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城区10kV配网系统自动化设计与可靠性分析任浩

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：任浩

[导读] 摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，当前配网运行过程中自动化技术有着十分广泛的应用，能够很大程度上提高配网运行的安全稳定性。

        国网朔州供电公司山西朔州 036000
        摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，当前配网运行过程中自动化技术有着十分广泛的应用，能够很大程度上提高配网运行的安全稳定性。10kV配网自动化建设，需要构建配电网络运行系统，借助数字化技术实现对能源的有效管理。在计算机网络支撑下，10kV配网在运行过程中，即使受到其他方面因素的干扰导致运行过程出现问题和故障，也可以及时采取针对性的控制措施实现对故障的有效控制，本文就此进行了研究分析。
        关键词：10kV；配网系统；自动化设计；可靠性
        引言
        电力能源的需求正在稳步上涨，对于配网系统来说，运行负荷与压力也在日益增加。为了保证配网系统的安全运转，必须要完善当前的运维管理制度，重点分析当前自动化控制系统运行期间经常出现的各类故障和问题，并且健全维护检修工作机制，强化管控水平，制定科学合理的解决方案，排除各类不良影响和干扰因素。
        110kV配网自动化系统概述
        10kV配网自动化系统属于一项系统性工程，其结构主要是由三部分构成的，分别是配网测控段设备、配网自动化主站系统、自动化子站系统。其中，配网测控段设备是配网自动化主站、子站系统稳定运行的前提。在实际运行中，主要通过检测技术、传感器技术对其系统进行控制，而且还能及时发现电网运行中所出现的问题，并且在第一时间进行控制。除此之外，还具有故障识别与隔离功能。而自动化主站系统是10kV配网自动化系统中最关键的组成部分，对其整个系统的运行都产生着重要的影响，而且还在数据存储、控制中发挥着至关重要的作用。同时该系统的功能也是十分齐全的。例如，在实际工作中，可以对系统故障报警、重播、处理的顺序进行准确记录，为其故障处理提供了一定依据。再如，还可以对电网数据进行采集等。10kV配网自动化系统中自动化子站主要是将相关数据输入到主站的通信处理器中，具有节省主站通道的作用。
        2配网系统的设计与分析
        2.1确立规划原则
        10kV配网自动化建设的前提和基础是能够促进配网架构的合理性，在规划的过程中配网的分布和架构是基础性的工作，为实现配网的自动化要首先完成第一步工作，也就是配网的分布和架构。在规划的过程中要明确相应的建设规则，首先，在建设的过程中要严格把控建设的标准，同时遵守相应的配网建设法律，在建设的过程中要对当地的实际情况进行考察，在结合当地实际情况的基础上进行配网的规划工作。其次，在推进配网自动化的过程中，要选择合理的主干道建设方式，主要是采用环网接线的方式，在线路传输过程中会使用到相应的导线与电力设备，在使用的过程中要具有相应的功能，能够在大负荷载量的基础上能够进行相应的负荷转移。再次，在线路安装的过程中，要能够依据一定的原则对线路进行分段，在分段的过程中要能够将分段线路的位置等不同的因素进行综合的考虑。最后，在配电设备的选择上，要提高设备的信息化，促进数字化的应用，这样的方式能够提高设备整体的可操控性，如果能够选择具有远程遥控的功能的系统是最好的。
        2.2环网控制对组件的要求
        一次电网结构是推行环网自动化控制的条件，这要求配网的一次电网结构采用多电源供电，即可保证１０ｋＶ线路上的负荷拥有超过两个的电源可以进行供电。

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这可以保证当出现故障时，故障点可以被主动隔离出正常网络，而其他正常线路自动重新接收电源的供电，实现供电网络重构。构建双电源供电的环路开关站结构，则可以保证供电条件与负荷转供能力，这一结构可以满足环网自动控制的要求。在自动化设备方面，环网柜开关站使用具有电流采集和通信功能的ＦＴＵ，这种设备能够实时传送线路上三相电流和开关的状态量（如开关的分合状态），及时向上级站传输故障相关信息。开关站采用ＲＴＵ设备，实时对站内各开关设备的工况进行数据采集与汇报。ＦＴＵ与ＲＴＵ设备可为环网控制提供必要的条件。要保证ＤＡ系统能够准确无误地进行故障隔离与非故障区域正常运行，必须确保环网中的终端设备的信息、特别是故障信息和变位遥信的信息能够及时准确地传送到系统主机，需要保证通信信道可以稳定、正常工作。一般情况下，采用光纤作为通信介质，把这些自动化设备联接起来，构成一个完整的环网通信系统。现采用联接光纤的光端机，该设备具有双环网自愈通信功能，在通信环路出现通信点故障时不影响其他设备的通信，可以极大程度地提高自动化通信的稳定性。环网控制系统软件具有ＳＣＡＤＡ功能，可实时监测连接于馈线上的各个终端设备状态，当线路出线故障时，自动化控制软件能够收采环路上ＲＴＵ和ＦＴＵ发送的故障信息。根据终端上报的故障信息和遥信变位情况，启用网络拓朴分析进程，快速定位故障发生位置，并且能够智能地制定隔离故障点并快速恢复正常运行线路供电的措施。采用ＴＯＰ２００环网控制系统，能够实现所管辖区域的配电设备和馈电线路实时数据的采集处理，对具有远动功能的配电设备进行监控，以及时处理故障并恢复正常运行线路供电。同时，还能实现向上一级配电主站系统进行数据的转发与处理主站制定的指令，有效减少主站系统的工作量。
        2.3配网系统设计与分析
        设计的配网系统由１个１０ｋＶ开关站与１０个环网开关站构成，１０ｋＶ开关站的两回出线向环网提供两个电源点，在每个环网开关站中有一个两进两出的环网柜。开关站的开关柜上装设微机保护及监控装置，具备过流、速断、零序保护功能，同时具有遥测、遥信和遥控“三遥”功能。在开关站内安装型号为ＴＯＰ２０Ｎ的ＲＴＵ设备，实时监测开关站内各开关设备的运行状态；在１０个环网开关站环网柜配备Ｔａｌｕｓ２００ＩＦＴＵ，具有故障检测功能。ＴＯＰ２００环网控制系统放于鼓浪屿供电所内，环网控制系统与各个ＦＴＵ通过光纤进行通信。建立环网控制系统的目的是使调度人员对此环网的运行情况进行监视，并能进行可靠遥控，线路出现故障时系统通过收集各ＦＴＵ的故障信息，根据系统当前运行情况及线路拓扑结构，迅速找出故障点，并给出有效隔离故障点方案。数据收集与采集以及综合信息控制系统ＴＯＰ２００Ｐ主要包括ＳＣＡＤＡ、ＤＡＳ、ＧＩＳ以及设备管理功能。数据功能主要是面向端设备（ＦＴＵ与ＲＴＵ等）开展数据收集的通信软件模块，可实现数据接收、采集、处理与转发以及发送下行命令的功能。包括通过查找末端故障部件确定故障区域；隔离故障区域；恢复非故障区域的供电；追查故障处理记录。同时系统还配有界面操作、ＧＩＳ绘图、电子报表等多项功能。
        结语
        10kV配电网自动化的建设直接关系着我国现阶段的电力建设，在配网自动化系统建设的过程中主要是为了促进资源和信息在不同的电力部门中进行共享，通过这样的方式能够促进配网的安全性能的提高。在我国不同的地区，由于技术的发展和经济的水平的限制，在建设的过程中会面临不同的问题，但是，通过对实际情况进行合理的规划和分析能够促进配网自动化的发展与进步。
        参考文献：
        [1]米楚洪.10kV配网自动化系统建设与设计研究[J].低碳世界，2017（2）：141-142.
        [2]庞博华.10kV配网自动化建设的规划与设计[J].技术与市场，2018，23（9）：58，61.
        [3]李振捷.10kV配网自动化建设的规划与设计思考[J].科技展望，2017，25（24）：96.