韩紫华

摘要:伴随着我国国民经济的飞速发展,社会对于电力的需求也不断增多,人们对电力系统也有了更高的要求。10kV配电网络是当前城市中最常见的电网设施,其配电网络系统包括了变电站、10kV配电网、用户运行与监控等等综合管理,所以对于它的安全性与稳定性要求也越来越高。10kV配网自动化是当前电网系统的发展方向,本文主要对10kV配网中的配网自动化的构成以及原理等方面进行分析,讨论了配网自动化的主要应用。

关键词:10kV配网 配网自动化 电力技术 电力系统

1 10kV配网自动化的应用优势

1.1 信息技术方面的优势

配电网的信息技术运用主要在设备管理、状态监测与用电管理三个方面,而安全则是电力系统运行的首要条件,为保证电力系统的安全运行,则应对其进行监测与控制。电网系统中绝缘系统很大程度上就是决定电网设备运行寿命的因素,对于电力设备的绝缘系统,由于其长期持续的工作,再加上环境因素作用,不可避免的会发生性能老化的现象,由此很容易发生用电安全事故。如果没有及时发现隐患并采取措施,极易导致严重的电网事故,造成重大的损失,配电网络采用自动化的10kV配网,对于高压配线上的开关设备与线路中的参数要进行监测,从而实现对故障区域的切断,迅速恢复供电,从而保障用电的安全稳定是配网自动化的极大优势。

1.2 在配电监控终端上的应用意义

配电监控终端是配网自动化系统的后台核心部分,主要包括了联络开关作用的终端与起到开闭开关作用的两种设备,目的是为采集配电网的及时信息并进行处理,执行来自远程的遥控命令并记录上报的时间,还有对电源起到失电保护、设定指令参数、遇到故障时诊断恢复等功能。监控终端在配电网系统中有很多优点,首先,其采用的是交流采集的方式,主要对电压、电流以及功率因素、有无功率等进行监测,还能精确地得到电能等数据,同时还具备了人工无法超越的通讯功能,能同时支持多种类型的通讯要求,并且还有远程遥控功能。

1.3 在通信网络方面的优势

优秀的电网系统要求尽量少的通讯端口设备使用,同时提高系统管控能力与可靠性,可以将电网系统划分为多个子群,每一个子群可以由几十个监控终端,这些子群都要进行统一的通讯管理。而管理这些子群的设备就是通信控制器,其主要功能就是接受后台发出的控制命令,并收集电网运行的数据,转发后台的指令。与此同时,还要保证上下通讯的畅通。主要对RTU和FTU等监控终端的通信通道进行监控,如果主通道被切断,自动化的电网系统就能够自动切换到备用通道中,还可以在网络接入时,兼顾监控功能,并有报警提示功能。

2 当前10kV配网自动化的应用现状分析

伴随着各项技术的发展与更新换代,配电网技术也逐渐向自动化方向发展,更是未来配电网的主要发展趋势。电力事业的发展已经有很悠久的历史了,在很早的时间前,人们就已经意识到电网的潜在危险,并不断在此事业上进行探索与研究。通过探索电网的特征与结构,不断再做着完善电网系统的改造与研究。在1990年的时候,我国就已经开展过关于电网改造的研讨会议,会议上也明确了配电网是电力系统的重要部分,针对存在的隐患与危险,也提出了改造电网的目标。为此,供电部门与电力企业也是积极响应国家的号召,提出了进一步完善配电系统,保证配电网的供应质量,满足人们对于配电网的高要求。

因此,实行配电网的综合改造一直以来都是电力企业的热门话题,配电自动化也是改造电网的主要发展方向。由于我国很早就已经形成了相关的配电网规定,因此只能在原来的基础上继续改造,所以要从实现自动化的配电网目标开始,工作开展相当困难,再加上受到很多技术、环境以及经济上的限制,电网自动化改造进度堪忧。

3 10kV配网自动化的技术实现

3.1 供电方式与一次设备

因受地区与经济发展等因素的影响,我国配电网的改造主要分为大中城市与农村电网两个方面进行,其中城市电网一般以电缆网的方式为主,而农村地区则为架空线的方式为主。而电源点、线路开关设备与架空线是决定农村配电网供电方式的主要因素,将电源点与网架以不同的方式组合起来,就构成了多种多样、类型丰富的供电方式。而线路开关设备则有环网柜、重合器以及分段器、断路器、符合开关等几种设备,这些设备也为配电网提供了功能丰富的供电方案。城市电缆网主要采用的则是环网柜做配电主设备线路的方式。但需要特别注意的是架空网匹配网自动化的优劣,包括停电次数与时间的控制,恢复供电的时间等目标。而实际上,架空线方式的配网有很大的故障隐患,用过重合器隔离的方式,进行统一规划,分步实施,确保及时切除故障,减少停电次数与时间,保证供电安全、稳定。

3.2 配网自动化设备的分析与选择

FZW28-12(F)型用户分界负荷开关在引进国内的配网领域中产生了很大的反响,该设备主要用于10kV及空线的配电线路T接用户入口处,就可以实现有自动隔离用户区域内的单向接地故障与相间短路故障等,避免了单用户线路以及设备故障影响到整条馈线,确保了同一线路上的用电安全。这也是目前我国10kV馈线电路最为理想的解决方案,进一步提高了配网自动化。其次,VSR3-20WS4B型号的多回路开闭器通常被用在10kV的城市电缆网建设与改造中,主要用于馈线负荷分段与多电源联络。其工作原理主要是通过真空的形式作为灭弧介质,以SF6气体为绝缘介质,不仅能保证绝缘性与密封性,且体积小、结构紧凑,有较高的耐腐蚀性,是目前较为安全可靠的设备。不仅如此,该设备还具有自动隔离分支线路的相间短路故障,减少停电次数与时间。

3.3 配网线路的接线方式

配电网自动化运行的核心部分就是配电网络的机构,同时其也是配网自动化的基础。而针对我国大型城市的电网规划要求,城镇架空线路的设置应采取环网布置开环运行的方式,利用柱上自动分段器把线路三分段三联络,如图1所示。而农村架空线则没有进行规定,一般采用的是三分段单联络的方式,如图2所示,对主干线进行重新的确定后,再将联络的线路确认为主干线,采用150mm2的导线,进行合理的分段。

4 结语

综上所述,配网自动化在10kV配网中不仅能解决很多传统配网线路的问题,还是保证配网安全正常运行的重要技术。伴随着电网技术的发展,更多的新技术将会应用到配电网中,相信更加能够实现配电网安全与经济性的要求。

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