10kV配电网结构优化及配电网自动化探讨

黄铭灏

摘要：对配电网结构进行优化，并且借助各种自动化技术实现对配电网的自动化管理，可以提高配电网运行水平，提高电力系统的安全性与稳定性。本文对10kV配电网结构优化以及配电自动化技术进行分析和探讨，旨在提高10kV配电网的可靠性、安全性、稳定性。

关键词：10kV配电网；结构优化；电网设计；可靠性

引言

随着我国经济水平的不断提升，人们生产生活过程中对电力产品的需求也越来越高，在电力行业的发展过程中必须要加强对电力系统的可靠性的研究，10kV配电网是电力系统中的重要组成部分，10kV配电网供电系统的稳定性直接影响了整个输电线路的稳定性和安全性，因此，提高10kV配电网供电的可靠性与稳定性是电力行业发展过程中的重点。通常情况下，10kV配电网保持在开环运行的状态，在配电网线路设计过程中，应该要对配电网结构进行优化，并且要加强对自动化控制技术的应用，逐渐实现配电网自动化控制，对配电网运行过程中的各种故障问题进行及时发现、及时处理，提高配电网运行的可靠性与安全性。在电力系统设计过程中，必须要加强对10kV配电网供电可靠性的研究分析，对影响其可靠性的原因进行探讨，并且针对各种问题成因，采取相應的措施，提高10kV配电网供电性能。

一、10kV配电网运行问题

配电系统的可靠性是配电系统设计施工过程中的重点，可靠性指的是电网系统在分配电能以及为用户提供电力服务的过程中保持稳定、可靠的状态，从而能够有效地对各种电力故障进行处理。通过统计发现，我国当前建设的配电网线路中以10kV为主，10千伏架空网辐射式又是配电网建设的主要方式，占所有10kV配电网线路的一半，10千伏电缆网单环网、双辐射结构所占比重分别为40%、24%。当前10kV配电网线路建设过程中还存在一些问题，为了给人们提供稳定的电能产品，必须要对以往的配电网络进行合理化的改进。10kV配电网运行过程中的主要问题有两个方面：第一，10kV配电网线路问题。在10kV配电网系统中，电路必须要能够承受用户在用电过程中产生的电压，才能防止出现各种故障与危害，配电网电路的绝缘性是衡量电网线路运行可靠性的重要因素，由于长期使用，会导致10kV配电网电路表面的一些绝缘件出现损坏，失去响应的作用，如果大面积范围内的绝缘件都出现问题，则可能会导致闪络现象出现，对正常运行的供电系统产生影响，无法为用户提供稳定的电压。第二，配网结构不合理，加强对最初的10kv配电网网络主要是依靠架空线来维持结构的，其电源点结构倾向于支持多户用电，但是这种方式会导致导线的截面相对减少，一旦出现停电，影响范围较大。第三，10kV配电网自动化水平较低。在10kV配电网运行过程中，有很多操作行为还是依靠人工操作，一旦出现故障，维修的效率较低，对供电的恢复时间产生影响，会导致人们生活不便，而且可能会造成一定的经济损失。自动化与智能化是电力行业发展的趋势，随着信息技术在电力行业中的不断应用，配电网自动化研究成为一个热点问题。当前关于10kV配电网自动化控制的研究还不够深入，10kV配电网电路的自动化控制水平较低，对于配电网运行过程中出现的各种故障不能及时发现和解决，对配电网工作效率产生影响。

二、10kV配电网结构优化和自动化技术

（一）10kV配电网结构优化

对10kV配电网结构进行优化主要有以下三种方式：

1、环网形式的架空配电网改造。对于传统的环式供电网络结构而言，存在不少问题，较为突出的是网架结构参差不齐。改造方案是使环式网络逐步向多分段两联络的接线方式过渡，日常开环运行，可以利用馈线实现自动化控制，对环网进行供电。具体来讲，即与某线路有直接联络关系的其它10kV线路不超过2回，可根据现场实际和负荷发展情况，从单联络逐步过渡。线路采用10kV柱上断路器自动化成套设备，可实现“三遥”功能，远程遥控实现线路转供电和切除故障点功能。

2、10kV电缆线路配网结构优化。随着城市规划改造，电缆线路越来越多，必须要对其辐射性供电方式进行改变。电缆线路逐步向“N供1备”的接线模式过渡，主干线节点电房（包括联络点）通过改造或更换为自动化节点，采用断路器柜自动化成套设备实现“电压.电流”就地控制型的馈线自动化模式。当发生故障时，与其最近的断路器柜通过电气量和设定时间判定，最快地切除故障。不同层级的断路器柜通过时间差（以0.15秒为级差，分2-3层级）来配合，过流保护Ⅰ段延时≤0.3秒，过流保护Ⅱ段延时0.5秒，过流保护Ⅲ段时限灵活整定，建议≤2秒。

3、单辐射架空配电网结构的优化。在一些经济比较落后的地区，10kV配电网结构依旧是辐射型的单电源供电方式，这种结构可以实现简单的自动隔离和供电恢复功能，并且接入重合器系统中，从而找到电路故障所在的位置，但是这种结构的自动化程度较低。对辐射式架空配网结构进行优化的方法是，在架空主干线路各节点统一配置“电压-时间型”功能的自动化开关设备，实现电压-时间就地控制型的馈线自动化模式。根据“电压.时间”逻辑判断，当线路出现故障时，变电站10kV线路出线开关跳闸，切断故障电流，通过逐级延时合闸送电，判断故障段位置并发出闭锁信号，从而自动隔离故障段线路，恢复非故障段线路供电。此外，积极利用新立项目解决该线路的单辐射问题，向单联络乃至多分段两联络模式过渡，提高可靠性。

（二）10kV配电网结构自动化

智能电网是未来电网发展的方向，智能电网的特征之一就是要实现对配电网的改造以及自动化控制，长期以来，关于配电网的研究都是滞后于主网的，而且一些设备的老化故障也不能及时被发现。因此在10kV配电网发展过程中要积极加强对配电网自动化技术的升级改造，采用智能分布式型的馈线自动化模式，要求高供电可靠性的网架结构、光纤专网的通信环境和快速开断的断路器，可以实现实时监控，及时消除线路故障。在10kV配电网结构自动化的研究过程中，集中监控越发重要，主要集中于故障自动化处理、信息高效传输等方面。因此，必须加强对通信数字化技术的应用，通信数字化指的是对配电网运行过程中的各种信息传递过程进行优化，控制中心与各电网设备之间的通信、变电站之间的通信等，都要保证通信质量，能够及时对电网运行故障进行传输。当线路发生故障时，主站通过与终端的信息交互进行故障定位和隔离，得益于主站与终端的快速通信，主站及时下发命令控制开关合闸恢复非故障段供电。再比如，要实现10kV配电网结构的智能化发展，配网结构智能化是配电网控制系统的关键，在未来的发展过程中，要对智能化技术进行应用，提高10kV配电网系统的优化与监测能力、动态和预警预防控制能力、事故分析和处理能力、系统恢复能力。另外，在紧急情况下，通过智能化控制技术，还能协调主电网，实现对配电网的全面管理。

结语

综上所述，随着我国经济水平的提升，对电网系统的要求也越来越高，10kV配电网电路是电网系统中的重要组成部分，其可靠性对整个电路的稳定性和安全性都有直接影响。随着电力系统的研究不断深入，在电力系统设计过程中要加强对10kV配电网电路的供电可靠性分析，对10kV配电网结构进行优化，同时要加强配网自动化水平的提升，实现对10kV配电网的自动控制，对各种故障进行自动处理，提高10kV配电网的稳定性与可靠性。