國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司 何浩民

從目前10kV 配電網(wǎng)的實際發(fā)展情況來看，其主要應(yīng)用范圍在國家鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，主要目的是為了保障當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、民眾的正常供電需求。但由于我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)地域廣闊，這也變相表明10kV 配電網(wǎng)的供電范圍較廣、供電量龐大，一旦其供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將直接影響部分區(qū)域的經(jīng)濟(jì)運行及生活運轉(zhuǎn)，不利于社會穩(wěn)定發(fā)展?，F(xiàn)如今，10kV 配電網(wǎng)不僅是鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，也是電能傳輸過程中的最后一個環(huán)節(jié)，它能夠在電力用戶及供電系統(tǒng)中起橋梁連接的作用，是整個電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中不可或缺的一環(huán)。在城市化迅猛發(fā)展的背景下，配電網(wǎng)的平穩(wěn)運行已成為城市化發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)之一，因此，電力企業(yè)必須高度關(guān)注10kV配網(wǎng)自動化建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計工作，在整個建設(shè)過程中，應(yīng)總結(jié)歷史經(jīng)驗并積極引入現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備，并輔以自動化技術(shù)、智能技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等高科技技術(shù)，從根本上提高10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)質(zhì)量、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，同時還應(yīng)實現(xiàn)故障排查功能，推動我國電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 配電網(wǎng)絡(luò)自動化概述

實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制是促進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)自動化發(fā)展的一大關(guān)鍵性優(yōu)勢，其能夠通過有效調(diào)節(jié)配電網(wǎng)中的電能供給，提升配電網(wǎng)運行的安全性。值得注意的是，在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實際運行過程中，需要嚴(yán)格把控中心站控制設(shè)備以及中斷控制設(shè)備，最為主要的是應(yīng)及時調(diào)試現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備并對其進(jìn)行編程控制，優(yōu)化配電網(wǎng)運行質(zhì)量。主機(jī)調(diào)試是現(xiàn)場設(shè)備調(diào)試中的關(guān)鍵部分，對其進(jìn)行有效控制不但是推動自動化程序平穩(wěn)運行的有力保障，也能充分滿足整個電力系統(tǒng)的實際發(fā)展需要。實現(xiàn)配網(wǎng)中心站控制自動化的主要作用在于它可以滿足數(shù)據(jù)采集處理及監(jiān)控功能，即可以通過人機(jī)交互界面分析配網(wǎng)運行中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)從而判斷其運行狀態(tài)優(yōu)良與否，為后期的維修保養(yǎng)工作提供數(shù)據(jù)支撐。配網(wǎng)自動化中終端控制系統(tǒng)的主要作用在于能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動識別，并通過仔細(xì)研究故障成因來提高其與中心站的配合能力，從而有效降低配網(wǎng)運行中故障發(fā)生的概率，避免造成安全事故帶來經(jīng)濟(jì)損失。

2 分析10kV 配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀

以科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步為依托，自動化技術(shù)已經(jīng)在我國電力行業(yè)中得到了充分應(yīng)用，應(yīng)用效果也越發(fā)凸顯。特別是在10kV 配網(wǎng)中引入自動化技術(shù)，再配以當(dāng)下尖端化高新設(shè)備，使得當(dāng)下10kV配網(wǎng)運行的流暢性得到明顯提升、性能發(fā)揮更為突出、實時監(jiān)測功能也能夠充分展現(xiàn)，基本上已經(jīng)實現(xiàn)整體自動化運行?？傮w而言，運用自動化技術(shù)提升10kV 配網(wǎng)運行質(zhì)量的主要目的在于滿足經(jīng)濟(jì)快速增長背景下地區(qū)發(fā)展的實際需要，并以此為切入點，達(dá)到民眾對配網(wǎng)運行的質(zhì)量要求。而為了完成以上長遠(yuǎn)目標(biāo)，應(yīng)該從10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計工作出發(fā)，從源頭保障其資源配置的合理性。但是由于配網(wǎng)自動化本身就是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，再加上運行過程中牽涉多個不同的電力部門，因此必定會產(chǎn)生大量且繁雜的數(shù)據(jù)流，這也意味著我國10kV 配電網(wǎng)應(yīng)以下列方式運行。第一，以分段再重合的方式對10kV 配電網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置，同時采用樹狀配網(wǎng)排列路徑。這一操作主要是為了在配網(wǎng)發(fā)生運行故障時，可以達(dá)到自動隔離故障路線，選用更合適的線路恢復(fù)電流正常傳輸?shù)哪康?，確保不會出現(xiàn)供電停止?fàn)顟B(tài)，保證人民群眾的正常生活生產(chǎn)。除外，這種配置方式還能在降低運營成本方面提供助力，再加上其操作簡單、流程簡便等多項優(yōu)勢，因此在10kV 配網(wǎng)設(shè)置中被加以廣泛應(yīng)用[1]。第二，以環(huán)形模式對配網(wǎng)運行路徑進(jìn)行配置。要想實現(xiàn)這一配置模式的自動化運轉(zhuǎn)，就必須在配電網(wǎng)內(nèi)部安裝環(huán)網(wǎng)柜，此種操作方法雖然能在提升自動化水平、保護(hù)電氣設(shè)備等方面起到重要作用，但無疑也增加了工程量及施工難度，不利于電力企業(yè)進(jìn)行有效成本控制。第三，配網(wǎng)路徑設(shè)置采用高空架線的方式?？v觀當(dāng)下鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域10kV 配網(wǎng)的實際建設(shè)情況來看，高空架線是目前最為主要的配網(wǎng)路徑建設(shè)方式，其主要優(yōu)點在于可以利用強(qiáng)輻射性的絕緣電纜來構(gòu)建配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而提高配網(wǎng)運行的安全性。

3 10kV 配電網(wǎng)的自動化設(shè)計原則

3.1 實用性的原則

為了有效發(fā)揮10kV 配電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，相關(guān)建設(shè)單位應(yīng)在全面調(diào)查區(qū)域?qū)嶋H情況的基礎(chǔ)上有針對性地做配網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計工，特別是對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)、偏遠(yuǎn)山區(qū)等一些特殊地域，設(shè)計人員在設(shè)計過程中應(yīng)以實用性為原則，選擇適配度較高的自動化技術(shù)，杜絕只套用成功模板而忽略區(qū)域差異性的設(shè)計方式，切實提高10kV 配電網(wǎng)自動化運行效率[2]。另外，在設(shè)計過程中還要實際考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展方式和人民生活實際需要，例如有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)重工業(yè)發(fā)達(dá)，在做規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)重點考慮相關(guān)因素，對配網(wǎng)運行路徑進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，提高其經(jīng)濟(jì)實用性。

3.2 全面性的原則

全面性原則是10kV 配網(wǎng)自動化設(shè)計中應(yīng)遵循的基礎(chǔ)性原則。參考以往經(jīng)驗，為了保障全面性這一要求得到充分實施，加強(qiáng)自動化應(yīng)用效果，建設(shè)單位可以從以下三個階段出發(fā)。首先，全面建設(shè)配網(wǎng)電路中的電壓控制及啟閉設(shè)備；其次，應(yīng)合理搭配各個支線中的控制設(shè)備；最后，要積極完善通信功能，合理把控運行數(shù)據(jù)，提升配網(wǎng)運行的自動化管理程度。

3.3 控制性的原則

自動重合閘斷路器是10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)時較為常用的控制設(shè)備之一，然而其在使用過程中可能會對電力設(shè)備的性能造成不良影響。比如說某些配電設(shè)備存在延時功能，一旦配電網(wǎng)發(fā)生運行故障，其會因為缺少足夠的應(yīng)對時間，從而導(dǎo)致未完成故障分析斷路器就已經(jīng)合閘完畢的現(xiàn)象，嚴(yán)重妨礙供電連續(xù)性。加強(qiáng)控制性原則還可以達(dá)到合理掌握電流的目的，提高配網(wǎng)運行的安全可靠性。

4 10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計分析

4.1 確立規(guī)劃原則

就10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)來講，要把配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計作為基本前提，這是確保電網(wǎng)運行可行性與實踐性的核心基礎(chǔ)。而在具體落實過程中，對配網(wǎng)進(jìn)行分布和架構(gòu)則是最中心、最基礎(chǔ)的工作，設(shè)計人員需要對建設(shè)規(guī)則有充分了解，并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。而且，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)遵守配網(wǎng)建設(shè)的基本法律和規(guī)章制度，要強(qiáng)化對配電現(xiàn)場的實際考察，推動理論與實踐相互結(jié)合。而后，在對自動化技術(shù)進(jìn)行宣傳和推廣時，還應(yīng)當(dāng)考慮主干道的建設(shè)方式，必須堅持科學(xué)合理的基本原則。另外，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況對電網(wǎng)的線路進(jìn)行分段，著重考慮線路位置以及 圍的主客觀環(huán)境，選擇最合適的配電設(shè)備和裝置，利用現(xiàn)有的資源和信息，這樣可以降低裝置操作難度。

4.2 直屬子站設(shè)計

確保所有配電設(shè)備都能正常運轉(zhuǎn)是10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)的重點，為了滿足這一基本要求，在實際設(shè)計過程中，可以通過建立直屬子站實時監(jiān)控相應(yīng)設(shè)備，以確保其都能處于正常運行狀態(tài)中。在網(wǎng)絡(luò)連接良好的情況下，若配電設(shè)備沒有出現(xiàn)任何故障，這時直屬子站也可以充當(dāng)維護(hù)場的作用。于技術(shù)運用而言，首先，應(yīng)合理安排換班制度，夜班及白班要輪轉(zhuǎn)執(zhí)行，使值班人員能保持良好的精神狀態(tài)；另外，值班人員在值班過程中要仔細(xì)查看配網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用情況，確認(rèn)是否有相關(guān)零件需要進(jìn)行更換或調(diào)試。其次，工作人員需要定期檢查直屬子站所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性，而后可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)信息制作圖表、撰寫報告，并提交至有關(guān)部門[3]。

4.3 通信系統(tǒng)的設(shè)計

通信系統(tǒng)最為關(guān)鍵的作用便是能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換，因此，通信系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量的高低與否在一定程度上直接代表著整體10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)的質(zhì)量。在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計時，設(shè)計人員一定要加強(qiáng)通信系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性與合理性，最終應(yīng)達(dá)到這樣一個目標(biāo)，即利用通信手段能將各分支監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確地反饋至監(jiān)控中心系統(tǒng)，同理，也能做到有效傳送監(jiān)控中心的命令至各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)終端上。當(dāng)下通信傳輸方式多種多樣，但光纜通信是其中的最佳方式，特別是將其應(yīng)用在對通信系統(tǒng)有特別高要求的變電站或二級站中，能夠很好提升通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是對于低壓線路架空干線而言，由于其受外力因素影響較大，同時為了滿足部分線路改造要求，在選擇通信方式時應(yīng)因地制宜。從目前的10kV 配網(wǎng)自動化建設(shè)而言，根據(jù)實際情況采用多種方式構(gòu)建通信系統(tǒng)才是優(yōu)質(zhì)設(shè)計方案。

4.4 環(huán)網(wǎng)形式

從實際經(jīng)驗出發(fā)，環(huán)網(wǎng)形式已成為10kV 配網(wǎng)自動化設(shè)計的首選，這主要是由下列幾個原因造成。首先，距離是影響配電網(wǎng)線路選擇的主要因素之一，相比于距離過遠(yuǎn)的兩條線路，距離近的線路不但可以改變輸電路徑，還能提高通信系統(tǒng)的連接性；此外，若能持續(xù)優(yōu)化配網(wǎng)架構(gòu)，也可以顯著增強(qiáng)輸電效率與質(zhì)量。其次，如果借助計算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建環(huán)網(wǎng)供電，就能避免很多設(shè)計上的誤差，從而提高線路運行的準(zhǔn)確度。最后，環(huán)網(wǎng)形式的應(yīng)用優(yōu)勢還表現(xiàn)為即使部分線路出現(xiàn)運行故障，也不會影響其他線路的正常運行，進(jìn)而確保供電的可持續(xù)性，提升用戶用電體驗。

4.5 自動重合分段器

在我國現(xiàn)階段，大部分電站采用的是人工手動控制電閘開關(guān)，稍微先進(jìn)的就是聲控或感應(yīng)控制電閘。電閘開關(guān)主要起保護(hù)作用，為了使其向科學(xué)化和人性化發(fā)展，應(yīng)采用自動重合分段器，這樣能有效節(jié)省人力物力，使保護(hù)工作更加到位。在變電站中安裝自動重合閘以控制開關(guān)，其原理主要是在輸電線路上配置多組自動小閘或小開關(guān)，對電壓進(jìn)行實時檢測，每一段電壓故障通過小閘后，會被立即檢測出來，然后根據(jù)電壓數(shù)值采取自動斷開或延時輸電操作，有效保證電流的順利輸送[4]。

4.6 中心站設(shè)計

類似于通信系統(tǒng)，中心站在10kV 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中發(fā)揮的作用也是不可忽視的，其最主要功能便是可以實時監(jiān)測配網(wǎng)運行狀態(tài)。同時，中心站是由多種系統(tǒng)組合構(gòu)成的，具有復(fù)雜性的特點，工作涉及內(nèi)容繁多，主要包括定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)以及檢測系統(tǒng)等。光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是建設(shè)中心站的最優(yōu)選擇，其既可以在提高數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確度方面發(fā)揮作用，還能夠保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c有效性。

4.7 加大對自動化電網(wǎng)設(shè)備維護(hù)和運行的投資

受地域因素影響，當(dāng)下10kV 配網(wǎng)運行環(huán)境復(fù)雜，給配電網(wǎng)運行質(zhì)量也帶來不利影響，因此，相關(guān)企業(yè)還需加強(qiáng)對配電設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，持續(xù)優(yōu)化配網(wǎng)運行環(huán)境。這就要求運營公司要重視與設(shè)備制造商的合作，加強(qiáng)前期設(shè)備資金投入，引進(jìn)更加專業(yè)的維護(hù)設(shè)施，提高配網(wǎng)設(shè)備維護(hù)質(zhì)量及效率。同時，運營公司應(yīng)通過自動化系統(tǒng)采集的運行數(shù)據(jù)，合理判斷配網(wǎng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障問題并采取相應(yīng)措施，延長配電設(shè)備使用壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，推動10kV 配電網(wǎng)絡(luò)自動化發(fā)展是一項利國利民的重要舉措，也是新時代下我國電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，其不僅能在促進(jìn)電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性方面發(fā)揮積極作用，同時也能實現(xiàn)區(qū)域電力資源的有效配置，避免資源浪費。為了充分發(fā)揮10kV 配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，本文主要參考當(dāng)下鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的實際生產(chǎn)水平及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，從直屬子站、通信系統(tǒng)、環(huán)網(wǎng)形式、自動重合分段器、中心站設(shè)計以及投資力度六個方面淺談如何提升10kV 配電網(wǎng)自動化建設(shè)質(zhì)量，以便能為廣大群眾提供更優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。但無法否認(rèn)的是，由于我國各個區(qū)域間的發(fā)展水平存在不一致的情況，因此必然會導(dǎo)致10kV 配電網(wǎng)自動化建設(shè)的水平及進(jìn)程有所不同，仍有一些漏洞需要電力人員在未來依靠科技發(fā)展不斷加以改善。