可以减少人为错误和操作不当导致的事故风险。设备能够实时监测和分析系统状态，对运行参数和设备操作进行智能调整，降低了人为错误的可能性。同时，故障预警与自动切换功能能够及时识别和处理系统故障，减少事故的发生和影响，提高系统的安全性和可靠性。

1.2.3 实现远程操作和监控

10kV配电自动化设备具备远程操作和监控的能力，可以实现对配电系统的远程控制和监测。通过与网络连接，运维人员可以随时随地通过终端设备或控制中心远程管理配电系统，监控系统状态、接收实时数据，进行操作和调整。这种远程操作和监控的能力大大提高了运维的便捷性和灵活性，减少了人员在现场操作的需求，同时降低了故障处理和维护的时间成本。

2 一体化运维模式

一体化运维模式是一个综合性的管理框架，旨在整合数据采集与传输、远程监控与控制，以及综合数据分析与决策支持等功能，实现对配电系统的全方位管理和运营支持。

2.1 实施框架

2.1.1 数据采集与传输

该阶段涉及到使用传感器、仪表等设备对配电系统中的关键参数进行实时监测和数据采集。采集到的数据可以通过有线或无线通信方式传输到运维中心或云平台等数据处理和存储设备中。在一体化运维模式中的数据采集与传输阶段，以下是关键要点：

（1）传感器和仪表：使用传感器和仪表设备对配电系统中的关键参数进行实时监测。这些参数包括电流、电压、温度、能耗等。传感器可以直接测量电流和电压等物理量，而仪表设备可以提供其他参数的测量、计量和记录功能。

（2）数据采集：通过传感器和仪表设备采集的数据，以数字化的形式进行记录和存储。数字化的数据可以更方便地进行传输、存储和后续处理。

（3）通信方式：采集到的数据可以通过有线或无线通信方式传输到运维中心或云平台等数据处理和存储设备中。常用的通信方式包括以太网、无线局域网（Wi-Fi）、无线通信网络（如4G、5G）等［3］。

（4）数据传输：通过选择合适的通信协议和技术，将采集到的数据传输到指定的目标设备。这些设备可能是位于运维中心的服务器、云平台或其他数据处理和存储设备。

（5）数据安全和完整性：在数据传输过程中，需要采取安全措施确保数据的机密性和完整性。加密技术、访问控制和数据验证等方法可以用于保护数据的安全性。

2.1.2 远程监控与控制

通过远程监控与控制功能，运维人员可以实时访问和监测配电系统的运行状态、历史数据和实时数据。他们可以远程操作和控制设备，调整系统参数，进行设备的开关和切换，实现对系统的远程管理和控制。远程监控与控制是一体化运维模式中的重要功能，以下是该功能的关键要点：

（1）远程访问：运维人员可以通过网络连接，从任何位置远程访问配电系统的监控系统界面。这可以通过终端设备（如计算机、平板电脑或智能手机）和安全的网络连接实现。

（2）实时监测：通过远程监控功能，运维人员可以实时监测配电系统的运行状态、参数和重要数据。包括电压、电流、负载状态、功率因数等。运维人员可以实时查看这些数据，并对其进行分析和评估。

（3）远程操作：运维人员可以远程操作配电系统的设备，如断路器、开关等。他们可以进行设备的开关和切换，根据系统的需求进行调整，以确保系统的正常运行。

（4）系统调整和参数配置：通过远程控制功能，运维人员可以调整配电系统的参数和配置，以满足特定的运行需求。他们可以修改设备的设置和运行模式，进行校准和校验等操作。

（5）历史数据查看：远程监控与控制功能还允许运维人员查看历史数据。回顾过去的运行记录、报警事件和故障信息，以便进行问题分析和故障排查。通过远程监控与控制功能，运维人员不再需要亲自到现场进行操作和监测，能够从远程位置实时掌握配电系统的运行状况并进行相应的操作。这样可以提高运维效率，减少人力资源成本，并且降低工作风险和事故风险。需要注意的是，在远程监控与控制过程中，确保安全性非常重要。采取必要的安全措施，例如使用安全协议、身份验证和权限管理，以保护远程访问系统的安全性和可靠性。

2.1.3 综合数据分析与决策支持

在这一阶段，通过综合数据分析与决策支持功能，对采集到的数据进行处理和分析，从而洞察配电系统的运行趋势、优化运行方案和预测故障风险。基于数据分析的结果，提供决策支持，指导运维人员进行调整和优化措施，以实现配电系统的高效、稳定和可靠运营。

3 10kV配电自动化设备与一体化运维模式的实践效果

3.1 运维效率的提升

通过引入10kV配电自动化设备和一体化运维模式，可以实现配电系统的实时监控、远程操作和智能决策支持。这将大大提高运维效率。传统上，运维人员需要定期巡检设备、手动记录参数和处理故障。引入自动化设备后，运维人员可以通过远程监控系统实时获取系统数据，实时追踪设备状态，及时发现和解决问题。同时，数据分析和智能决策支持功能可以帮助运维人员快速识别问题、制定优化方案，从而减少故障处理时间，提高运维效率。

3.2 事故风险的降低

一体化运维模式提供了实时监控和智能决策支持，有助于降低事故风险。配电系统的异常状况，如过载、短路等，往往会带来安全隐患和事故风险。通过实时监控和数据分析，运维人员可以及时发现这些异常状况，并采取相应的措施以避免事故发生。智能决策支持功能可以根据历史数据和系统模型，预测潜在风险，并提供合理的决策建议，帮助运维人员采取预防措施，降低事故的发生概率。

3.3 与部分实施运维模式的对比

一体化运维模式实现了配电系统的全面监测和控制，不仅可以实时监控关键参数，还可以远程操作设备和调整系统参数，提高了运维人员的把控能力。一体化运维模式提供了数据分析和智能决策支持的功能，可以通过数据挖掘、机器学习等技术对系统数据进行深入分析，提供更准确的决策建议和优化方案。通过一体化运维模式，不同的设备和功能可以被整合到一个统一的监控系统中，使得运维人员能够更方便地进行系统管理和维护。一体化运维模式可以实现运维人员之间的远程协作，通过共享实时数据和操作日志，提高了团队的协同效率。

3.4 与传统人工运维模式的对比

一体化运维模式实现了配电系统的实时监控和远程操作，减少了运维人员的巡检工作和手动记录工作，大大提高了运维效率；时监控和智能决策支持，运维人员可以更快地发现和解决配电系统的故障，缩短了故障处理时间，减少了停电时间和生产损失。智能决策支持功能可以帮助运维人员预测潜在风险并采取相应措施，降低了事故的发生概率，提高了系统的安全性。一体化运维模式可以通过数据分析和智能决策支持功能对配电系统进行优化。运维人员可以利用历史数据和系统模型制定合理的维护计划和优化策略，提高系统的可靠性和稳定性。

4 结束语

综上所述，10kV配电自动化设备与一体化运维模式的应用，为电力行业的发展提供了指导意义。它不仅提高了电力供应的可靠性和安全性，还推动了能源转型和智能化管理的发展，对电力行业的可持续发展产生了重要影响。