城市配网规划中自动开关站建设探究

邹文沫

[摘    要 ]近年来，城市发展速度持续加快，对应的配网系统建设也紧随其后，自动化开关站作为一种智能化设备应用于配网系统中，能够发挥多种优势功能。本文首先分析了城市配网规划中自动开关站建设的意义，然后重点探讨了城市配网规划中自动化开关站的建设措施。

[关键词]城市配网规划;自动化开关站;建设意义;途径

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]In recent years， with the rapid development of the city， the construction of the corresponding distribution network system is also closely followed. As an intelligent equipment， the automatic switching station can play a variety of advantages in the distribution network system. This paper first analyzes the significance of automatic switching station construction in urban distribution network planning， and then focuses on the construction measures of automatic switching station in urban distribution network planning.

[Keywords]urban distribution network planning; automatic switching station; construction significance; approach

电力系统要想积极地适应城市的建设与发展，就必须优化自身的功能，自动化开关站应用于城市配网规划中，不仅能提高整个城市的电力供应水平，也能为城市的长远发展提供充足的电能，满足各行业发展的需要。

1 城市配网规划中自动化开关站建设的意义

1.1 城市化发展的需要

城市化进程持续加快，使得城市中的基础设施建设也必需紧随其后，城市升级、发展中各种大型工程设施逐渐被建设起来，对应的用电需求量自然增加，出现了多个城市负荷集中区，此时，只有通过合理地进行城市配网规划，才能满足整个城市的发展。然而，由于受城区规划等历史遗留因素的影响，个别城市中心与郊区因为设置了较少的变电站，且出线间隔相对有限，同时，新建变电站无论是选址还是工程立项建设都具有难度，从而使得城市中心负荷集中区供电设备分布较为集中，无法为10 kV出线提供充足的空间，这就对一些商业综合体、商业项目的报装用电带来影响，进而影响配电网的科学规划与长远发展。

为了解决这一问题，最理想的方式就是加快自动化开关站的建设速度，自动化开关站是建立在自动化技术、智能技术以及其他多种现代高端技术基础上的智能化电力基础设施，整个配网系统中，自动化开关站具有绝对的功能优势，不仅可以对电能进行二次分配，也是对变电站母线的有效延伸，通过建设自动化开关站能够拓展变电站10 kV母线，从而增加10 kV的出线间隔。

1.2 自动化开关站独具优势功能

配网自动化开关站主要用来接收电能，同时，均衡地分配至各个配电设备，开关站是对变电站母线的深层次延伸，从变电站中发出电能传输到自动化开关站，并经10 kV配网自动化开关站均衡地将电能分配至用户端，配网自动化开关站能收到来自于上级的电能，同时对其再次分配，以此来减少110 kV变电站10 kV出线间隔，并控制电缆走廊的数量，可以将它们当作配网线路之间的联络枢纽，也能为一些大型的VIP客户提供双电源。与传统的配电房相比，配网自动化开关站不仅规模小，占地面积有限，而且灵活易调动，而且自动化开关站具备配电房的一切功能，能够接受并均衡地分配电能。

2 城市配网规划中自动开关站建设

2.1 选定接线方式

对于城市中压配电网来说，在正式建设自动化开关站之前必须选好接线方式，若选择了“N供一备”的接线方式，它能为N+1回配网线路途径主干线路末端的联络开关来直接联系起来，N回线路可以附带额定负荷常规化运转，其他回路线路则用作备份，形成备份的空载线路，这样即便其他线路出现故障或者线路检修时，负荷都能转移到备用线路中，依然维持正常供电。

由于城市土地空间相对有限，在自动化开关站建设中，势必要选择好主接线方式，具体可以根据用电负荷的特点、负荷大小、用电量、城市的发展规划以及地方现有的配网系统条件等来选择主接线方式。自动化开关站的主接线方式选择要本着简单、易操作、清晰的原则，而且要尽可能地控制电能损失，为日后的运行、维护与检修提供便利条件。自动化开关站最好选择单母线分段接线模式，两回进线，8-10回出线，因为城区环境条件下，配网系统供电半径都提出了明确的要求，一般应控制在1.5 km内，为了满足城市高质量的供电需求，各个开关站可以选择2回路进线模式，形成2-1的典型主接线方式，从而达到多条供电线的环网构造，以此来提升各个线路间转供电功能，自动化开关站的主接线图如图1所示。

2.2 配网自动化开关站的配置原则

因为优先选择了“N供一备”的網架接线方式，这一接线模式具有安全性高、稳定性好、运行高效等优势，对于负荷不断增长的城市环境中，可以优选选择手拉手接线的环网供电模式，继而跟随城市负荷的增长趋势逐步过渡到两供一备、三供一备的供电模式。然而，实际网架构建过程中，关键要科学地“布点”，所谓“布点”简单说就是配网自动化开关站配设的方位、地点，只有选好开关站的位置才能实现网架的顺利过渡、升级，根据负荷预测的状况，结合用电特点、建筑规模、面积大小等来设置自动化开关站，具体要遵从以下规律。

（1）住宅楼建筑面积大于6万m2，需要设置主开关站，建筑面积每增加8万m2，则要增设一间主干开关站。

（2）住宅漏建筑面积大于40万m2，则适合安装联络开关站，建筑面积每增加60万m2，则要增设一间联络开关站。

（3）商业建筑、行政建筑面积大于3万m2，则适合设置主干开关站，建筑面积每增加4万m2，则要对应增设一个主开关站。

（4）商业建筑、行政建筑面积大于20万m2，则要安装联络开关站，建筑面积每增加30万m2，则要增设一间联络开关站。

2.3 配网自动化开关站的选址原则

自动化开关站实际运用中有着多重优势，其中之一是对变电站10 kV母线的延伸与发展，并能实现电能的二次分配，也能为周边区域的用户提供多种电力电能，负荷相对集中区域，特别是商业中心区、住宅聚集区、大型商场综合中心等都可以安装自动化开关站，因为配网自动化开关站中设置了一系列中压设备，这些中压设备自身需要安全、稳定的运行环境，而且要经常性地接受检修、运维，对此就要优选交通便捷、空间相对开阔的位置，而且要注意开关站所处环境的绝缘水平，要坚决回避低洼、湿潮的坑地，远离建筑物沉池下方，相反，要尽可能地接近市政主干道，这样才能为开关站的安装、运输与维修创造便利条件，一般来说，配网自动化开关站的运输与维护需要借助特定的通道，通道要达到规定的标准，通常要在3.5 m以上。要尽量回避地下室、地下停车场等空间，因为这些空间内自动化开关站可能承受剧烈振动与外界力量扰动等风险，而且要避开高温区。不同于设置于室内的自动化开关站，室外环网柜、电缆分接箱等体积更小、占地面积少，从而布局设置也更为方便、灵活，室外自动化开关站不妨配设在城市绿化带、绿地等区域，此时也要尽量避开积水区、坑洼区，尽量选择人迹罕至、空间开阔的区域，而且室外的环网柜、电缆分接箱等的装配部位也必须做好安全防护，以此来保护设备的安全。

2.4 自动化开关站的接线原则

配网自动化开关站的建设也要做好接线工作，要采用科学的接线方式，特别是电气主接线必须做出合理的选择，实际的电气主接线方式为：单母线接线、单母线分段接线、双母线接线，具体选择哪一种接线方式则要根据自动化开关站的负荷大小、所处环境等来做出合理地规划和选择。如果自动化开关站本身无需承担大型负荷，所以最适合选择单母线接线模式，而且采取两路电源进线的进线方式，可以从不同变电站中的不同母线来连接出两条馈线，总计将出现8～12条出线。个别用户对于负荷等级有着更高的要求，则适合选择单母线分段接线模式，两路进线，各段母线都分别有一路进线，或者从两端母线中各自接出馈线，配网自动化开关站根据所处的配网系统的位置以及所发挥的作用一般分为环网型自动化开关站与终端型自动化开关站，一些大城市区域一般选择环网型自动化开关站，此类开关站每段母线都设置了两路电源进线间隔，剩余的则为出线间隔，主体功能为电力交换、线路分段等，在城市配网系统内部来灵活地调节其运行模式，其中环网自动化开关站通常选择“手拉手”头和尾彼此连接的方式来构建环网，其中在主线、干线的客户通常更为灵活，方便调度。环网型自动化开关站则又具体涵盖单母线接线、双母线接线2种方式，其中單母线接线一般是依照单环运行的自动化开关站，双母线接线则是根据双环运行规则运行的自动化开关站。同样，要根据负荷大小、用户用电类型等因素来选择运行方式，如，如果负荷密度较高、服务于一些重要客户，则适合选择双母线，同时，选择思路进线模式，各条母线分两路进线，这样不仅能提升开闭所的供电服务水平，同时也能实现对一些关键负荷的线路提供的电能。

配网自动化开关站的建设与运行达到了对母线的有效延伸，而且借助变电站10 kV出线间隔最终打造出12个出线间隔，为安全出线提供了充足的空间，提高了配网系统的运行效率。

2.5 控制方式的选择

自动化开关站一般适合选择分层控制方式，具体的层次划分为首层为调度，中层为站点控制，末层为间隔控制。自动开关站内部安装了实时监控设备，各个层次的操作与控制都要统一遵守准则和规范，其核心就是维持监控系统的安全、平稳运行，如果发现某一层次中出现操作行为，剩余2个层次则不允许再发出任何操作。监控系统可以达到对自动化站点的动态监测、检查，出现任何非正常现象以及设备的故障与问题时，则能自动地传输所采集的信息，使其抵达调度中心，并方便检修人员快速解除故障。自动化开关站网络结构也相对复杂，主要选择分层构造，其中包括2大层次，具体为间隔层、站控层，由此来实现智能化操作、控制、自动化管控等目标。现实的自动化主站建设中，其中站控层需要安装自动化系统，利用计算机来动态监测间隔层，测控设备获取信息以后，将其传输至站控层，并逐层地对信息实施加工、传输，直到最终抵达调控中心，再结合自身所收到的数据、信息等来实现电能的二次分配。

3 结束语

自动化开关站作为一种先进的智能化开关技术，将其应用于城市配网系统建设中，能够发挥长远的经济效益与社会效益。特别是能够满足城市的高负荷用电需求，从而实现城市的快速建设与长远发展。

参考文献

[1] 程浩忠.城市电网规划与改造[M].北京：中国电力出版社，2015.

[2] 方向晖编著.中低压配电网规划与设计基础[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[3] 蒋丽娟.10 kV开关站设备与运行[D].杭州：浙江大学，2011.

[4] 谢琳.杭州供电公司10 kV智能开关站监控系统的设计与应用[J].中国设备工程，2017（24）：84-85.

[5] 蒋伟华，陈彦伟.统筹安排提高10 kV开关站改建效率[J].科技创业家，2013（17）：119.