黃銘灝

摘要：對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并且借助各種自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理，可以提高配電網(wǎng)運(yùn)行水平，提高電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。本文對(duì)10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及配電自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析和探討，旨在提高10kV配電網(wǎng)的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；電網(wǎng)設(shè)計(jì)；可靠性

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們生產(chǎn)生活過(guò)程中對(duì)電力產(chǎn)品的需求也越來(lái)越高，在電力行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中必須要加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性的研究，10kV配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，10kV配電網(wǎng)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響了整個(gè)輸電線路的穩(wěn)定性和安全性，因此，提高10kV配電網(wǎng)供電的可靠性與穩(wěn)定性是電力行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的重點(diǎn)。通常情況下，10kV配電網(wǎng)保持在開(kāi)環(huán)運(yùn)行的狀態(tài)，在配電網(wǎng)線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該要對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并且要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，逐漸實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化控制，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各種故障問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與安全性。在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要加強(qiáng)對(duì)10kV配電網(wǎng)供電可靠性的研究分析，對(duì)影響其可靠性的原因進(jìn)行探討，并且針對(duì)各種問(wèn)題成因，采取相應(yīng)的措施，提高10kV配電網(wǎng)供電性能。

一、10kV配電網(wǎng)運(yùn)行問(wèn)題

配電系統(tǒng)的可靠性是配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的重點(diǎn)，可靠性指的是電網(wǎng)系統(tǒng)在分配電能以及為用戶提供電力服務(wù)的過(guò)程中保持穩(wěn)定、可靠的狀態(tài)，從而能夠有效地對(duì)各種電力故障進(jìn)行處理。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)當(dāng)前建設(shè)的配電網(wǎng)線路中以10kV為主，10千伏架空網(wǎng)輻射式又是配電網(wǎng)建設(shè)的主要方式，占所有10kV配電網(wǎng)線路的一半，10千伏電纜網(wǎng)單環(huán)網(wǎng)、雙輻射結(jié)構(gòu)所占比重分別為40%、24%。當(dāng)前10kV配電網(wǎng)線路建設(shè)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，為了給人們提供穩(wěn)定的電能產(chǎn)品，必須要對(duì)以往的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理化的改進(jìn)。10kV配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的主要問(wèn)題有兩個(gè)方面：第一，10kV配電網(wǎng)線路問(wèn)題。在10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)中，電路必須要能夠承受用戶在用電過(guò)程中產(chǎn)生的電壓，才能防止出現(xiàn)各種故障與危害，配電網(wǎng)電路的絕緣性是衡量電網(wǎng)線路運(yùn)行可靠性的重要因素，由于長(zhǎng)期使用，會(huì)導(dǎo)致10kV配電網(wǎng)電路表面的一些絕緣件出現(xiàn)損壞，失去響應(yīng)的作用，如果大面積范圍內(nèi)的絕緣件都出現(xiàn)問(wèn)題，則可能會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)現(xiàn)象出現(xiàn)，對(duì)正常運(yùn)行的供電系統(tǒng)產(chǎn)生影響，無(wú)法為用戶提供穩(wěn)定的電壓。第二，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，加強(qiáng)對(duì)最初的10kv配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)主要是依靠架空線來(lái)維持結(jié)構(gòu)的，其電源點(diǎn)結(jié)構(gòu)傾向于支持多戶用電，但是這種方式會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線的截面相對(duì)減少，一旦出現(xiàn)停電，影響范圍較大。第三，10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化水平較低。在10kV配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)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(duì)供電的恢復(fù)時(shí)間產(chǎn)生影響，會(huì)導(dǎo)致人們生活不便，而且可能會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。自動(dòng)化與智能化是電力行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，隨著信息技術(shù)在電力行業(yè)中的不斷應(yīng)用，配電網(wǎng)自動(dòng)化研究成為一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。當(dāng)前關(guān)于10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化控制的研究還不夠深入，10kV配電網(wǎng)電路的自動(dòng)化控制水平較低，對(duì)于配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，對(duì)配電網(wǎng)工作效率產(chǎn)生影響。

二、10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和自動(dòng)化技術(shù)

（一）10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

對(duì)10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化主要有以下三種方式：

1、環(huán)網(wǎng)形式的架空配電網(wǎng)改造。對(duì)于傳統(tǒng)的環(huán)式供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，存在不少問(wèn)題，較為突出的是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參差不齊。改造方案是使環(huán)式網(wǎng)絡(luò)逐步向多分段兩聯(lián)絡(luò)的接線方式過(guò)渡，日常開(kāi)環(huán)運(yùn)行，可以利用饋線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，對(duì)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行供電。具體來(lái)講，即與某線路有直接聯(lián)絡(luò)關(guān)系的其它10kV線路不超過(guò)2回，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和負(fù)荷發(fā)展情況，從單聯(lián)絡(luò)逐步過(guò)渡。線路采用10kV柱上斷路器自動(dòng)化成套設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)“三遙”功能，遠(yuǎn)程遙控實(shí)現(xiàn)線路轉(zhuǎn)供電和切除故障點(diǎn)功能。

2、10kV電纜線路配網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。隨著城市規(guī)劃改造，電纜線路越來(lái)越多，必須要對(duì)其輻射性供電方式進(jìn)行改變。電纜線路逐步向“N供1備”的接線模式過(guò)渡，主干線節(jié)點(diǎn)電房（包括聯(lián)絡(luò)點(diǎn)）通過(guò)改造或更換為自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)，采用斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)“電壓.電流”就地控制型的饋線自動(dòng)化模式。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，與其最近的斷路器柜通過(guò)電氣量和設(shè)定時(shí)間判定，最快地切除故障。不同層級(jí)的斷路器柜通過(guò)時(shí)間差（以0.15秒為級(jí)差，分2-3層級(jí)）來(lái)配合，過(guò)流保護(hù)Ⅰ段延時(shí)≤0.3秒，過(guò)流保護(hù)Ⅱ段延時(shí)0.5秒，過(guò)流保護(hù)Ⅲ段時(shí)限靈活整定，建議≤2秒。

3、單輻射架空配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在一些經(jīng)濟(jì)比較落后的地區(qū)，10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)依舊是輻射型的單電源供電方式，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的自動(dòng)隔離和供電恢復(fù)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(jié)構(gòu)的自動(dòng)化程度較低。對(duì)輻射式架空配網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方法是，在架空主干線路各節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一配置“電壓-時(shí)間型”功能的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電壓-時(shí)間就地控制型的饋線自動(dòng)化模式。根據(jù)“電壓.時(shí)間”邏輯判斷，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，變電站10kV線路出線開(kāi)關(guān)跳閘，切斷故障電流，通過(guò)逐級(jí)延時(shí)合閘送電，判斷故障段位置并發(fā)出閉鎖信號(hào)，從而自動(dòng)隔離故障段線路，恢復(fù)非故障段線路供電。此外，積極利用新立項(xiàng)目解決該線路的單輻射問(wèn)題，向單聯(lián)絡(luò)乃至多分段兩聯(lián)絡(luò)模式過(guò)渡，提高可靠性。

（二）10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)自動(dòng)化

智能電網(wǎng)是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的方向，智能電網(wǎng)的特征之一就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的改造以及自動(dòng)化控制，長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于配電網(wǎng)的研究都是滯后于主網(wǎng)的，而且一些設(shè)備的老化故障也不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)。因此在10kV配電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中要積極加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的升級(jí)改造，采用智能分布式型的饋線自動(dòng)化模式，要求高供電可靠性的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、光纖專網(wǎng)的通信環(huán)境和快速開(kāi)斷的斷路器，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)消除線路故障。在10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)自動(dòng)化的研究過(guò)程中，集中監(jiān)控越發(fā)重要，主要集中于故障自動(dòng)化處理、信息高效傳輸?shù)确矫?。因此，必須加?qiáng)對(duì)通信數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，通信數(shù)字化指的是對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各種信息傳遞過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，控制中心與各電網(wǎng)設(shè)備之間的通信、變電站之間的通信等，都要保證通信質(zhì)量，能夠及時(shí)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行傳輸。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，主站通過(guò)與終端的信息交互進(jìn)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(shí)下發(fā)命令控制開(kāi)關(guān)合閘恢復(fù)非故障段供電。再比如，要實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能化發(fā)展，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)智能化是配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，要對(duì)智能化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，提高10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化與監(jiān)測(cè)能力、動(dòng)態(tài)和預(yù)警預(yù)防控制能力、事故分析和處理能力、系統(tǒng)恢復(fù)能力。另外，在緊急情況下，通過(guò)智能化控制技術(shù)，還能協(xié)調(diào)主電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的全面管理。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，10kV配電網(wǎng)電路是電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，其可靠性對(duì)整個(gè)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(shè)計(jì)過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)10kV配電網(wǎng)電路的供電可靠性分析，對(duì)10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)要加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化水平的提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV配電網(wǎng)的自動(dòng)控制，對(duì)各種故障進(jìn)行自動(dòng)處理，提高10kV配電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性。