10kV配网自动化建设的规划与设计

国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 何浩民

从目前10kV 配电网的实际发展情况来看，其主要应用范围在国家乡镇区域，主要目的是为了保障当地企业、民众的正常供电需求。但由于我国乡镇地区地域广阔，这也变相表明10kV 配电网的供电范围较广、供电量庞大，一旦其供电系统出现问题，将直接影响部分区域的经济运行及生活运转，不利于社会稳定发展。现如今，10kV 配电网不仅是乡镇供电系统的标准配置，也是电能传输过程中的最后一个环节，它能够在电力用户及供电系统中起桥梁连接的作用，是整个电网结构中不可或缺的一环。在城市化迅猛发展的背景下，配电网的平稳运行已成为城市化发展过程中的重要环节之一，因此，电力企业必须高度关注10kV配网自动化建设的规划与设计工作，在整个建设过程中，应总结历史经验并积极引入现代化先进设备，并辅以自动化技术、智能技术、计算机技术等高科技技术，从根本上提高10kV 配网自动化建设质量、扩大其应用范围，同时还应实现故障排查功能，推动我国电力行业的进一步发展。

1 配电网络自动化概述

实现远程控制是促进配电网络自动化发展的一大关键性优势，其能够通过有效调节配电网中的电能供给，提升配电网运行的安全性。值得注意的是，在配电网自动化系统实际运行过程中，需要严格把控中心站控制设备以及中断控制设备，最为主要的是应及时调试现场相关设备并对其进行编程控制，优化配电网运行质量。主机调试是现场设备调试中的关键部分，对其进行有效控制不但是推动自动化程序平稳运行的有力保障，也能充分满足整个电力系统的实际发展需要。实现配网中心站控制自动化的主要作用在于它可以满足数据采集处理及监控功能，即可以通过人机交互界面分析配网运行中所产生的数据从而判断其运行状态优良与否，为后期的维修保养工作提供数据支撑。配网自动化中终端控制系统的主要作用在于能够实现故障自动识别，并通过仔细研究故障成因来提高其与中心站的配合能力，从而有效降低配网运行中故障发生的概率，避免造成安全事故带来经济损失。

2 分析10kV 配电网络的发展现状

以科学技术的持续进步为依托，自动化技术已经在我国电力行业中得到了充分应用，应用效果也越发凸显。特别是在10kV 配网中引入自动化技术，再配以当下尖端化高新设备，使得当下10kV配网运行的流畅性得到明显提升、性能发挥更为突出、实时监测功能也能够充分展现，基本上已经实现整体自动化运行。总体而言，运用自动化技术提升10kV 配网运行质量的主要目的在于满足经济快速增长背景下地区发展的实际需要，并以此为切入点，达到民众对配网运行的质量要求。而为了完成以上长远目标，应该从10kV 配网自动化建设的规划与设计工作出发，从源头保障其资源配置的合理性。但是由于配网自动化本身就是一个结构复杂的系统，再加上运行过程中牵涉多个不同的电力部门，因此必定会产生大量且繁杂的数据流，这也意味着我国10kV 配电网应以下列方式运行。第一，以分段再重合的方式对10kV 配电网进行设置，同时采用树状配网排列路径。这一操作主要是为了在配网发生运行故障时，可以达到自动隔离故障路线，选用更合适的线路恢复电流正常传输的目的，确保不会出现供电停止状态，保证人民群众的正常生活生产。除外，这种配置方式还能在降低运营成本方面提供助力，再加上其操作简单、流程简便等多项优势，因此在10kV 配网设置中被加以广泛应用[1]。第二，以环形模式对配网运行路径进行配置。要想实现这一配置模式的自动化运转，就必须在配电网内部安装环网柜，此种操作方法虽然能在提升自动化水平、保护电气设备等方面起到重要作用，但无疑也增加了工程量及施工难度，不利于电力企业进行有效成本控制。第三，配网路径设置采用高空架线的方式。纵观当下乡镇区域10kV 配网的实际建设情况来看，高空架线是目前最为主要的配网路径建设方式，其主要优点在于可以利用强辐射性的绝缘电缆来构建配电网络系统，从而提高配网运行的安全性。

3 10kV 配电网的自动化设计原则

3.1 实用性的原则

为了有效发挥10kV 配电网络自动化系统的优势，相关建设单位应在全面调查区域实际情况的基础上有针对性地做配网规划与设计工，特别是对于经济欠发达地区、偏远山区等一些特殊地域，设计人员在设计过程中应以实用性为原则，选择适配度较高的自动化技术，杜绝只套用成功模板而忽略区域差异性的设计方式，切实提高10kV 配电网自动化运行效率[2]。另外，在设计过程中还要实际考虑当地经济发展方式和人民生活实际需要，例如有些乡镇重工业发达，在做规划设计时应重点考虑相关因素，对配网运行路径进行科学设置，提高其经济实用性。

3.2 全面性的原则

全面性原则是10kV 配网自动化设计中应遵循的基础性原则。参考以往经验，为了保障全面性这一要求得到充分实施，加强自动化应用效果，建设单位可以从以下三个阶段出发。首先，全面建设配网电路中的电压控制及启闭设备；其次，应合理搭配各个支线中的控制设备；最后，要积极完善通信功能，合理把控运行数据，提升配网运行的自动化管理程度。

3.3 控制性的原则

自动重合闸断路器是10kV 配网自动化建设时较为常用的控制设备之一，然而其在使用过程中可能会对电力设备的性能造成不良影响。比如说某些配电设备存在延时功能，一旦配电网发生运行故障，其会因为缺少足够的应对时间，从而导致未完成故障分析断路器就已经合闸完毕的现象，严重妨碍供电连续性。加强控制性原则还可以达到合理掌握电流的目的，提高配网运行的安全可靠性。

4 10kV 配网自动化建设的规划与设计分析

4.1 确立规划原则

就10kV 配网自动化建设来讲，要把配网结构的合理化设计作为基本前提，这是确保电网运行可行性与实践性的核心基础。而在具体落实过程中，对配网进行分布和架构则是最中心、最基础的工作，设计人员需要对建设规则有充分了解，并做好相应的准备工作。而且，设计人员应当遵守配网建设的基本法律和规章制度，要强化对配电现场的实际考察，推动理论与实践相互结合。而后，在对自动化技术进行宣传和推广时，还应当考虑主干道的建设方式，必须坚持科学合理的基本原则。另外，设计人员应当根据实际情况对电网的线路进行分段，着重考虑线路位置以及 围的主客观环境，选择最合适的配电设备和装置，利用现有的资源和信息，这样可以降低装置操作难度。

4.2 直属子站设计

确保所有配电设备都能正常运转是10kV 配网自动化建设的重点，为了满足这一基本要求，在实际设计过程中，可以通过建立直属子站实时监控相应设备，以确保其都能处于正常运行状态中。在网络连接良好的情况下，若配电设备没有出现任何故障，这时直属子站也可以充当维护场的作用。于技术运用而言，首先，应合理安排换班制度，夜班及白班要轮转执行，使值班人员能保持良好的精神状态；另外，值班人员在值班过程中要仔细查看配网设备的应用情况，确认是否有相关零件需要进行更换或调试。其次，工作人员需要定期检查直属子站所产生的数据，确保相关数据的可靠性，而后可以根据所得数据信息制作图表、撰写报告，并提交至有关部门[3]。

4.3 通信系统的设计

通信系统最为关键的作用便是能够实现信息交换，因此，通信系统设计质量的高低与否在一定程度上直接代表着整体10kV 配网自动化建设的质量。在进行相关设计时，设计人员一定要加强通信系统设计的科学性与合理性，最终应达到这样一个目标，即利用通信手段能将各分支监控系统所产生的数据及时准确地反馈至监控中心系统，同理，也能做到有效传送监控中心的命令至各个执行机构终端上。当下通信传输方式多种多样，但光缆通信是其中的最佳方式，特别是将其应用在对通信系统有特别高要求的变电站或二级站中，能够很好提升通信系统的稳定性。但是对于低压线路架空干线而言，由于其受外力因素影响较大，同时为了满足部分线路改造要求，在选择通信方式时应因地制宜。从目前的10kV 配网自动化建设而言，根据实际情况采用多种方式构建通信系统才是优质设计方案。

4.4 环网形式

从实际经验出发，环网形式已成为10kV 配网自动化设计的首选，这主要是由下列几个原因造成。首先，距离是影响配电网线路选择的主要因素之一，相比于距离过远的两条线路，距离近的线路不但可以改变输电路径，还能提高通信系统的连接性；此外，若能持续优化配网架构，也可以显著增强输电效率与质量。其次，如果借助计算机系统构建环网供电，就能避免很多设计上的误差，从而提高线路运行的准确度。最后，环网形式的应用优势还表现为即使部分线路出现运行故障，也不会影响其他线路的正常运行，进而确保供电的可持续性，提升用户用电体验。

4.5 自动重合分段器

在我国现阶段，大部分电站采用的是人工手动控制电闸开关，稍微先进的就是声控或感应控制电闸。电闸开关主要起保护作用，为了使其向科学化和人性化发展，应采用自动重合分段器，这样能有效节省人力物力，使保护工作更加到位。在变电站中安装自动重合闸以控制开关，其原理主要是在输电线路上配置多组自动小闸或小开关，对电压进行实时检测，每一段电压故障通过小闸后，会被立即检测出来，然后根据电压数值采取自动断开或延时输电操作，有效保证电流的顺利输送[4]。

4.6 中心站设计

类似于通信系统，中心站在10kV 配网自动化系统中发挥的作用也是不可忽视的，其最主要功能便是可以实时监测配网运行状态。同时，中心站是由多种系统组合构成的，具有复杂性的特点，工作涉及内容繁多，主要包括定位系统、通信系统、计算机系统以及检测系统等。光纤网络应是建设中心站的最优选择，其既可以在提高数据收集准确度方面发挥作用，还能够保障数据传输的速度与有效性。

4.7 加大对自动化电网设备维护和运行的投资

受地域因素影响，当下10kV 配网运行环境复杂，给配电网运行质量也带来不利影响，因此，相关企业还需加强对配电设备的维修保养工作，持续优化配网运行环境。这就要求运营公司要重视与设备制造商的合作，加强前期设备资金投入，引进更加专业的维护设施，提高配网设备维护质量及效率。同时，运营公司应通过自动化系统采集的运行数据，合理判断配网运行状态，及时发现故障问题并采取相应措施，延长配电设备使用寿命。

5 结语

综上所述，推动10kV 配电网络自动化发展是一项利国利民的重要举措，也是新时代下我国电力系统发展的必然趋势，其不仅能在促进电力系统运行的稳定性、可靠性方面发挥积极作用，同时也能实现区域电力资源的有效配置，避免资源浪费。为了充分发挥10kV 配电网络的优势，本文主要参考当下乡镇区域的实际生产水平及经济发展情况，从直属子站、通信系统、环网形式、自动重合分段器、中心站设计以及投资力度六个方面浅谈如何提升10kV 配电网自动化建设质量，以便能为广大群众提供更优质的电力服务。但无法否认的是，由于我国各个区域间的发展水平存在不一致的情况，因此必然会导致10kV 配电网自动化建设的水平及进程有所不同，仍有一些漏洞需要电力人员在未来依靠科技发展不断加以改善。