黃銘灝

摘要：對配電網結構進行優(yōu)化，并且借助各種自動化技術實現(xiàn)對配電網的自動化管理，可以提高配電網運行水平，提高電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。本文對10kV配電網結構優(yōu)化以及配電自動化技術進行分析和探討，旨在提高10kV配電網的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。

關鍵詞：10kV配電網；結構優(yōu)化；電網設計；可靠性

引言

隨著我國經濟水平的不斷提升，人們生產生活過程中對電力產品的需求也越來越高，在電力行業(yè)的發(fā)展過程中必須要加強對電力系統(tǒng)的可靠性的研究，10kV配電網是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，10kV配電網供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響了整個輸電線路的穩(wěn)定性和安全性，因此，提高10kV配電網供電的可靠性與穩(wěn)定性是電力行業(yè)發(fā)展過程中的重點。通常情況下，10kV配電網保持在開環(huán)運行的狀態(tài)，在配電網線路設計過程中，應該要對配電網結構進行優(yōu)化，并且要加強對自動化控制技術的應用，逐漸實現(xiàn)配電網自動化控制，對配電網運行過程中的各種故障問題進行及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，提高配電網運行的可靠性與安全性。在電力系統(tǒng)設計過程中，必須要加強對10kV配電網供電可靠性的研究分析，對影響其可靠性的原因進行探討，并且針對各種問題成因，采取相應的措施，提高10kV配電網供電性能。

一、10kV配電網運行問題

配電系統(tǒng)的可靠性是配電系統(tǒng)設計施工過程中的重點，可靠性指的是電網系統(tǒng)在分配電能以及為用戶提供電力服務的過程中保持穩(wěn)定、可靠的狀態(tài)，從而能夠有效地對各種電力故障進行處理。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，我國當前建設的配電網線路中以10kV為主，10千伏架空網輻射式又是配電網建設的主要方式，占所有10kV配電網線路的一半，10千伏電纜網單環(huán)網、雙輻射結構所占比重分別為40%、24%。當前10kV配電網線路建設過程中還存在一些問題，為了給人們提供穩(wěn)定的電能產品，必須要對以往的配電網絡進行合理化的改進。10kV配電網運行過程中的主要問題有兩個方面：第一，10kV配電網線路問題。在10kV配電網系統(tǒng)中，電路必須要能夠承受用戶在用電過程中產生的電壓，才能防止出現(xiàn)各種故障與危害，配電網電路的絕緣性是衡量電網線路運行可靠性的重要因素，由于長期使用，會導致10kV配電網電路表面的一些絕緣件出現(xiàn)損壞，失去響應的作用，如果大面積范圍內的絕緣件都出現(xiàn)問題，則可能會導致閃絡現(xiàn)象出現(xiàn)，對正常運行的供電系統(tǒng)產生影響，無法為用戶提供穩(wěn)定的電壓。第二，配網結構不合理，加強對最初的10kv配電網網絡主要是依靠架空線來維持結構的，其電源點結構傾向于支持多戶用電，但是這種方式會導致導線的截面相對減少，一旦出現(xiàn)停電，影響范圍較大。第三，10kV配電網自動化水平較低。在10kV配電網運行過程中，有很多操作行為還是依靠人工操作，一旦出現(xiàn)故障，維修的效率較低，對供電的恢復時間產生影響，會導致人們生活不便，而且可能會造成一定的經濟損失。自動化與智能化是電力行業(yè)發(fā)展的趨勢，隨著信息技術在電力行業(yè)中的不斷應用，配電網自動化研究成為一個熱點問題。當前關于10kV配電網自動化控制的研究還不夠深入，10kV配電網電路的自動化控制水平較低，對于配電網運行過程中出現(xiàn)的各種故障不能及時發(fā)現(xiàn)和解決，對配電網工作效率產生影響。

二、10kV配電網結構優(yōu)化和自動化技術

（一）10kV配電網結構優(yōu)化

對10kV配電網結構進行優(yōu)化主要有以下三種方式：

1、環(huán)網形式的架空配電網改造。對于傳統(tǒng)的環(huán)式供電網絡結構而言，存在不少問題，較為突出的是網架結構參差不齊。改造方案是使環(huán)式網絡逐步向多分段兩聯(lián)絡的接線方式過渡，日常開環(huán)運行，可以利用饋線實現(xiàn)自動化控制，對環(huán)網進行供電。具體來講，即與某線路有直接聯(lián)絡關系的其它10kV線路不超過2回，可根據現(xiàn)場實際和負荷發(fā)展情況，從單聯(lián)絡逐步過渡。線路采用10kV柱上斷路器自動化成套設備，可實現(xiàn)“三遙”功能，遠程遙控實現(xiàn)線路轉供電和切除故障點功能。

2、10kV電纜線路配網結構優(yōu)化。隨著城市規(guī)劃改造，電纜線路越來越多，必須要對其輻射性供電方式進行改變。電纜線路逐步向“N供1備”的接線模式過渡，主干線節(jié)點電房（包括聯(lián)絡點）通過改造或更換為自動化節(jié)點，采用斷路器柜自動化成套設備實現(xiàn)“電壓.電流”就地控制型的饋線自動化模式。當發(fā)生故障時，與其最近的斷路器柜通過電氣量和設定時間判定，最快地切除故障。不同層級的斷路器柜通過時間差（以0.15秒為級差，分2-3層級）來配合，過流保護Ⅰ段延時≤0.3秒，過流保護Ⅱ段延時0.5秒，過流保護Ⅲ段時限靈活整定，建議≤2秒。

3、單輻射架空配電網結構的優(yōu)化。在一些經濟比較落后的地區(qū)，10kV配電網結構依舊是輻射型的單電源供電方式，這種結構可以實現(xiàn)簡單的自動隔離和供電恢復功能，并且接入重合器系統(tǒng)中，從而找到電路故障所在的位置，但是這種結構的自動化程度較低。對輻射式架空配網結構進行優(yōu)化的方法是，在架空主干線路各節(jié)點統(tǒng)一配置“電壓-時間型”功能的自動化開關設備，實現(xiàn)電壓-時間就地控制型的饋線自動化模式。根據“電壓.時間”邏輯判斷，當線路出現(xiàn)故障時，變電站10kV線路出線開關跳閘，切斷故障電流，通過逐級延時合閘送電，判斷故障段位置并發(fā)出閉鎖信號，從而自動隔離故障段線路，恢復非故障段線路供電。此外，積極利用新立項目解決該線路的單輻射問題，向單聯(lián)絡乃至多分段兩聯(lián)絡模式過渡，提高可靠性。

（二）10kV配電網結構自動化

智能電網是未來電網發(fā)展的方向，智能電網的特征之一就是要實現(xiàn)對配電網的改造以及自動化控制，長期以來，關于配電網的研究都是滯后于主網的，而且一些設備的老化故障也不能及時被發(fā)現(xiàn)。因此在10kV配電網發(fā)展過程中要積極加強對配電網自動化技術的升級改造，采用智能分布式型的饋線自動化模式，要求高供電可靠性的網架結構、光纖專網的通信環(huán)境和快速開斷的斷路器，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，及時消除線路故障。在10kV配電網結構自動化的研究過程中，集中監(jiān)控越發(fā)重要，主要集中于故障自動化處理、信息高效傳輸等方面。因此，必須加強對通信數字化技術的應用，通信數字化指的是對配電網運行過程中的各種信息傳遞過程進行優(yōu)化，控制中心與各電網設備之間的通信、變電站之間的通信等，都要保證通信質量，能夠及時對電網運行故障進行傳輸。當線路發(fā)生故障時，主站通過與終端的信息交互進行故障定位和隔離，得益于主站與終端的快速通信，主站及時下發(fā)命令控制開關合閘恢復非故障段供電。再比如，要實現(xiàn)10kV配電網結構的智能化發(fā)展，配網結構智能化是配電網控制系統(tǒng)的關鍵，在未來的發(fā)展過程中，要對智能化技術進行應用，提高10kV配電網系統(tǒng)的優(yōu)化與監(jiān)測能力、動態(tài)和預警預防控制能力、事故分析和處理能力、系統(tǒng)恢復能力。另外，在緊急情況下，通過智能化控制技術，還能協(xié)調主電網，實現(xiàn)對配電網的全面管理。

結語

綜上所述，隨著我國經濟水平的提升，對電網系統(tǒng)的要求也越來越高，10kV配電網電路是電網系統(tǒng)中的重要組成部分，其可靠性對整個電路的穩(wěn)定性和安全性都有直接影響。隨著電力系統(tǒng)的研究不斷深入，在電力系統(tǒng)設計過程中要加強對10kV配電網電路的供電可靠性分析，對10kV配電網結構進行優(yōu)化，同時要加強配網自動化水平的提升，實現(xiàn)對10kV配電網的自動控制，對各種故障進行自動處理，提高10kV配電網的穩(wěn)定性與可靠性。