白雪 林瑞安

摘 要：10k V智能配電網(wǎng)是城市電網(wǎng)的重要組成部分，國家電網(wǎng)公司新發(fā)布的《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDW1738-2012）對配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的區(qū)域劃分、負(fù)荷預(yù)測、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備選型以及計算分析要求等進(jìn)行了規(guī)范。結(jié)合新頒布的導(dǎo)則，從配電自動化的構(gòu)建等方面，結(jié)合某縣實施的配電自動化的應(yīng)用實例來闡述配電自動化的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);自動化;設(shè)計;應(yīng)用

前言

隨著信息化程度的不斷提高，對電網(wǎng)自動化程度的要求也越來越高，國家電網(wǎng)對配電自動化工作越來越重視，投入的建設(shè)資金也逐年增加。

1. 配電網(wǎng)自動化的情況簡介

向電力客戶提供穩(wěn)定不間斷優(yōu)質(zhì)的電能是電力行業(yè)的基本職責(zé)，在強(qiáng)化配電網(wǎng)一次設(shè)計案基礎(chǔ)上，把配電自動化及其通信、信息采集智能化提高到十分重要的位置。

（1）按照設(shè)備周期管理要求，通過對配電網(wǎng)各控制節(jié)點開關(guān)的實時監(jiān)測和控制，在配電網(wǎng)故障時及時隔離故障點，縮小停電范圍，盡快恢復(fù)非故障區(qū)域的正常供電。在項目設(shè)計時合理選用開關(guān)設(shè)備及其信息采集系統(tǒng)，對配電線路聯(lián)絡(luò)開關(guān)、必要的分段開關(guān)配置“三遙”

（遙控、遙信、遙測），對支線開關(guān)節(jié)點實現(xiàn)遙信、遙測[1]。

（2）配電網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)根據(jù)配電區(qū)域的現(xiàn)場情況選擇通信方式，如架設(shè)光纖、無線網(wǎng)、滿足配電自動化等通信技術(shù)要求，縣級公司目前主要采用租用社會公共通信設(shè)備通道[2]。

2. 10kV開關(guān)設(shè)備滿足配電自動化的要求

要實現(xiàn)10kV電網(wǎng)的自動化，應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行規(guī)范，以電纜線路為主的城市電網(wǎng)，配電線路主要通過環(huán)網(wǎng)柜來實現(xiàn)電網(wǎng)線路的連接，環(huán)網(wǎng)柜的配電自動化主要選擇配電自動化站所終端（DTU）來實現(xiàn);架空線路的配電自動化通過柱上開關(guān)來實現(xiàn)，柱上開關(guān)的配電自動化通過配電自動化饋線終端（FTU）來實現(xiàn)，主要考慮這幾種設(shè)備的要求[3]。

2.1 ?環(huán)網(wǎng)柜基本要求

環(huán)網(wǎng)柜基本要求是：進(jìn)線選擇負(fù)荷開關(guān)，出線選擇斷路器;進(jìn)線負(fù)荷開關(guān)預(yù)留IA、IC兩相CT（0.5S計量、5P10保護(hù)）、零序 CT;出線斷路器預(yù)留 IA、IC兩相 CT（0.5S計量、5P10保護(hù)）、零序CT;采用電操機(jī)構(gòu)DC48V（見表1）。

2.2 ?DTU基本參數(shù)要求

每個環(huán)網(wǎng)柜的DTU都按照8間隔配置，應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，方便安裝施工。對于預(yù)留有安裝空間的環(huán)網(wǎng)柜，選配戶內(nèi)遮蔽立式DTU，對于未預(yù)留安裝空間的環(huán)網(wǎng)柜，選配戶外立式DTU;對于光纜可以覆蓋的環(huán)網(wǎng)柜，對應(yīng)DTU考慮選用光纖通信。對于光纜無法覆蓋到的環(huán)網(wǎng)柜，對應(yīng)DTU考慮選用無線通信方式。

2.3 ?柱上開關(guān)基本要求

柱上真空開關(guān)和不實現(xiàn)自動化的開關(guān)設(shè)備沒有太大區(qū)別，主要在操作機(jī)構(gòu)上要選擇電磁操作機(jī)構(gòu)或永磁操作機(jī)構(gòu)及其配套的電流互感器、航空插頭按國網(wǎng)推薦配置參數(shù)。

2.4 ?FTU基本要求

FTU 需匹配對應(yīng)的一次柱上開關(guān)，當(dāng)一次柱上開關(guān)為彈簧操作機(jī)構(gòu)時，F(xiàn)TU需為操作回路需匹配彈簧操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)一次柱上開關(guān)為永磁操作機(jī)構(gòu)時，F(xiàn)TU需匹配永磁操作機(jī)構(gòu)。為便于操作建議選用箱式FTU，箱體結(jié)構(gòu)要求采用304不銹鋼材質(zhì)，同時箱體需預(yù)留4G通信模塊天線開孔。

3. 應(yīng)用實例

某縣配電自動化實施的情況如下：某縣為C、D 類供電區(qū)域，某縣供電面積 1289.6 平方公里;現(xiàn)有10k V 線路 58 條，其中公用線路 49 條，用戶專線 9 條。

（1）縣實施區(qū)域內(nèi)架空網(wǎng)采用的結(jié)構(gòu)主要為單聯(lián)絡(luò)、輻射式，電網(wǎng)采用的結(jié)構(gòu)主要有單射式、單環(huán)式，平均分段數(shù)1.55。供電可靠性約為99.9%;滿足接入自動化主站的要求，截至2017年底，改造10k V配電線路21條，自動化覆蓋率達(dá)42.86%。配電網(wǎng)主要采用架空線路為主，城區(qū)部分地段為電纜線路，目前，工程主要是柱上開關(guān)及FTU來實現(xiàn)。2018年改造10k V配電線路25條，使自動化覆蓋率達(dá)93.88%。2019年提升改造10k V 配電線路 3 條，使用中的配電線路自動化覆蓋率達(dá)95%以上。

（2）通過對電網(wǎng)配電自動化改造，配電開關(guān)設(shè)備均采用“三遙”（三遙當(dāng)二遙使用）方式，并配置無線通信模塊。主站通過無線系統(tǒng)通信，記錄開關(guān)跳合閘狀態(tài)，實現(xiàn)配電開關(guān)設(shè)備“二遙”;通過過壓故障告警、過流故障告警、欠壓故障告警、漏電故障告警等狀況及時告知運(yùn)維操作人員，提高了搶修效率[4]。

（3）結(jié)合本區(qū)域的電網(wǎng)特點，縣配電網(wǎng)饋線自動化實現(xiàn)方式采用故障定位式/就地型重合器式。10k V配電線路采用了電壓型保護(hù)（就地型饋線自動化），該型保護(hù)采用的保護(hù)邏輯為失電分閘，得電合閘，再配以變電站重合閘，可使線路快速分離故障區(qū)段。

（4）由于架空線路的結(jié)構(gòu)特點，干線分段與聯(lián)絡(luò)開關(guān)，均需要采用FTU實現(xiàn)配電自動化功能;每個開關(guān)安裝電壓互感器為FTU提供電源，并采用蓄電池或儲能裝置為后備電源，一旦線路停電，也能夠進(jìn)行操作。FTU 電源模塊應(yīng)采用 24V 蓄電池充電和通信設(shè)備供電，電池容量不小于7Ah，確保交流失電后，能夠供電時間大于等于8小時，終端應(yīng)具備蓄電池自動充放電與電池狀態(tài)監(jiān)測功能;FTU具備串口、以太網(wǎng)及無線通信功能。

（5）由于FTU具有電源模塊及通訊模塊，當(dāng)線路開關(guān)跳閘時，可迅速根據(jù)報文分析故障區(qū)域（FA），提高線路搶修速率，減少線路搶修時間。2019年8月10k V苦竹線由于車輛撞斷20#桿，造成10k V苦竹線D01過流1段動作，動作電流1300A，遠(yuǎn)程看到報文后即分析故障區(qū)域范圍，將原本需要巡線1小時的時間大大縮短。2019年9月10k V赤水線遭到雷擊但未斷線，線路由先失電分閘，后變電站重合閘動作，重合成功后，線路所帶臺區(qū)未感到停電。供電可靠性和客戶滿意度得到了較大的提高[5]。

（6）針對本縣的具體情況，架空混網(wǎng)純支線加裝遠(yuǎn)傳型故障指示器，采集線路狀態(tài)、終端裝置檢測的饋線故障信號、終端裝置異常信號;故障指示器采用架空線路懸掛方式安裝。通信主要是依靠同桿架設(shè)的通信電纜和租用移動公司通道。針對無架設(shè)光纖的站點，應(yīng)采用無線公網(wǎng)，通過運(yùn)營商內(nèi)部的虛擬私人網(wǎng)絡(luò)（VPN）系統(tǒng)通信，將信息傳送至電網(wǎng)運(yùn)維主站，通過幾年的實際運(yùn)行，能夠達(dá)到運(yùn)維要求，沒有出現(xiàn)異常故障[6]。

結(jié)束語：

配電自動化網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，2017 年以來實施的配電自動化工程，極大地提升了配電運(yùn)維水平，在配電線路發(fā)生故障停電時，主站第一時間掌握故障區(qū)域，及時隔離故障點恢復(fù)其供電。通過配電自動化系統(tǒng)的實時記錄，將各節(jié)點的負(fù)荷增長變化及運(yùn)行數(shù)據(jù)留下珍貴數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)。特別要關(guān)切的是保護(hù)整定必須更加精準(zhǔn)，開關(guān)設(shè)備的維護(hù)按規(guī)范及時進(jìn)行。隨著縣域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會電能需求的不斷增長，推動了縣域配電自動化的發(fā)展;在為城鄉(xiāng)提供優(yōu)質(zhì)的電能的同時，推進(jìn)了配電網(wǎng)的自動化、智能化更好地為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，為人民生活質(zhì)量提高提供更加可靠、優(yōu)質(zhì)的電力。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 國家電網(wǎng)公司.關(guān)于明確20千伏供電區(qū)范圍的通知[發(fā)展規(guī)二（2010）231號][Z].北京：國家電網(wǎng)公司，2016（10）.

[4] 金勇，劉俊勇，魏震波，等.特/超大型城市智能配電網(wǎng)調(diào)度高層應(yīng)用[J].供用電，2017，28（2）：18-22.

[5] 汪穗峰，張勇軍，任倩，等.配電網(wǎng)可靠性定量分析研究綜述[J].繼電器，2008，36（3）：79-83.

[6]吳佳偉.智能電網(wǎng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].供用電，2018（4）：17-21.