王志強(qiáng)

(吉林撫松水電股份有限公司，吉林 白山 134500)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)前生產(chǎn)生活離不開(kāi)電力的支持，尤其是10kV電力系統(tǒng)尤為重要，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要保障?？茖W(xué)、合理的設(shè)計(jì)10kV配電站電氣系統(tǒng)，對(duì)保障10kV配電站運(yùn)行具有重要作用。

1 10kV配電站電氣系統(tǒng)方案

1.1 10kV配電站開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)方案

10kV配電站開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)在占地面積上有一定要求，一般根據(jù)配電站開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的大小來(lái)加以明確，出線(xiàn)多采用電纜及架空線(xiàn)纜的方式，不僅能夠確保開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)也極大降低了10kV配電站電氣系統(tǒng)的占地面積。其中電纜出線(xiàn)模式中需要針對(duì)配電裝置開(kāi)關(guān)站發(fā)電機(jī)情況加以設(shè)置，此種形式的后期維護(hù)要求較高，維護(hù)人員需要掌握高壓配電裝置的實(shí)際情況，針對(duì)開(kāi)關(guān)站具體應(yīng)用模式加以分析，從而進(jìn)行故障判斷及日常運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的記錄。架空出現(xiàn)模式其維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，占地面積較小，但在工程施工中，需要建立鐵塔以架空線(xiàn)纜，其先期建設(shè)所需資金較多。上述兩種開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)需根據(jù)10kV配電站的實(shí)際需求及預(yù)算加以選擇。

1.2 10kV配電站GIS電氣系統(tǒng)方案

GIS電氣系統(tǒng)方案與開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)類(lèi)似，其出現(xiàn)也是采用電纜及架空線(xiàn)纜兩種形式。與開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)不同的是，GIS電氣系統(tǒng)電纜出線(xiàn)模式需通過(guò)GIS設(shè)備與出線(xiàn)設(shè)備相連，并需負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)、避雷器等電氣設(shè)備，上述設(shè)備在運(yùn)行中極易出現(xiàn)運(yùn)行諧波，電氣設(shè)備之間容易出現(xiàn)交互式影響，也會(huì)污染變電網(wǎng)，一般多采用穩(wěn)定直流電及濾波器加以完善。架空線(xiàn)纜出現(xiàn)模式同樣依靠GIS設(shè)備進(jìn)行出現(xiàn)，并將線(xiàn)纜敷設(shè)與鐵塔之上，但與開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)有所不同，GIS電氣系統(tǒng)出現(xiàn)所需線(xiàn)纜及鐵塔數(shù)量較少，布局比較緊密，因此，在性?xún)r(jià)比上具有較高的優(yōu)勢(shì)，其后期維護(hù)工作也相對(duì)比較簡(jiǎn)單。

根據(jù)對(duì)以上兩種方式技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性加以分析，GIS電氣系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比及后期維護(hù)費(fèi)用與技術(shù)水平較低，其適用性水平較高。同時(shí)，GIS電氣系統(tǒng)的故障率較低，尤其是外部絕緣故障比例極低，在10kV配電站運(yùn)行中極少出現(xiàn)絕緣性故障。雖然在前期建設(shè)過(guò)程中投入費(fèi)用較高，但在10kV配電站出現(xiàn)故障后，通過(guò)GIS電氣系統(tǒng)維修費(fèi)用比較低，各項(xiàng)損失情況較輕。鑒于此，當(dāng)前10kV配電站電氣系統(tǒng)多采用GIS模式，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和便捷性。

2 10kV配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 10kV配電站電氣系統(tǒng)方面

在10kV配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，需要針對(duì)進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)回路數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般根據(jù)配電站實(shí)際情況分析，10kV配電站多采用16回進(jìn)線(xiàn)，其進(jìn)線(xiàn)端通過(guò)內(nèi)橋進(jìn)行接線(xiàn)安裝，而出線(xiàn)則需采用母線(xiàn)加以分段式連接。相對(duì)110kV配電站而言，10kV配電站系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，只需通過(guò)變電站層面及間隔層面加以構(gòu)建。

其一，變電站層面系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面。(1)10kV配電站監(jiān)控終端上位機(jī)，上位機(jī)需要針對(duì)底層設(shè)備數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，通過(guò)設(shè)備傳感器收集系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備實(shí)時(shí)情況加以檢測(cè)。同時(shí)，10kV配電站上位機(jī)還需滿(mǎn)足數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)圖形化展示，并確保其在正常狀態(tài)下運(yùn)行，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)超限情況，10kV配電站上位機(jī)需要對(duì)其報(bào)警，以提醒管理人員針對(duì)10kV配電站超限現(xiàn)象進(jìn)行處理。(2)10kV配電站工程師站，在10kV配電站電氣系統(tǒng)之中，需要在每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中設(shè)計(jì)工程師站，工程師站主要功能是針對(duì)系統(tǒng)加以維護(hù)，通常顯示在每一個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之中。工程師站節(jié)點(diǎn)設(shè)置情況是確保整個(gè)10kV配電站正常運(yùn)行和日常維護(hù)的重要組成部分，因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要針對(duì)變電站層面系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)加以分析，以保障10kV配電站工程師站能夠全方面覆蓋整個(gè)系統(tǒng)之中。(3)10kV配電站通信管理機(jī)，其主要功能是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端與上位機(jī)之間進(jìn)行信息及數(shù)據(jù)通信的轉(zhuǎn)換，一般包含信息規(guī)約及格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。換言之，通信管理機(jī)就是一臺(tái)調(diào)度管理機(jī)，將10kV配電站變電站層面各個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備聯(lián)系起來(lái)。另外，通信管理機(jī)可以實(shí)現(xiàn)通信調(diào)度與轉(zhuǎn)換，其調(diào)度和轉(zhuǎn)換根據(jù)所設(shè)置的權(quán)重值，進(jìn)而保證整個(gè)10kV配電站變電站層面設(shè)備間通信的暢通。(4)10kV配電站線(xiàn)纜設(shè)備，在配電站變電站層面的各個(gè)設(shè)備之間，線(xiàn)纜質(zhì)量是確保各項(xiàng)設(shè)備通信順暢的首要保障，需根據(jù)變電站層面的實(shí)際情況選擇線(xiàn)纜規(guī)格，從而保證通信信號(hào)能夠通過(guò)線(xiàn)纜順利傳輸。

其二，10kV配電站間隔層面。間隔層面分布在各個(gè)電氣設(shè)備之中，通過(guò)間隔層面將各個(gè)電氣設(shè)備相互之間保持隔離，從而避免電氣設(shè)備之間相互影響和干擾。因此，合理應(yīng)用間隔層是確保各個(gè)電氣設(shè)備正常運(yùn)營(yíng)型的首要保障，在確保電氣設(shè)備彼此隔離的基礎(chǔ)之上，還需控制設(shè)備間信號(hào)彼此相連，從而形成鏈路斷開(kāi)、信號(hào)相連的設(shè)施連接形式，以促使電氣設(shè)備高效運(yùn)行。一般情況下10kV配電站間隔層多以單片機(jī)系統(tǒng)作為隔離層，也就是常見(jiàn)的16位PIC系統(tǒng)，通常ROM用于10kV配電站間隔層面輸入通道，而RAM則用于輸出通道器件。將單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于電氣隔離的同時(shí)，還需保證電氣設(shè)備之間信號(hào)得以相互傳輸，另外，10kV配電站電氣設(shè)備之間的隔離層面需滿(mǎn)足繼電保護(hù)及變壓器的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并針對(duì)系統(tǒng)加以保護(hù)。由此可見(jiàn)，間隔層面是10kV配電站系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)配電站實(shí)際情況及功能需要加以設(shè)計(jì)，并針對(duì)不同的電氣設(shè)備進(jìn)行差異化處理，從而滿(mǎn)足10kV配電站安全、合理運(yùn)行的需求。

2.2 10kV配電站電氣保護(hù)方面

10kV配電站電氣保護(hù)系統(tǒng)主要分為三個(gè)組成部分，分別是母線(xiàn)保護(hù)、旁路保護(hù)及電源保護(hù)。其中，母線(xiàn)保護(hù)最為重要，在10kV配電站之中，只有確保母線(xiàn)在科學(xué)、全面的保護(hù)下工作，才能滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一般情況下，10kV配電站多采用分布式母線(xiàn)模式，此種，模式中，母線(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)針對(duì)包含隔離保護(hù)及中央保護(hù)兩部分實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電站母線(xiàn)的管理，隔離保護(hù)是將信號(hào)傳輸鏈路階段，避免母線(xiàn)之間及母線(xiàn)和設(shè)備之間的相互干擾。中央保護(hù)是針對(duì)配電站母線(xiàn)下設(shè)的子單元進(jìn)行保護(hù)與協(xié)調(diào)，一旦各個(gè)子單元在運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題，中央保護(hù)系統(tǒng)立即下達(dá)跳閘命令，從而保護(hù)母線(xiàn)及其他子單元的正常運(yùn)行，以保障整個(gè)10kV配電站的科學(xué)運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，10kV配電站電氣系統(tǒng)主流設(shè)計(jì)模式包含開(kāi)放式中型電氣系統(tǒng)與GIS電氣系統(tǒng)，兩者之間各具優(yōu)勢(shì)，但由于GIS電氣系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比較高，后期維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，當(dāng)前大部分10kV配電站多采用GIS系統(tǒng)，在GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況判斷配電站各項(xiàng)需求，并降低電器元件諧波情況，以確保10kV配電站正常運(yùn)行。

[1] 黃峰.10kV配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017，(19):2882-2882.

[2] 晏聰.探究10kV 配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016，(20):2742-2742.

[3] 胡平,董昕,賀春光等.基于10kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的110kV變電站接線(xiàn)型式選擇[J].上海電氣技術(shù),2017,10(2):31-34.

[4] 佟靜.關(guān)于10kV配電站電氣設(shè)計(jì)的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015，(16):188.

[5] 李威龍.淺析10kV配電站電氣系統(tǒng)的設(shè)備及設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017，(1):739.

[6] 李攀.10kV變配電站一、二次電氣設(shè)備的選擇[J].城市建設(shè)理論研究,2015，(22):2124-2125.