东莞电力设计院 广东 东莞 523000
摘 要：配网的自动化系统能够有效提高配电网供电的质量，使配网处于安全、稳定、优质的运行状态，对10kV配网自动化系统的设计展开研究具有重要的现实意义。本文对城市配网自动化中存在的问题展开了调查，并对10kV配网自动化系统的设计进行了详细的介绍，为有关需要提供参考。
关键词：配网自动化；问题；设计
0 引言
随着我国社会经济的快速发展，人们的用电需求日益提高，对配网供电的质量及安全稳定也提出了更高的要求。但原有的配网运行维护方式难以满足人们日益增加的用电需求，加快对配网自动化建设的步伐势在必行。配网自动化系统是通过利用计算机、电子以及通信等手段，实现对配电网的监控和检测，从而对配电系统进行科学的管理，使配网能够安全、可靠、优质、经济、高效地运行。对此，笔者介绍了10kV配网自动化系统的设计。
1 配网自动化的功能目标
近些年来，比较完整且成熟的10kV配网自动化网络系统主要由配调自动化网SCADA、变电站集中控制中心SCC、馈线自动化系统（FA）、地理信息AM/FM/GIS系统，配电管理子系统、高级效应分析子系统（PAS）、其他综合类管理系统、接口系统等部分组成。
10kV配调调度监控和数据采集自动化网SCADA，主要实现配网实时监控和数据处理的功能。在配网监控技术实现方面，SCADA能够根据远传数据信息、值班保修电话、自诊断故障报告分析实现系统故障自诊断、故障定位、故障隔离、负荷转移、恢复供电和现场故障检修安排、检修操作票管理、事故报告存档、事故处理信息交换等。同时具备支持无人值班变电站的接口，实现依照功率因数、无功电流、电网电压值等实时参数，自动完成馈线保护的远方投切和闭环网络控制、定值远方切换、地理接线图与信息集成等功能。
馈线自动化（Feeder Automation）是配网馈线故障自动隔离和供电恢复系统。FA处于正常运行状态时，实现对馈线、各种变压器的电压、电流、功率（有功功率和无功功率）、功率因数、电能量等基本参数的远方测量，对电力设备运行状态实时在线远方监视，控制电容器的运行状态，对配电网进行均衡调配，减小电网线路损耗。在监测到馈线相间短路类型故障时，FA对故障区段自动识别辨识，并对故障区段进行断电隔离保护，同时恢复非故障区域用户的选择性供电。
高级效应分析子系统（PAS）对SCADA系统采集的运行数据进行分析计算，利用母线分析和电量计算分析，实现配电网设备联接和带电状态的网络拓扑；实现电网运行效率分析、电网调度、培训操作；利用母线负荷预测和馈线潮流计算，建立完整的实时配网状态估计网络，对电荷分配实施有效均衡配置；根据网络线路损耗、配变间负荷等参数，进行配电网络优化重构，对不同级别用户提供优质供电服务，平衡用户负荷；根据变电所和网络结构实施无功电压非优化控制。
2 城市配网自动化问题调查
（1）对配网自动化系统认识和定位不清楚，缺乏统一的合理规划，没有针对配电信息量大、信息面广的特点，忽视了对其他系统的相关数据利用和整合，造成配电系统的信息缺口很大，模型不完整，需求主体缺乏完整性和准确性，导致后期的应用实用化较差。
（2）馈线自动化和配电自动化混淆，对于局部区域配网自动化关注，缺乏城市配网自动化整体规划管理，对于故障处理和故障恢复功能要求片面化，投资者投入产出比不明显。
（3）配电自动化相应的技术政策、标准、规范性文件较少，与快速发展的电力需求存在缺口的现象，电力部门、企业、政府之间缺乏有效的规划部署和协调机制，电力应用效能有待提高。
3 配网自动化系统设计
3.1 设计原则
10kV配网自动化以县级城市电网的建设及改造为基础，以区域覆盖全部配电设备统筹考虑；以信息资源综合利用为主要手段；依托实施配网自动化多年实践中积累的经验和调查发现的问题，对配网自动化工作进行适时修改、补充和完善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实施配网自动化的目的在于提高供电系统的可靠性和稳定性，提高供电质量和服务质量，满足国民经济建设和普通用户日常生活需要，提高供配电企业的经济效益和管理水平。
3.2 配网线路和连接方式
10kV配电网络线路的构成有电缆和架空线路两种方式。为满足故障隔离、负荷转移和恢复对非故障用户的供电、提高供电可靠性的需要，配电网络除应有可靠的电源外，电缆网络多采用具有远方操作功能的环网开关。对于大多县乡地区10kV配网改造多采用无油化开关设备，包括断路器、负荷开关、分段器、重合分段器的架空网络方案，架空线路双电源手拉手供电是最基本的形式。常见的配电网接线方法有辐射、双射、单环、双环、#字形、平行直供、两供一备、4×6网络，在10kV配电网规划设计中多数采用环网结构或网络结构。
3.3 现有配网结构改造
通过对10kV配电网的改造，应逐步优化网状结构，降低电能损耗；使10kV配电网形成多个开环运行的单环网和“T”型以及“#”型网，每隔大约2500kVA（装建容量）对10kV线路进行分段，分段开关和线路联络开关应采用带电压互感器能电动分、合闸的负荷开关，装建容量在630kVA及以上的用户支线与公用线的T接点处应装设负荷开关。环网应以不同的变电站或同一变电站的不同母线作为电源点（在目前变电站少，分布不均匀的情况下，可暂时以开闭所作为电源点）。相邻变电站之间的10kV配电网络主干线，应形成单环行网络（开环运行）。以便在计划检修或事故处理下转供部分负荷，缩小停电范围。
3.4 建立主站和子站
配电主站DMS（Distribution Master Station）配电主站作为整个配网自动化系统的监控、管理中心。对于10kV配网状况，采用一体化主站系统，系统通过操作权限管理，可以确保调度、配网运行的安全性和可靠性。配电子站DS（Distribution Substation）是为分布主站功能、优化信息传输及系统结构层次、方便通信系统组网而设置的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理以及故障处理、通信监视等功能。
3.5 馈线自动化控制方式
（1）就地控制。变电所馈线断路器与具有就地控制功能的自动重合器和分段器配合，在线路发生故障时，按规定的程序完成对故障线路的隔离，恢复对非故障区段的供电。对故障区段以后部分人工/自动恢复供电，设备状态信息和有关数据可利用通道上送控制中心。
（2）控制中心远方集中控制。当故障发生后，现场的测控装置将现场的设备状态及故障信息送入控制中心，由控制中心进行故障定位，确定故障区段，自动或人工干预发出有关操作命令，隔离故障区段，恢复对非故障区段的供电。
（3）配电子站远方分布控制。可在变电所设置配电子站，由配电子站代替控制中心，实现对馈线的正常监测和故障时的定位、隔离和恢复供电。配电子站与上级控制中心通信，转发现场开关状态及数据信息并接收控制中心的命令。
3.6 负荷较重的区域方案
发生故障后，一部分线路作为重负荷区域，通常需要实施网络重构、负荷组合方案。因此在10kV配网自动化规划中，对于区域内负荷合理预算，制定合理的网络重构，实施规范的负荷转移，将有效避免故障造成大面积停电事故的发生。
4 配网通信方式
配电通信系统一般可以分为两个层次，分别为配电主站到配电子站（配电汇接站）通信网络，配电子站到配电终端设备的通信网络。其中，配电主站和配电子站（汇接站）的通信一般利用现有骨干光纤通信网；配电子站到配电终端的通信网络目前采用多种通信技术组合，包括光纤专网、无线专网、无线公网、中压配电线载波等。
5 结语
综上所述，10kV配网自动化系统的建设对满足人们日益增加的用电需求，提高配网供电的质量具有重要的现实意义。因此，相关研究人员要对配网自动化系统的设计进行深入的研究，分析配网自动化建设中存在的问题，并进行解决；同时还要利用先进的计算机技术、通信和信息技术，不断优化配网自动化系统的设计，从而促进配网自动化建设的发展，为配电网安全高效运行提供技术保证。
参考文献
[1]欧阳鹏.10kV配网自动化系统建设与设计[J].工业设计.2015（07）
[2]许均锡.浅谈10kV配网的自动化设计[J].科技与创新.2014（24）
论文作者:王旭辉
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/18
标签：故障论文; 负荷论文; 自动化系统论文; 网络论文; 区段论文; 线路论文; 馈线论文; 《电力技术》2016年第7期论文;