謝麗平

10 kV配網(wǎng)自動化的發(fā)展與應(yīng)用

謝麗平

（廣東順德電力設(shè)計院有限公司，廣東 佛山 528000）

10 kV配電作為中國當(dāng)前電力系統(tǒng)的核心，其自動化發(fā)展能夠提高供電的可靠性與質(zhì)量，縮短事故處理的時間，減小停電的發(fā)生概率與范圍，提高配電系統(tǒng)的經(jīng)濟性，降低運維成本，最大限度增強電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，為用戶提供優(yōu)良服務(wù)。然而在10 kV配電網(wǎng)運行中，因部分技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致配電系統(tǒng)常發(fā)生故障，電網(wǎng)的可靠運行受到影響。對此，對10 kV配網(wǎng)自動化的發(fā)展與應(yīng)用展開分析。

10 kV配網(wǎng)；短路故障；故障指示器；智能分布

配電網(wǎng)的安全運行是供電單位的根本，在配電網(wǎng)自動化過程中，供電質(zhì)量的提高是必然趨勢。換言之，在10 kV配網(wǎng)運行中，引進(jìn)自動化技術(shù)，將為中國電網(wǎng)改革提供強有力的推動作用，對電能質(zhì)量控制更嚴(yán)格，降低電壓波動，有效降低電網(wǎng)事故的發(fā)生概率。正常情況下，10 kV配網(wǎng)的自動化能夠?qū)﹄姎鈪?shù)、設(shè)備狀態(tài)、配網(wǎng)運行方式等遠(yuǎn)程控制，如果線路發(fā)生短路故障，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠及時定位故障、切除故障點、隔離故障段、恢復(fù)非故障區(qū)的供電。為快速恢復(fù)短路故障，加強故障智能定位系統(tǒng)的應(yīng)用，具有重要意義。

1 配網(wǎng)自動化發(fā)展歷程

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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，實際上，早在20世紀(jì)90年代，中國電網(wǎng)研究學(xué)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(fù)荷開關(guān)）；③重合切除故障+聯(lián)絡(luò)備自投（自動化負(fù)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 配網(wǎng)自動化概念及系統(tǒng)構(gòu)成

配網(wǎng)自動化是運用計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)及新的高性能的配電設(shè)備等技術(shù)手段，對配電網(wǎng)進(jìn)行離線與在線的智能化監(jiān)控管理，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(shè)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(shè)備的穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。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(hù)，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，如圖1所示。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(wù)主站系統(tǒng)；接入層接入各配網(wǎng)業(yè)務(wù)終端的數(shù)據(jù)，并將其傳送至骨干層。

3 10 kV配電網(wǎng)故障智能定位系統(tǒng)應(yīng)用

在10 kV配電網(wǎng)運行中，仍然會產(chǎn)生各類故障，尤其是短路故障，通過實驗調(diào)查的結(jié)果得知，在中國的10 kV配電網(wǎng)運行中，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(yīng)用，具有重要作用。以下對常用的故障定位系統(tǒng)展開探討。

3.1 主站集中控制系統(tǒng)的應(yīng)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(jìn)行控制，一旦發(fā)生故障，能夠及時對故障進(jìn)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(yīng)用，主要對配電終端進(jìn)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(jìn)行保護(hù)，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(yīng)開關(guān)將故障隔離到最小區(qū)段，并通過轉(zhuǎn)供恢復(fù)區(qū)段外供電。

3.2 智能分布式故障定位系統(tǒng)的應(yīng)用

智能分布式故障定位系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是對配網(wǎng)各終端進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)直接將故障信息發(fā)送到主站，并對終端信息進(jìn)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(yīng)用中，因為其配置相應(yīng)的保護(hù)裝置，如重合閘、三項過流保護(hù)、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(luò)開關(guān)的備自投，實現(xiàn)配電網(wǎng)的秒級自愈控制。

3.3 遠(yuǎn)程故障點處理技術(shù)的應(yīng)用

在10 kV配網(wǎng)進(jìn)行通信鋪設(shè)中，對于偏遠(yuǎn)線路，鋪設(shè)工程困難，對此，為實現(xiàn)對故障的實時檢測，可選擇裝設(shè)故障指示器，對線路故障進(jìn)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(yuǎn)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(yīng)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(shè)一個指示器，僅維護(hù)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(jìn)行監(jiān)控，并且，普通的故障指示器是獨立設(shè)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(yuǎn)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(yīng)用中，外觀設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)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[3]。

4 結(jié)束語

總而言之，在10 kV配網(wǎng)自動化發(fā)展過程中，配網(wǎng)自動化發(fā)揮了重要作用，提高了配網(wǎng)可靠性，增強了電力企業(yè)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(jìn)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(yīng)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。

［1］梁杰華.淺談10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)及故障處理［J］.科技風(fēng)，2015（9）：46.

［2］袁禾.10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)常見故障處理分析［J］.通訊世界，2016（19）：175-176.

［3］劉潔.淺談10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)及故障處理［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2017（17）：143.

［4］鐘志強.10 kV配網(wǎng)自動化設(shè)計和施工問題分析［J］.中國高新區(qū)，2017（14）：99.

［5］秦海軍.10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中存在的故障以及處理研究［J］.大科技，2017（24）：107.

TM715

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.065

2095－6835（2019）15－0156－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕