10 kV配网自动化的发展与应用

谢丽平

10 kV配网自动化的发展与应用

谢丽平

（广东顺德电力设计院有限公司，广东 佛山 528000）

10 kV配电作为中国当前电力系统的核心，其自动化发展能够提高供电的可靠性与质量，缩短事故处理的时间，减小停电的发生概率与范围，提高配电系统的经济性，降低运维成本，最大限度增强电力企业的经济效益，为用户提供优良服务。然而在10 kV配电网运行中，因部分技术的缺陷，导致配电系统常发生故障，电网的可靠运行受到影响。对此，对10 kV配网自动化的发展与应用展开分析。

10 kV配网；短路故障；故障指示器；智能分布

配电网的安全运行是供电单位的根本，在配电网自动化过程中，供电质量的提高是必然趋势。换言之，在10 kV配网运行中，引进自动化技术，将为中国电网改革提供强有力的推动作用，对电能质量控制更严格，降低电压波动，有效降低电网事故的发生概率。正常情况下，10 kV配网的自动化能够对电气参数、设备状态、配网运行方式等远程控制，如果线路发生短路故障，配网自动化系统能够及时定位故障、切除故障点、隔离故障段、恢复非故障区的供电。为快速恢复短路故障，加强故障智能定位系统的应用，具有重要意义。

1 配网自动化发展历程

随着科学技术的不断进步，整个社会在向自动化、智能化发展，配网的自动化发展已经成为必然趋势，实际上，早在20世纪90年代，中国电网研究学者已经提出了自动化这一概念，其发展历程如下：①故障监测+现场人工隔离转供（故障指示器）；②重合切除故障+现场人工隔离转供（自动化负荷开关）；③重合切除故障+联络备自投（自动化负荷开关）；④级差切除故障+现场人工隔离转供（自动化断路器）；⑤级差切除故障+调度遥控隔离转供（自动化断路器）；⑥级差切除故障+主站遥控隔离转供（开环）（自动化断路器）；⑦级差切除故障+主站遥控隔离转供（闭环）（自动化断路器）；⑧对等通信切除故障、隔离、转供（自动化断路器）。

2 配网自动化概念及系统构成

配网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。新形势下，科技在不断发展，诸多高科技设备对电力质量提出更高要求，10 kV配网的自动化发展，为电力设备的稳定运行奠定了基础。同时，10 kV配网的自动化发展，实现了对电力传输、电力控制的监测与保护，电力传输得到优化，线路损耗有效减少，配网安全性明显提高。

配电网通信系统主要包括骨干层和接入层，如图1所示。骨干层汇聚接入层通信终端的数据，并将其传送至业务主站系统；接入层接入各配网业务终端的数据，并将其传送至骨干层。

3 10 kV配电网故障智能定位系统应用

在10 kV配电网运行中，仍然会产生各类故障，尤其是短路故障，通过实验调查的结果得知，在中国的10 kV配电网运行中，比较常见故障的类型主要包括：三相短路故障（约占5%）、单相接地短路故障（约占65%）、两相短路故障（约占10%）、两相接地短路故障（约占20%）为全面掌握故障，降低故障带来的损失，加强故障智能定位系统的应用，具有重要作用。以下对常用的故障定位系统展开探讨。

3.1 主站集中控制系统的应用

在10 kV配网实际工作中，为全面降低故障发生概率，提高配网运行的可靠性，可通过主站集中控制，对配网的自动化系统进行控制，一旦发生故障，能够及时对故障进行智能定位，以此迅速解决故障，降低供电企业的损失。主站集中控制技术的应用，主要对配电终端进行监测，如果配电终端发生故障，将发出警报，主站集中控制系统即刻采集故障信息并分析故障，及时确定故障类型、故障位置，提出故障隔离措施并解决，降低故障影响。该控制技术并不需要配合变电站重合闸，不需要配合进行保护，具有操作便利、管理简单、分段自由等优势，但是，该类技术定位故障并控制时，对主站、通信依赖性较强，投入的资金量较大。

中心城区推广该方案，主干线关键节点配置自动化断路器，采用有线或可靠的无线通信方式接入主站，故障时分段节点按电流时间级差就地切除故障，主站汇总分析各开关跳闸和告警信息，自动定位故障点，遥控对应开关将故障隔离到最小区段，并通过转供恢复区段外供电。

3.2 智能分布式故障定位系统的应用

智能分布式故障定位系统的应用，主要是对配网各终端进行检测，一旦发现故障，系统直接将故障信息发送到主站，并对终端信息进行综合分析，判断故障所在方位，并将判断结果发送到主站，如此，工作人员可根据主站接收的信息定位故障并快速解决，推动10 kV配网的自动化发展。在该系统应用中，因为其配置相应的保护装置，如重合闸、三项过流保护、接地告警、分布式故障判断等。

高可靠性地区可采用该方案，主干线所有节点均配置自动化断路器，通过对等光纤通信实现故障的快速就地切除、隔离和联络开关的备自投，实现配电网的秒级自愈控制。

3.3 远程故障点处理技术的应用

在10 kV配网进行通信铺设中，对于偏远线路，铺设工程困难，对此，为实现对故障的实时检测，可选择装设故障指示器，对线路故障进行定位，提高配网的可靠性。同时，还可将故障定位的主站、通信终端、故障指示器等有效结合，实现故障的可视化定位，为故障的处理提供便利。依照配置不同，远程故障点的处理技术主要有以下几种模式：单一故障指示器、故障指示器结合通信终端、故障定位的主站、指示器与通信终端三合一模式。

在应用单一故障指示器时，存在以下问题：在故障指示器运行中，为保障输电线路监控的全面性，需要每隔一段距离装设一个指示器，仅维护指示器的正常运转，需要投入较多人力，与配网自动化要求不符。同时，普通故障指示器并没有通信功能，无法向运维人员实时发送线路故障信息，运维人员需要巡视现场，才能确定故障点，故障维修时间延长。另外，普通故障指示器仅仅能够检测故障，并不能对线路运行状态进行监控，并且，普通的故障指示器是独立设备，无法有效利用信息系统中的各类资源。因此，该类故障指示器逐渐被智能型故障指示器代替，为配网的自动化发展提供了推动力。

智能型故障指示器，具有短路故障检测、远程控制、接地检测等多种功能，在10 kV配网自动化运行中，一旦输电线路出现故障，故障指示器能够利用GPRS通信平台，及时将故障信息传递到终端系统，线路运维人员能够实时掌握故障情况，并及时解决故障，有效保障配网的可靠运行。并且，智能型故障指示器应用中，外观设计与结构设计较为独特，操作便利，即使线路处于运行状态，也能够安装指示器[3]。

4 结束语

总而言之，在10 kV配网自动化发展过程中，配网自动化发挥了重要作用，提高了配网可靠性，增强了电力企业经济效益。然而，在配网自动化过程中，即使对整个配网进行监控，某些故障也很难避免。对此，加强10 kV配电网故障指示器、故障智能定位系统等的应用，快速发现故障、圈定故障区域，及时解决故障，实现故障的智能化控制，降低故障损失，对电力企业发展具有重要意义。

［1］梁杰华.浅谈10 kV配网自动化系统及故障处理［J］.科技风，2015（9）：46.

［2］袁禾.10 kV配网自动化系统常见故障处理分析［J］.通讯世界，2016（19）：175-176.

［3］刘洁.浅谈10 kV配网自动化系统及故障处理［J］.山东工业技术，2017（17）：143.

［4］钟志强.10 kV配网自动化设计和施工问题分析［J］.中国高新区，2017（14）：99.

［5］秦海军.10 kV配网自动化系统中存在的故障以及处理研究［J］.大科技，2017（24）：107.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.065

2095－6835（2019）15－0156－02

〔编辑：严丽琴〕