針對10kV配網(wǎng)自動化略談其發(fā)展及運用

薛彥召 張翔 王平 穆毓 呂帥

摘 要：在我國電力系統(tǒng)運行過程中，10KV配電是一項重要的組成部分，配電自動化水平直接關(guān)系到供電的安全可靠性提升，提升其自動化水平還能降低電力事故處理周期，降低停電問題的發(fā)生率，提升配電系統(tǒng)的運行安全穩(wěn)定性，并降低配電系統(tǒng)的運行成本，從根本上提升電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，給用戶帶來良好的用電體驗。但是，10KV配電網(wǎng)的運行過程中依然存在一些問題，制約配電網(wǎng)的正常運行，下面該文主要針對10KV配網(wǎng)自動化分析了其發(fā)展及運用情況。

關(guān)鍵詞：10 kV 配網(wǎng);自動化;運用

10KV配網(wǎng)自動化水平關(guān)系到電氣設備運行狀態(tài)以及配網(wǎng)運行模式的科學選擇，假如配網(wǎng)線路出現(xiàn)短路問題，通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)就能在較短時間內(nèi)完成故障的定位、隔離以及解決。為快速恢復短路故障，加強故障智能定位系統(tǒng)的應用，具有重要意義。

1 分析配網(wǎng)自動化的發(fā)展

隨著科學技術(shù)的不斷進步，整個社會在向自動化、智能化發(fā)展，配網(wǎng)的自動化發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢，伴隨著我國科技水平的提升，社會逐漸朝著智能化和自動化的方向發(fā)展，配網(wǎng)自動化發(fā)展取得了較為顯著的成效。實際上，早在 20 世紀 90 年代，中國電網(wǎng)研究學者已經(jīng)提出了自動化這一概念，其發(fā)展歷程如下：①故障監(jiān)測+現(xiàn)場人工隔離轉(zhuǎn)供（故障指示器）;②重合切除故障+現(xiàn)場人工隔離轉(zhuǎn)供（自動化負荷開關(guān)）;③重合切除故障+聯(lián)絡備自投（自動化負荷開關(guān)）;④級差切除故障+現(xiàn)場人工隔離轉(zhuǎn)供（自動化斷路器）;⑤級差切除故障+調(diào)度遙控隔離轉(zhuǎn)供（自動化斷路器）;⑥級差切除故障+主站遙控隔離轉(zhuǎn)供（開環(huán)）（自動化斷路器）;⑦級差切除故障+主站遙控隔離轉(zhuǎn)供（閉環(huán)）（自動化斷路器）;⑧對等通信切除故障、隔離、轉(zhuǎn)供（自動化斷路器）。

2 闡述配網(wǎng)自動化的相關(guān)內(nèi)容及系統(tǒng)

配網(wǎng)自動化是借助不同技術(shù)和高科技配電設備等共同組成的，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)的實時監(jiān)控和管理工作，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、高效的最優(yōu)運行狀態(tài)。新形勢下，科技在不斷發(fā)展，諸多高科技設備對電力質(zhì)量提出更高要求，10 kV 配網(wǎng)的自動化發(fā)展，為電力設備的穩(wěn)定運行奠定了基礎。同時，10 kV 配網(wǎng)的自動化發(fā)展，實現(xiàn)了對電力傳輸、電力控制的監(jiān)測與保護，電力傳輸?shù)玫絻?yōu)化，線路損耗有效減少，配網(wǎng)安全性明顯提高。配電網(wǎng)通信系統(tǒng)主要包括骨干層和接入層，骨干層匯聚接入層通信終端的數(shù)據(jù)，并將其傳送至業(yè)務主站系統(tǒng);接入層接入各配網(wǎng)業(yè)務終端的數(shù)據(jù)，并將其傳送至骨干層。

3 闡述10 kV 配電網(wǎng)的故障智能定位系統(tǒng)運用

10KV配電網(wǎng)的正常運行過程中存在一些問題，其中比較常見的是短路故障問題，結(jié)合實際調(diào)查研究不難看出，我國的10KV配電網(wǎng)運行故障定位工作至關(guān)重要。比較常見故障的類型主要包括：三相短路故障（約占 5%）、單相接地短路故障（約占 65%）、兩相短路故障（約占 10%）、兩相接地短路故障（約占 20%）為全面掌握故障，降低故障帶來的損失，加強故障智能定位系統(tǒng)的應用，具有重要作用。以下對常用的故障定位系統(tǒng)展開探討。主站集中控制系統(tǒng)的應用在 10 kV 配網(wǎng)實際工作中，為全面降低故障發(fā)生概率，提高配網(wǎng)運行的可靠性，可通過主站集中控制，對配網(wǎng)的自動化系統(tǒng)進行控制，一旦發(fā)生故障，能夠及時對故障進行智能定位，以此迅速解決故障，降低供電企業(yè)的損失。主站集中控制技術(shù)的應用，主要對配電終端進行監(jiān)測，如果配電終端發(fā)生故障，將發(fā)出警報，主站集中控制系統(tǒng)即刻采集故障信息并分析故障，及時確定故障類型、故障位置，提出故障隔離措施并解決，降低故障影響。該控制技術(shù)并不需要配合變電站重合閘，不需要配合進行保護，具有操作便利、管理簡單、分段自由等優(yōu)勢，但是，該類技術(shù)定位故障并控制時，對主站、通信依賴性較強，投入的資金量較大。中心城區(qū)推廣該方案，主干線關(guān)鍵節(jié)點配置自動化斷路器，采用有線或可靠的無線通信方式接入主站，故障時分段節(jié)點按電流時間級差就地切除故障，主站匯總分析各開關(guān)跳閘和告警信息，自動定位故障點，遙控對應開關(guān)將故障隔離到最小區(qū)段，并通過轉(zhuǎn)供恢復區(qū)段外供電。

3.1 闡述智能分布式故障定位系統(tǒng)的運用

這種故障定位系統(tǒng)的運用能夠及時完成配網(wǎng)不同終端的故障檢測工作，如果發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)運行故障能夠及時上傳，系統(tǒng)直接將故障信息發(fā)送到主站，并對終端信息進行綜合分析，判斷故障所在方位，并將判斷結(jié)果發(fā)送到主站，如此，工作人員可根據(jù)主站接收的信息定位故障并快速解決，推動 10 kV 配網(wǎng)的自動化發(fā)展。在該系統(tǒng)應用中，因為其配置相應的保護裝置，如重合閘、三項過流保護、接地告警、分布式故障判斷等。高可靠性地區(qū)可采用該方案，主干線所有節(jié)點均配置自動化斷路器，通過對等光纖通信實現(xiàn)故障的快速就地切除、隔離和聯(lián)絡開關(guān)的備自投，實現(xiàn)配電網(wǎng)的秒級自愈控制。

3.2 闡述遠程故障點處理技術(shù)的運用

10KV配網(wǎng)通信的鋪設過程中存在一些問題急需解決，在一些較為偏遠的地區(qū)進行通信鋪設將會遇到更大的困難，要想實時監(jiān)測配網(wǎng)故障，可選擇裝設故障指示器，對線路故障進行定位，提高配網(wǎng)的可靠性。同時，還可將故障定位的主站、通信終端、故障指示器等有效結(jié)合，實現(xiàn)故障的可視化定位，為故障的處理提供便利。依照配置不同，遠程故障點的處理技術(shù)主要有以下幾種模式：單一故障指示器、故障指示器結(jié)合通信終端、故障定位的主站、指示器與通信終端三合一模式。在應用單一故障指示器時，存在以下問題：在故障指示器運行中，為保障輸電線路監(jiān)控的全面性，需要每隔一段距離裝設一個指示器，僅維護指示器的正常運轉(zhuǎn)，需要投入較多人力，與配網(wǎng)自動化要求不符。同時，普通故障指示器并沒有通信功能，無法向運維人員實時發(fā)送線路故障信息，運維人員需要巡視現(xiàn)場，才能確定故障點，故障維修時間延長。另外，普通故障指示器僅僅能夠檢測故障，并不能對線路運行狀態(tài)進行監(jiān)控，并且，普通的故障指示器是獨立設備，無法有效利用信息系統(tǒng)中的各類資源。因此，該類故障指示器逐漸被智能型故障指示器代替，為配網(wǎng)的自動化發(fā)展提供了推動力。智能型故障指示器，具有短路故障檢測、遠程控制、接地檢測等多種功能，在 10 kV 配網(wǎng)自動化運行中，一旦輸電線路出現(xiàn)故障，故障指示器能夠利用 GPRS 通信平臺，及時將故障信息傳遞到終端系統(tǒng)，線路運維人員能夠?qū)崟r掌握故障情況，并及時解決故障，有效保障配網(wǎng)的可靠運行。并且，智能型故障指示器應用中，外觀設計與結(jié)構(gòu)設計較為獨特，操作便利，即使線路處于運行狀態(tài)，也能夠安裝指示器。

4 結(jié)束語

通過上文的描述不難看出，配網(wǎng)自動化在電力行業(yè)發(fā)展過程中起到了不可或缺的作用，能夠有效提升配網(wǎng)的運行安全可靠性，還能提升電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。然而，在配網(wǎng)自動化過程中，即使對整個配網(wǎng)進行監(jiān)控，某些故障也很難避免。對此，加強 10 kV 配電網(wǎng)故障指示器、故障智能定位系統(tǒng)等的應用，快速發(fā)現(xiàn)故障、圈定故障區(qū)域，及時解決故障，實現(xiàn)故障的智能化控制，降低故障損失，對電力企業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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