(国网晋中供电公司城区供电中心 山西晋中 030600)
摘要：随着我国科学技术水平的不断提高，电力系统在我国国民经济建设中发挥着不可替代性的作用。在用电全面普及的今天，随着国民生产生活的用电需求不断增长，对用电的安全性和稳定性提出了更高的要求。目前，我国主要是以集中式发电站为国民提供用电，而输电架设的电缆建设重点是10KV的配网电缆建设上，它作为输电的关键部分，在整个电网中的重要性不言而喻，对国民用电安全、稳定发挥着重要作用。所以，要重视10kv电网自动化系统的设计与实施，本文根据自身工作经验结合广泛的社会调查研究，就10kv电网自动化系统的设计与应用展开了相关探讨，望能提供借鉴。
关键词：10kv配网；自动化系统；控制技术
引言
长期以来,中国电力的主要矛盾是电力的生产跟不上需求,电力缺口一直较大。因此,前些年中国电力投资的重点是发电厂及输电网的建设,经过10多年的大投入,电力需求己在近期能够满足。当前的主要矛盾出现在配电环节,由于过去对配电系统投入较少,导致配电网结构不合理。绝大多数城市基本上都是辐射型单端供电,一旦线路故障只能整回线路切除,导致大片区域停电。设备技术性能落后,现在未改造的配电网几乎没有任何自动化可言,一旦出现事故只能依靠保护跳闸或配电变压器的熔断器断电或是人工拉闸,然后再靠人工查明故障点,往往是一点小故障导致一片区域长时间停电。这些严重影响了人民生活和经济建设的发展。
1配电网自动化系统的构成
随着我国经济的快速发展,配电网的薄弱环节显得尤为突出。为了解决这一矛盾,国家正在进行大规模电网改造,首先是加强对城市配电网络结构的改造;其次是通过实现配电系统自动化来大幅度提高配电系统的运行管理水平。配电网自动化是一种集成化自动化系统,其应用范围以10kV干线、馈线自动化为主,能够实时监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行,达到提高供电可靠性、改善电能质量和提高运行管理效率的目标。完整的配网自动化系统包含了两个主要环节:配电网络、远动系统。
1.1配电网络
受地域与经济发展因素的影响,我国的配电网在管理上划分为城市电网与农村电网,城市电网以电缆网方式为主,农村电网以架空线方式为主。配电网的供电方式由电源点、线路开关设备、网架(线路联结)三部分决定。电源点、网架的不同方式组合,架构了多种多样的供电方式,如单电源辐射状供电、双(多)电源互备供电、双(多)电源环网供电、网格状供电等,而线路开关设备如环网柜、重合器、分段器、断路器、负荷开关等提供了功能各异的供电配合方案。城市电缆网多采用环网柜(配负荷开关、断路器等)作为配电线路主设备,农电架空线网多采用重合器、分段器、断路器、负荷开关等作为配电线路主设备。对一般的城区和农村,采用双电源环网供电,完全能满足用户的供电可靠性要求。
1.2远动系统
配电自动化系统的远动主要实现FTU(FeederTerminalU nit馈线远方终端)对线路开关、配电变压器的监控。远动系统及设备的可靠性功能主要包括保护动作、环网控制、远方控制、就地手动等四方面。配电自动化远动系统的主要问题是线路电源(操作电源)和传输规约,设计适用于户外环境的、可靠的不间断电源是实现配电自动化的一个难题。IEC己经颁布了IEC60870-5-101基本远动任务配套标准,在我国根据这个标准己经出版了电力行业标准(DL/T634-1997基本远动任务配套标准,下文简称101规约),目前,101规约己经得到了一定程度的应用。
210kV配电网自动化系统的控制技术
2.1主站集中式自动化控制技术
配电自动化一般由配电终端、配电主站和配电子站三个主要组成部分。主站监控下的集中式自动化是指仅靠主站对馈线故障实行的紧急控制。
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作为10kV配电网的控制中心，配电主站通过现代通信技术对配电网的数据进行采集、整理、分析、检测与控制，实现配电高级应用。地理信息系统为配电网设备、图资管理的实现提供了平台，而配电、配电高级应用和地理信息系统的一体化很大程度的强化了配电主站的功能，从而使集中式馈线自动化控制实现配电网保护、监控、管理与维护工作的全方位、自动化运行。
2.2重合器方式的就地式自动化控制技术
重合器的自动化主要有这两种实现途径：重合器与电压—时间型和重合器与过流脉冲计数型，通过与分段器的配合实现对线路故障位置的确定和隔离。重合器与电压—时间型配合分段器方式的自动化一般采用的方式为电压—延时，在没有故障的情况下，分段点的开关应该是合闸的。
当线路中有故障发生或是因为停电而造成线路出现失压现象时，开关就会变为分闸状态，当首次重合后，线路将分段投入，等到达发生故障的线路段后会再次发生跳闸，从而将故障电压传递给故障线路段周围的开关，使其在受到感应后及时进行闭锁。
站内断电器第二次合闸后，故障段将通过闭锁被隔离，线路的非故障段恢复正常供电。位于联络点位置的开关在其两端的电压均为正常状态时始终处于开闸状态，但若有一侧的电源出于某种原因表现出失压现象，开关就会做出相应的反应，随即延时并开始进入对故障的辨识状态。
310kv配电网自动化系统的应用
3.1传递数据，实施监测
配电网的自动化系统的应用，通过计算机通讯技术对各类数据进行采集、整理并传输，通过对这些数据的整理传输，有利于对整个10kv配电网的监测，为配电网提供数据传输，进而有利于促进配电网自动化发展，达到对配电网的监控作用，为配电网自动化的安全运行提供保障。
3.2对配电网的故障进行检测
配电网的监控有利于及时了解配电网的线路运行情况，通过自动化终端控制对配电网进行检测，有利于及时发现用电传输线路的故障，并及时反馈到控制系统总部，进而方便工作人员及时发现问题，并及时解决。此外，配电网自动化系统可以及时的整理客户的投诉信息，并根据系统所提供的相关通讯装备，进行断电自动化管理系统诊断，这样也有利于对配电网配电容器的实时监测，并对电容器进行投切的控制，进而将故障路段有效隔离，些有利于通知电网工作人员对故障点及时维修、恢复，维护整个配电网电路的安全、平稳运行。
3.3促进配电网的高效运行
在整个配电网的自动化系统中，地理信息技术业应用于其中，在地理信息的收集整理和传输上发挥着重要作用。利用GIS技术对变电装置、用户的环境进行定位和环境特点信息的收集，这有利于有效的配合配电的设备来优化分析各种数据信息，进而促进配电网自动化系统中的各类工作。此外，配电网自动化系统设计要结合整个电网特点让其实现对其它工作的自动化管理。比如，可以根据GIS技术收集的相关数据信息进行整理后，形成一套科学、合理的配电网工作方案，在其指导下实现配电网自动化的高效工作，提高服务水平。
结语
10kV配电网作为电力供应的主要支撑，其建设运行的稳定性、安全性及规划的合理性关系到整个城市的经济发展，也关系到我国电力事业的可持续。基于目前10kV配电网系统中存在的问题，恰当选用相关技术性措施可有效提高配电网运行能力。
参考文献:
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[3]薛一鸣.10kV配网馈线自动化系统控制技术分析[J].机电信息,2014,(36).
论文作者:赵冰杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
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