10kV配网自动化建设的规划与设计分析

10kV配网自动化建设的规划与设计分析

周虎鸣

国网浙江省电力有限公司松阳县供电公司 浙江丽水 323400

摘要：随着城市化进程的推进以及供电需求的不断增长，配网规模持续扩张并且趋于复杂化，10kV配网作为配网电力系统中的中坚力量，其作用越来越突出。同时，在自动化改造工程的推动下，自动化技术越来越多地应用到配网的设计与施工当中，有效提升事故检修的水平与效率，保障10kV配网运行的稳定性及安全性。因此，为进一步推进10kV配网自动化系统的建设，探讨相关施工要点与配网运行优化研究具有深远的现实意义。

关键词：10kV；配网自动化建设；规划；设计

一、配网自动化系统组成

配网的自动化系统主要集成电网的实时信息、离线信息、用户信息、结构参数及地理信息，实现对配网的自动化检测、保护、控制与管理。包括配电自动化主站层、子站层、通信层以及终端层。其中主站层配备SCADA、GIS等高级应用系统，可通过远方终端装置采集配网的实时运行数据，并根据数据处理结果判断配网运行状态。子站层主要包括配网中各类监控设备与传感器的控制系统，以及各个线路的开关管理系统。通信层由各类通信协议与通信设备组成，其中包括光纤、电力线等有线通信方式以及GPRS、ZigBee等无线通信方式。主站层、子站层与终端层之间均通过通信层交换设备状态、故障情况、控制命令等信息。子站作为中间层直接将各类从终端监测数据传输至主站，有效减少主站的信息通路，提升数据信息的传输速率。终端层为配电站内安装的对环网柜、变压器、柱上开关等一次与二次设备进行监测控制的设备，具备实时上传设备信息、监控设备运行状态等功能。通过配网自动化系统四层之间的协调工作，在故障时还可实现故障区段定位隔离，及时恢复非故障区段供电等功能，有效保障配网的稳定运行。

二、分析10kV配电网络的发展现状

纵观全中国的配网运行发展，我国已经基本实现了自动化的网络运行，并且县级的10kV配电网络也已经引进了一些先进的技术，与电气设备实现了较为有效的结合，无论是配网拦截还是通信技术等。也正是因为如此，县级10kV电网在运行的过程中，性能的发挥也变得更加明显，电网的操作变得更加流畅，实时监测情况也更加准确，整体都迈入了自动化的发展进程中。总的来说，配网实施自动化管理的主要目的是为了提高用电的质量和效率，并以此为基准点，满足电脑用户的多样化需求。而这一目标的完成，就需要实现自动化建设的有效规划，实现资源的合理配置与优化利用。然而，值得注意的是，在当下的县级配网运行中，10kV配电作为基础的运行系统，其自身的结构较为复杂，并且也牵涉各个部门的管理工作，所以，也会产生相应的数据流。

三、分析10kV配网自动化建设规划和设计工作

（一）要确定规划原则

通过建立起10kV配网自动化，能够保证其配网结构合理化得到实现，因此在实际进行规划的过程中，如何对配网进行合理地分布以及架构是作为一项基本的内容，要想使其配网自动化的技术得到持续稳定的发展，必须要做好前面的工作，在实际进行规划的过程中，要对建设的规则作出充分的了解，并且与之相关的配网建设法律也要持续完善，并且将其相关的法律内容落实到实际中，在项目进行建设前，要做好实地考察的工作，规划设计内容要和当地的实际情况相互结合，同时在对配网自动化技术进行持续推广的过程中，要选择科学合理地主干道建设方式，这点也是十分重要的，通常情况下，所使用的都是环网接线的方式，这样线路在进行实际传导的过程中将会感受到相互匹配的导线以及电力的设备。在此之外，对于线路进行实际安装的过程中，要严格遵守着相关原则进行，在进行分段施工前，还要对线路的位置以及影响因素做出综合的分析，这样才能选择更加合理地配电设备，同时还要充分考虑设备利用的信息情况，这样在实际进行操作的过程中才能更加方便。

（二）通信系统的建设

通信系统是配网自动化实现的基础，没有良好的通信网络，远方终端的各类数据都无法实时上传到子站及主站，对配网地实时监测也无法实现。因此，在10kV自动化配网工程规划阶段，应将通信系统的设计作为规范重点部分。根据施工现场的通信设备、环境地形情况，应合理选择通信方式，确保终端的各类信息能够上传至主站、子站，同时主站、子站的控制命令也能够可靠传输。目前，主流的配网自动化通信方式有光纤通信、GPRS通信等。光纤通信采用光缆线路传输数据，可靠稳定，但建设成本高、后期维护困难；GPRS通信通过无线基站传输数据，能够突破地形限制，方便快捷，但稳定性欠佳。考虑到配网通信应以稳定为主，因此，在通信系统的设计中应以光纤通信为主，GPRS通信为辅。在通信网络的建设中，考虑到安全性的问题，还需要在公网以及专网中进行选择，同时也要考虑对于其他运营商通信设备的电磁影响。

（三）自动重合分段器

以县级的10kV配网运行为例，电闸的开关大多都是依靠人工操作来完成的，只有部分电站采用声控的方法进行调整，或者是采用感应的模式，这一操作的主要目的是为了让电闸的开关控制体现出人性化的特点。在这种情况下，设计人员就可以利用自动重合分段器，让电网的控制管理能够向着科学化的方向运行，节省人力资源和物力资源。在县级变电站中，要利用自动重合闸，对电闸进行有效控制，实现对电压的即时检测，启动延时输电程序，同时，还可以及时把线路断开，避免出现安全问题，提高电流传输的稳定性。

（四）直属子站是属于实时监控

在电力配网自动化中，所关注的主要为电力设备是否可以正常运转，这点对于电力系统来说是十分关键的，为了能够让电力机械设备保持稳定的运转，在实际进行应用的过程中，可以通过直属子站对其进行相应的监控，如果网络相对比较好，那么电子设备能够正常稳定的运作，这时直属子站也会变成为维护场。此外还要对工作技术进行合理的安排，倒班以及夜班制度必须要合理地进行安排，同时要及时查看电网设备中是否有零部件需要进行更换，电网实际运行的过程中，可以跟进现场的情况合理进行操作，这样可以更好地完成对电网设备进行及时检查，还有一个较为重要的内容，就是要对电网设备进行定期检查，电网设备是否保持良好的运行状态，及时对设备进行优化和更新是十分关键的，这样才能让数据的可靠性得到全面提升。在此之外，要将所得到的数据作出整合分析，将其绘制成为表格，结合数据的信息合理地撰写工作报告，使其工作内容更加的科学以及有效。

（五）加强配网安全保护

自动化配网的稳定运行直接关系到工民用电安全，对于自动化配网的保护应主要包括设备保护、通信保护以及数据保护三方面。由于配网线路所处环境比较特殊，因此需要防止环境因素对配网可能造成的伤害，架空线路要考虑到雷击、暴风、雨雪、污秽等因素的影响，电缆线路需要考虑腐蚀、地震等因素的影响。通信保护是采取网络防护、抗电磁干扰等技术措施对通信系统、通信装置进行保护，防止网络攻击，保障通信线路的运行稳定，数据的稳定收发。配网各类运行数据均属于企业保密数据，对于数据的保护应从软件与硬件两方面着手，软件方面采取应建立防火墙、应用加密算法等措施，硬件方面应将数据服务器安置在安全区域，并采取防护措施对服务器进行保护。

四、结论

总的来说，持续性推动10kV配电网自动化建设的发展，是符合我国电力建设潮流的应有之策，也是实现区域信息资源共享的有效措施。本文从通信系统的规划、配网中心站的设计、环网形式等角度论述了10kV配电网设计的方法，整体上符合当下乡镇发展的基本情况，也尊重了区域的经济实际，具有理论上的合理性与实践上的可行性，能够作为设计人员的参考依据。但不可否认的是，我国区域和区域之间的发展差距是较为明显的，所以，配电网自动化建设的进程也有所区别，仍有一些问题亟待改善。

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