基于供电可靠性探析10kV自动化配网的设计和应用

刘伟坚

摘要：城市配网系统在城市建设的过程中发挥着重要的作用。配网自动化技术对配电系统的工作效率和质量有着极大的影响，良好的自动化配电技术能够提高电网整体的运行效率，为用户提供安全稳定的电力。文章从供电稳定性和可靠性的角度出发，对10kV自动化配网的设计和应用提出了相关的建议。

关键词：供电可靠性；10kV自动化配网；城市配网系统；配网自动化；供电网络 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）22-0011-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.006

工业生产规模的不断扩大以及社会经济水平的不断提升使得全社会的用电需求量也在相应的上升，与此同时，对供电网络的安全性、稳定性和可靠性也提出了更高的要求。配网的自动化技术是确保配电系统运行效率和质量的关键环节，因此也是当前相关电力研究人员重点研究的方向。本文以10kV电网为例，分析了配网自动化技术的设计和应用方式。

1 配网自动化的相关概念

所谓的配网自动化是指综合了计算机技术、信息技术、自动化控制技术、电子技术、数字技术等现代化科学技术电网运行模式，它能够实现对配电网的在线与离线管理，提高电网运行的安全性、稳定性和效率。配电网的自动化管理具体包括的内容有变电站的自动化、设备调度自动化、管理自动化等部分。应用配电网自动化技术不仅能够实现对配电网的自动化管理，还为促进配电网向智能化管理发展奠定了良好的基础，并提高了电网整体的运行效率和稳定，为用户提供更高质量的电能，减少了电网维修的频率和成本，能够为电力企业带来更好的经济效益，因此在近年来配电网的自动化管理技术受到了人们广泛的关注。

2 当前配电系统存在的主要问题

2.1 供电设备老化严重

当前我国使用的供电设备都已经有了较长的使用时间，很多设备都出现了严重的老化问题，其中一些使用频率较高的设备，如变压器、高压开关、电缆等设备的老化程度尤为严重。甚至还存在设备已经到了使用年限，但还在进行使用的现象。这给配电网的运行带来了极大的安全隐患。

2.2 配电网设计思想落后

我国的配电网设计理念严重落后于世界先进水平：首先，在设计规划上缺乏整体的规划理念，配电的结构单一，布局不科学；其次，许多低压配电网仍然采用0.4kV的低压母排并联的方式进行电网的连接，电源的切换过程十分复杂繁琐，无法确保供电的稳定性；最后，大多数备用电源的用量不到主供电源的一半，无法切实地起到应急的作用，甚至部分地区还在采用10kV和0.4kV架空线供电的方式，极大地限制了供电效率的

提高。

2.3 建设资金不足

我国在配电线路设计思想上的落后决定了我国对配电系统建设更新的重视不足，因此在配电系统的建设中往往存在资金不足的现象，配电网的建设质量也无法得到有效的提高。

3 10kV自动化配网的设计和应用

3.1 切投控制

要实现对配电网的自动化控制，不仅需要设计科学有效的控制计划和方案，还需要采取一定的线路补偿措施对电网中的有功和无功功率进行补偿，只有这样才能切实的保障配电网的安全稳定性。需要对配电网的相关参数进行一定的检测，若检测发现实际的控制投切参数与设计方案中的参数有出入，安装在配电网中的补偿器就会收到自动化控制系统发出的信号，执行切除的任务，从而对故障进行自动的检测和排除，维持系统的正常稳定运行。若没有检测到数据的异常，补偿器会收到控制系统的投入命令，并开始进入下一项工作。通过这样的检测过程，系统的安全性就有了更好的保障。当系统中的无功功率出现小于0的现象时，就说明系统中出现了无功反送的问题，这是由于过度补偿所产生的，这时需要及时地启动已经处于投入状态的电容器，消除过度补偿的问题。

3.2 通信协议

通信协议在配电网中的作用主要是对控制器以及控制系统进行一定的管理和规范，因此，设计好通信协议也是十分重要的。在通信协议中应当包括对各种数据的详细说明，并能够及时地传输给控制系统，确保信号表述的清晰和准确，防止出现系统操作失误的现象。上位机与下位机之间信号传输的方式主要包括以下三种：首先，对系统投切的合理控制，也就是说在下位机接受到由上位机发出的指令和信号后，能够准确及时地启动投切动作。只有当数据包含了一定的状态信息时，才能确保信息传输、应用、反馈时的准确性与时效性；其次，对数据包的连续确认。当上位机发出三次指令后，若控制器仍没有做出任何响应，就说明系统发生了故障，信号无法被有效地传输出去。若检测结果显示系统处于正常状态，就排除了系统故障的可能，上位机做出的指令就能够得到及时的反馈，通信过程能够顺利展开；最后，参数回复。电容器的运行状态是能够被控制器实时监控的，并且控制器能够根据电容器的运行状况下发相应的操作指令，控制下位机进行投切。与此同时，下位机需要将自身的运行参数及时地反馈给上位机。通信协议的设计应当保障通信网络与配电线路的有效结合，当前在最常用的通信网络结构为EPON系统。EPON系统的具体结构如图1所示：

4 10kV自动配网的应用分析

4.1 数据采集与监控系统

在配电网的自动化管理系统中，数据的采集和监控是一个重要的环节。具体的工作内容是对电网运行中的各种相关数据进行收集，并做好整理和分析的工作。在配电网的运行过程中，要对其运行状态进行全面的监管，对各种运行的数据进行及时的记录，从而为配电网今后的管理提供良好的参考。

4.2 故障诊断与断电管理系统

故障诊断和断电管理系统是根据用户的通信状况以及用户的信息反馈，对配电网的运行状态进行全面的检查和诊断，并对电容器的切投进行控制，确保系统中的故障能够得到及时的解决，防止故障的进一步恶化，造成更加严重的损失。此外，故障诊断和断电管理还能让检修人员在最短的时间内了解更多故障发展的状况，从而制定合理的应对措施，并将相关的数据进行记录，提高日后故障检修的效率。

4.3 地理信息系统

地理信息系统也是配电网自动化系统中不可缺少的组成部分。地理信息系统中的信息主要是通过变电站、变压器、用户等将获取的地理信息传送到管理系统中，并通过配电系统中的设备管理机制，对获取的信息进行整合与分析，从而为配电网的自动化管理提供必要的数据和信息支持。有了地理信息作为支撑后，配电网自动化管理系统不仅能够完成常规的任务，还能实现对营业系统电费的管理、电气设备负载的管理，并能够根据实际需求，形成科学合理的供电方案，从整体上提高配电网的工作质量和效率。

4.4 故障投诉电话

许多的配电网中都设置了相应的故障投诉电话。设置故障投诉电话的主要目的就是能够为用户提供信息反馈的渠道，从而及时的了解电网的运行状况，对出现的故障进行及时的检修，弥补自动控制系统中信息采集的缺陷，提高配电网的性能。将信息采集系统与数据分析以及监控系统进行结合使用，并加入无线通信技术能够为用户提供更高质量的服务，对电网的调度和管理也将更高效合理。此外，故障投诉电话的设置还能提高故障定位的准确性，从而加强维修的效果。配电网自动化管理系统中的模块是采用相互独立的设计方式，但又彼此联系，确保了整体的功能，并能够促进配电网自动化的进一步发展。

5 10kV配网的软件设计及应用

10kV配网的自动化控制系统软件主要分为两个部分，分别是监控系统和数据库。监控系统包括后台监控程序、人机界面、协议转换程序等部分。监控软件主要使用微软公司研发的Windows XP Professional操作系统下的软件，后台控制软件则使用InControl软件。InControl属于多任务操作软件的一种，且具有较高的实时性。与一般的PLC软件相比，InControl具有更高的开放性和伸缩性，它能够提供三种编程语言，并且对各国的编程语言都有较高的兼容性。自从InControl软件在配电网自动化控制系统中得到应用以来，系统的故障处理和恢复效率就得到了明显的提高，并且能够处理的故障类型也更加多样化。InControl采用的是图文结合的控制方式，其中又分为中压配电环网、低压系统开关、警告信号等几个部分，能够直观清晰地反映出系统的运行状态，显示出电压、电流等相关的参数。数据库的部分则包括报表、警告信号、参数运行曲线等内容。利用数据库可以对任何设备在任何时间产生的历史数据进行随时的查询，从而极大地方便了管理人员的查询。根据历史的数据信息还能够生成数据曲线，对系统的运行趋势进行预测和分析。

6 结语

配电网的自动化控制系统对于提高电网的运行质量和效率有着显著的促进作用。在配电网自动化控制系统构建的过程中，要根据供电网自身的实际情况以及对供电的要求，制定最合理优化的方案。相关部门和人员要重视对配电网的自动化建设，提高10kV配电网的安全有效运行。

参考文献

[1]王新宇.10kV自动化配网的设计及应用[J].自动化应

用，2011，（4）.

[2]张亮.浅谈10kV自动化配网的设计与应用[J].中国科

技博览，2012，（4）.

（责任编辑：黄银芳）