10kV配电网自动化改造方案探究

摘 要：城市配电网的大规模建设使得10kv开闭所的设计越来越重要。本文就10kV配电网自动化改造方案进行了探究，并结合了具体的工程实例，对10kV配电网自动化建设作了详细的介绍和研究分析，以期能为相关方面提供参考。

关键词：10kV配电网；自动化；改造方案

中图分类号：TM726 文献标识码：A

10kV配电网是城市和农村发展不容忽视的基础工程，是完善城市和农村整体规划的重要组成部分，也是城市农村发展和城网改造的主要依据。随着经济的发展，电力用户对供电可靠性和电能的质量提出了更高要求，这就促使了10kV配电网自动化改造的开展。然而开闭所作为将高压电力分别向周围的几个用电单位供电的电力设施，在10kV配电网自动化改造中占有一部分，并对10kV配电网自动化改造起到有重要作用。本文就10kV配电网自动化改造方案进行了探究，以期能为10kV配电网自动化改造提供参考。

1 工程概述

据勘查，某开闭所占地200平方米，拥有2回路10kV进线，13回路10kV出线，运行方式为单母线分段运行。作为电网的重要组成部分，该开闭所为小区及其附近区域负荷提供安全、可靠的电力供给。根据该开闭所所在地的供电局配电自动化的改造要求，自2011年6月起，按照“自动化+智能化”模式对该开闭所进行综合改造。改造工程实施前，该开闭所进线、出线、母线分路开关、配电变压器保护配置均为早期的，没有任何远传通讯功能，且相关线路的开关操作只能在就地实现，故障信息只能显示在微机保护面板上，无法实现对母线PT及各线路用电负荷情况的远程检测，也不能满足无人值班的“三遥”功能要求。同时，调度和运行人员无法获悉相关的环境变量信息，这对开闭所的日常维护与运行管理造成诸多不便。

2 智能化改造总体方案

根据分析供电部门目前拥有自动化设备与继电保护相关配置的实际情况，确定将原有设备更加，将远方遥控能力增加，并且将井沟野味监测、实时图像视频监测、刷卡门禁、烟感报警装置、采集环境温湿度装置、远动信息管理主机、采集压变小车位置装置、母线电压等装置全面增设，确保采用EPON-ONU设备把站内的相关信息在调度控制中心通过光纤传送。目前，改造开闭所智能化工作具体包含间隔级控制层与站级控制层等部分的改造工作，智能化系统综合网络示意图详见图1。

智能化系统主要是通过以分层控制独立单元的形式构成网络结构，其主要是以分散分布类型呈现，对远动信息管理主机具有互不依赖、互不影响、互相独立等基本特征。

2.1 改造站级控制层

改造站级控制层的工作具体包含光交换机、监控图像硬盘录像机、远传通信主机EPONONU、TSM300C型号的远动信息管理主机等装置的增设工作。另外，远传通讯主机与远动信息管理主机均是通过直流24V进行供电。远动主机主要是采用Windows操作系统进行运行共组，有着友好的界面，在更改设置方面相对灵活。电力企业在运行图像监控硬盘录像机时，属于内部局域网中相对重要的阶段，电力企业内部局域网中主要是通过Windows计算机进行授权处理，对于监控摄像机所记载的历史画面以及实时画面可以通过IE浏览器全面浏览，这样的浏览方式能够保证处于无人值守情况下的开闭所全面实现实时监控的工作。

2.2 改造间隔级控制层

根据电气间隔配置的需求安装I/O单元测控装置，将母线中置柜、母线分路开关、所有进出线等设备中存在的信息采用远传远控制软件从通讯主机往调度中心传送。所有保护测控单元的装置的事故报警信息以及实时测量数据均能够采用I/O单元测控装置进行全面显示。置柜测控装置位于新装母线中时，主要是对小车工作位置与两路压变电压中的信息进行全面采集。另外，还能够采用无源接点的方式将液位报警系统、烟感报警系统所发出的告警信息进行采集上传的工作。通常是在LED显示屏上将采集环境温度湿度装置发出的湿度与温度进行显示。将一台门禁主机进行装设，主要是采用RS485通讯网络将刷卡人以及开门信号所传出的信息网远动主机进行传送。图像监控系统将开闭所内所监控的实时画面通过枪机摄像头往硬盘录像机传送，同时进行保存，给事后有用信息的调取提供方便。

2.3 网络通信

通过以太网以及串口等方式设置站级网络，具体是通过RS485屏蔽双绞线在间隔层网络中传输信息。通过IEC870-5-103对间隔级I/O单元通讯以及站级设备做好规约的工作，另外，通过新下发的IEC870-5-101/104与CDT系统对调度端通讯进行规约。

3 二次回路设计方案与主要内容

3.1 分析二次回路的设计方案

通过分析二次回路设计方案的实际情况得知，设计人员在改造原有系统时，应该对施工是否安全、是否能够全面实施、停电因素等方面进行综合考虑，确保能够给系统日常运行维护、日常管理、施工等工作奠定基础。由于二次回路属于较为错综复杂类型的，因此，工作人员对二次回路设计方案进行确定之前，应该对资料进行收集以及核实接线情况。对二次回路进行设计时，将各种新增设装置的安装位置有效的安排，尽量的把占地空间减少，使增设装置的布局能够满足人性化、合理化等需求。改造二次回路的工作中，应该要给新系统逐渐截图并且替换新旧间隔做好保障，首先应该将新改造的信号回路、电压回路、控制回路等进行全面构造，改造过程中倘若回路间没有相互牵扯的关系，尽可能的维持原样，使再次敷设电缆的工作得到减少，从根本上促进施工工作量得到降低。为了降低改动部分通讯控制线的数量，应该合理的将端子排在柜内添加。对于处于位置的信号过接、电源、通讯等，采集综合信号控制箱的设置方式应该以独立设置为主。应该综合考虑箱内走线、箱内安装是否美观方便，通常情况下，应该通过独立箱体以及壁挂等方式进行安装，给接地提供保障。

3.2 改造二次回路的实际内容

（1）将配变保护装置TSW841、线路保护装置TSW816等间隔层设备全面升级，整个装置需要做好更换的工作，同时核对调度信息以及调试保护装置。

（2）在改造工作中，把16个就地切换开关、远方切换开关进行增设，在控制回路原有的基础上接入，同时在保护装置中接入变位信号，改造施工现场应该做好安装、开孔等工作。

（3）合理的增加远动通讯管理装置TSM300C等站内控层设备，将RVSP2×0.75屏蔽网络双绞线通过总线方式在站控层设备以及间隔层保护设备中进行全面架设，确保开闭所内能够自行构成自动化系统。另外，还应该现场安装、定位TSM300C装置，同时录入信息量，将各站控层装置中的通讯线进行全面敷设。

（4）开闭所内通讯设备的增设工作，主要包含内光端机设备EPON-ONU的增设工作，将调度机房通讯的光纤进行增设。通常情况下，均是在母线分路开关隔离柜内完成初步定位ONU设备的工作。

（5）在母线分路开关隔离柜内完成安装母线测控设备的工作，并且将2#压变柜以及1#压变柜进行铺设，确保母线测控装置在完成安装工作后，对母线电压能够全面采集。室柜内部应该将多功能插座、接线端子、直流空气开关、交流空气开关等进行增设。

（6）做好图像监控系统的增设工作，还应该将综合采集控制箱、工作电源线、控制线、视频线等方面进行良好的控制，主要是通过沿墙PVC管明敷作为线路的走线方式，托架式枪机在工作时有着12V的电源，同时将电源转换盒安装在枪机旁。

（7）将液位采集系统进行增设，其中主要包含将液位采集探针安装在电缆沟内，沿沟暗敷作为主要的走线方式。

（8）在南边门的位置安装刷卡门禁系统，并且将磁铁条固定在门上，将1个主机箱安装在门内墙边，1个门开关加装在主机箱旁，把1个刷卡器固定在门外墙上。将电源线以及485通讯线在主机箱内引出指导采集综合控制箱的位置进行管线敷设，以沿墙PVC管明敷作为主要的走线方式。

（9）分别在室内北面、室内南面与地面距离1.6m的位置将环境温湿度采集器进行增设，确保采集器的工作电源盒处于独立的状态，从采集器内将485通讯线引出直到综合采集控制箱的位置，以沿墙PVC管明敷作为主要的走线方式。

（10）在直流屏后方与地面墙角距离1m的位置安装综合信息采集控制箱，安装的综合信息采集控制箱应该有液位继电器、DVR硬盘录像机等装置。分别从综合信息采集控制箱内引出4×1.5电缆、485总通讯线、AC220V总电源线直到母分隔离柜TSW800BK装置、2#进线柜、不间断电源所在柜等位置。

3.3 接入信息的方法

开闭所内输入信息可以分成视频图像透传、串行通信输入、接点输入等3种类型的方式。电气单元中的I/O测控装置主要是通过接点方式将液位报警信息、烟感报警信息、主要信息等方面全面接入。而保护装置中采集温湿度系统、门禁系统、其余信息等处理工作主要是通过输入串行通信的方式进行，采用透传输入视频图像的操作对图像监控视频画面进行全方位的处理，最后，采用光纤传送的方式将不同类型的信息在调度中心做输入处理。

结语

综上所述，随着经济的发展，电力用户对供电可靠性和电能的质量提出了更高要求，由于电压波动和短期内停电都容易造成巨大的经济损失，因此在目前电网改造工作中对自动化方面的改造要求也越来越高。本文针对10KV配电网自动化改造中开闭所的改造作了详细研究，以期能为10kV城市配网开闭所、环网站的自动化与智能化改造提供了借鉴。

参考文献

[1]袁毅.讨论10kV中压配电网的自动化设计方案[J].科技与企业，2012（24）.

[2]徐力钧.10kV开闭所的电气设计[J].建筑电气，2008（10）.