10 kV环网配电线路的自动化改造

10 kV环网配电线路的自动化改造

薛瑞昌

国网山西省电力公司介休市供电公司 山西 介休 032000

摘要：基于配电线路自动化的概念，合理分析配电线路自动化配置原则，并从10 kV环网配电线路场站及终端设备自动化改造、电缆化线路自动化通信改造方案2方面介绍10 kV环网配电线路的自动化改造方案，其中10 kV环网配电线路场站及终端设备自动化改造主要包括变电站及开闭所、环网柜、环网柜与DTU接口、电缆沟道监测等方面；电缆化线路自动化通信改造方案中介绍了复合光缆通信改造方案和电力载波通信改造方案2种自动化通信改造方案。

关键词：环网配电线路；配电网自动化；自动化改造；10kV配电网

随着经济的发展，现代化建设的发展也日新月异。探析10kV配电线路自动化系统功能，在数据采集层面，该系统可支持配电子站与环网柜监测装置的应用，使之具备数据通信、处理、交换等功能。在实时监控与操作层面，该系统的故障恢复策略，具有智能及灵活特点，可提供多样化的恢复方案，有效辅助人工操作，并规避直接控制问题，对多点故障进行处理。在电缆化线路层面，该系统可设置特定功能。

1 传统10KV环网配电线路系统运行模式的概述

根据对我国传统配电网络线路的研究可以发现，在实际的10kv环网配电线路系统运行模式通常是采用了“架空线路集中智能”的方式进行有关电力网络配电线路运行的装配操作。“架空线路集中智能”这一智能系统模式通常情况下是指在实际的配电网络线路架设环节通过在运行现场的FTU设备将实际的故障信息发送给系统监控的主站点，并由主站点根据电网中实际的运行情况进行结构的拓扑，从而针对该系统中可能存在的故障进行定位，并通过隔离的方式保障剩余正常电路的顺利进行。与此同时，主站点会通过根据线路实际的计算充分的考量实际运行中的电网损伤情况和负载问题，继而作出对于配电线路影响情况最小的处理模式。

2 配置原则

在10kV配电线路自动化系统运行中，探析常见的电缆故障，应包括电缆馈线故障、沟道敷设电缆故障、直埋电缆外力破坏事故、用户侧故障等。在配电网中，主要故障类型为用户侧故障，如过电流、过负荷等。依据电缆化配电网故障特点，相应的自动化配置及功能，需要进行科学设置及调整，使之满足实际应用需求。探析配网自动化的主要目标，就是保证配电网具备正常的运行监测、调度控制、生产管理等功能，相应的配置及功能也应以此为依据。对于用户侧设备而言，应具备实时监测、信息准确上报等功能。对于系统而言，应具备故障用户线路判断、故障区段判断等功能，进而采取便捷可靠方式进行故障排除，切实保证供电质量。

3 缆化线路自动化通信方案

3.1 复合光缆通信方案

城市配电网电缆化进程不断加快，诸多自动化系统趋于完善。针对10kV配电电缆网自动化系统，应进行通信通道改造。在电缆化改造工程中，对于架空光缆及电缆，应采用沟道敷设形式进行改造作业。究其原因，就在于该方式可靠性高且便于维护。在220kV电缆工程改造中，采用了复合光缆产品，其造价成本较低，可将之推广到10kV电缆改造中。由此，在配电电缆网自动化系统中，该系统的通信组织更为便捷可靠，并保证造价低廉。探析光纤自愈环网类型，应包括单环网及双环网。在理论上，相较于单环网，双环网的可靠性更高，但设备造价较高，且多占用一倍的光纤资源。在配电子站与DTU/FTU之间，其通信方式，应采用光纤自愈环网方式，其接口RS-232/458、速率600～19200bit/s、通信规约IEC60870-5-101。在配电子站及DTU/FTU中，应配备自愈型光Modem,并保证每个光纤Modem具有4个以上RS-232/458端口，其中一个用于集结DTU/FTU信息，而其余端口可用于温度监测。由此，一旦光环出现断点，相关信息就可传至配电子站，进而提升系统可靠性。

3.2 载波通信方案

借助电力电缆屏蔽层，载波通信可进行数据传输，并不需要敷设通信电缆，也不需要构建无线数据传输系统。由此，在配电自动化通信改造中，载波通信方案成为可选方案之一。在城市配电电缆网络中，探析常用的环网供电方式，即为“手拉手”方式。探析中压“手拉手”环网结构，就是将电力电缆分成多段，使之组成环网链结构。无论是在电缆分段处，还是在电缆分支箱处，都需要对电缆屏蔽层进行接地处理。由此，对于电缆屏蔽层载波通信而言，若要跨越电缆分段处及电缆分支箱处，就要面临“信号接地短路”问题，将严重影响配电自动化数据的传输质量。通常情况下，相应的技术方案，可分为两种，其一为载波组网通信，可利用电力电缆屏蔽层高频网桥实现，其二为分级组网，可利用载波中继技术实现。

3.3 线损分析

在电网企业的管理中，线损管理一直存在诸多问题，而10kV环网的线损管理也存在一个难题。随着电网建设的步伐不断加快，电网线路的联络点也越来越多。在复杂的电网线路中，有很多的联络点没有安装计量的电度表。这直接造成了电能损耗无法准确计算，只能通过估算的方面来对电能线损进行大致的测算。这种情况下，给电网企业的经营造成了一定难度。10kV配电线路环网中线损问题，可以通过以下几个方面来进行线损管理：第一，加强技术措施的应用。为了方便对线损进行管理工作，可以建设和完善负荷管理系统，运用通讯技术、计算机技术、自动控制技术对电力负荷进行监控。第二，在10kV环网中的联络点安装计量电度表，通过安装电度表，能够准确计算出环网线路中电量的损耗，给电力有关部门对电损的统计和稽查提供准确的依据。第三，重视线路的统计和复核工作。虽然现在的仪器仪表可以很好地对线损进行监测，但线损的管理也需要依靠工作人员对相关信息的收集、复核、分析，及时发现电能损耗原因，降低电能的线损。

3.4 环网柜与DTU接口

在环网柜开关中，应增设电动操作机构，而操作电源选择，可为DC24V等。对于自动化设备，环网柜应预留安装位置，以便于DTU及PT的安装作业。在环网柜进出线侧，可增设环氧树脂干式PT及裙带熔断器，作为电源及测量使用。探析PT装置的电源输出为AC220V、视在功率800VA、测量输出AC100V。在PT装置安装中，应采用封闭安装形式，切实保证运行安全，并促进维护操作。在环网柜自动化改造中，应在停电后执行加装电池操作，并保证电池容量符合时间要求。对于每个环网柜开关，应提供位置及接地刀辅助接点。对于负荷开关，所配套的熔断器，应提供辅助接点。对于每条进出线，应增设两相保护CT，并保证精度为2～5级。在环网柜与DTU安装时，应做好接地工作，并保证接地电阻小于10Ω。

4 结语

在配电网电缆线路改造中，有关部门应加强自动化系统建设，为配电网生产管理服务，解决城乡电网弱电问题。架空线路改造试验应设置远程工作站，使相关人员能及时掌握电缆运行情况。当电缆配电网达到阶段性效果时，应将远程工作站升级为具有管理和调度功能的集中控制站。其运行方式与开闭式集中控制站相似，能有效地调度和管理环网出库。

参考文献：

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