配网自动化建设的规划与设计

摘要：改革开放以来，我国经济飞速发展，人民生活水平不断提高，随之而来的是用电量的不断扩增，全国范围内不但供电在急剧增加，而且供电范围也在不停扩张，这无疑会给供电设备的运营管理带来难度。文章分析了我国自动化配电网络系统的现状，根据其中存在的问题提出了相应的解决方案。

关键词：配网自动化；供电设备；配网规划；配网设计；用电量；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM734 文章编号：1009-2374（2016）19-0128-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.19.061

1 配网自动化概述

1.1 配网自动化的组成

我们现在所使用的电能绝大部分都来自水力发电，电力从产生到分配给各家各户使用，其中包含发电系统、变压器系统、电力输送系统、电力分配系统。电力分配系统又包含停电管理系统、自动化供电系统等，是本文研究的核心内容。

1.2 自动化系统在配电网络中的重要作用

想要实现电网配电系统的自动化控制，首先要有信息来源，通过电脑对各方面信息的整合对配电系统实时控制，这种控制方法不仅安全可靠，而且节省了大量的人力物力和财力，给配电工作带来了极大的方便与快捷。其中使用自动化配电系统的部分主要有如下方面：数据的采集与分析系统、用电线路的负载系统、送电设备的管理系统。

使用自动化控制系统能够通过计算机对每一台运行的设备随时随地进行监控，并且将获取的信息通过计算机系统传送到后台的总服务器中去，通过服务器的分析与整理提供给其他的配电站使用。自动化系统中的负载管理系统能够实现对用户负载的控制，在电力的使用过程中负载过大就容易造成电路烧毁的现象发生，但是有了自动化控制系统，可以在事故发生之前及时将电源断掉，避免了意外事故的发生。自动化系统再加上一定的人工控制就能够很好地降低负载，起到削峰降压的作用。

另外，使用自动化系统还能够通过相应的应用软件对负载的变化进行模拟，以保证整个系统的安全可靠性，还可以对系统的性能进行评估。不同的软件系统能够实现不同部分自动化控制，通过软件的使用可以直观地将设备的运行状况显示出来，还可以检测出设备的故障，及时发出警报使相关人员及时对机器进行修理，最后不得不说的是，自动控制系统还能自主分配电路负载以免电路系统供应不良。还有一种自动控制系统，它能够按照设计图纸对整个电网系统进行供电分配，在配电系统出现故障时及时的找出故障并解决问题，这是整个配电系统的基本保障。

1.3 目前我国电网配电系统的发展状态

虽说改革开放以来我国经济社会已经有了很大的发展，但是与很多发达国家相比还是有很大的差距，就电网配电自动化系统来说就已经落后了国外很多年，至今中性系统仍不能接地，导致我国电网配电系统不能接着引进国外先进技术。最重要的是使用电网配电模式能够对人们的电力使用情况实行监督以方便对电网配电系统实行实时管理，但是尽管我国相关人员已经做出了很多努力，我国的电网配电自动化系统仍然难以实现这一目标。尤其是在农村的电网改造、电力输送结构改造以及坏旧设备更新方面其自动化程度仍然处于较低水平。在电力需求日益激烈的今天，我国的配电自动化系统不能及时满足电力发展的需求，电网配电自动化系统的技术水平亟待提高。

1.4 实现电网配电自动化的重大意义

如今随着科学技术的发展，电力供应对于日常生活来说已经是非常重要了，尤其是在大城市中任何时候停电都会给城市经济的发展带来巨大的损失。但是实施电网自动化配电系统能够有效检测出电网故障，及时排除停电的风险，尽最大可能地减少停电时间和停电次数，为广大居民提供安全可靠的供电系统。同时还要提高稳压器的工作性能，为广大用户提供优质高效的电力供应，在停电时尽可能地减小停电影响的范围。再者使用电网配电系统能够有效降低电力供应的运行成本，最大限度地节省能源，为节约资源保护环境做出了巨大的贡献。即使是出现停电的意外，使用电网配电自动化系统能够帮助抢修人员及时检测出故障发生的地方，缩短抢修时间提高电力供应服务质量。

2 配网自动化的规划

2.1 配网自动化的规划原则

配网自动化在最初的设计过程中一定要注意如下问题：第一，从实际出发注重配网的实用性以及配网的可拓展性。配网自动化的子系统也是十分关键的，在自动化检测的同时要顾及到对每个子系统的检测，以保证子系统的正常运行，最大限度发挥子系统的功能，以便在以后的使用过程中对子系统进行扩展开发；第二，配网自动化最重要的要求之一就是配网的安全性，除此之外配网系统还需要具有稳定可靠的基本性能。整体配网系统的规划还要符合国家标准，整体布局简单方便，软件选择合理、通信方式选择适当，在各方面努力做到配网系统高效稳定的工作。

2.2 如何实现配网自动化系统的建设

实现配网自动化系统必须要遵循一定的原则，这样才能够保证供电系统的正常运行，同时要合理安排配电网络的结构布局，以方便专业人员对供电系统进行管理与控制，提高系统运行的安全可靠性，及时发送并接收相关信息保证广大人民的济效益。为我国社会经济的进一步发展提供技术支持，向实现社会主义现代化建设更进一步，为我国科学技术的发展提供动力。

3 配网自动化系统结构的设计

3.1 如何改造现有配网结构

实现配网自动化的第一步就是要对现有的配网系统进行改造，目前我国存在的主要配网系统就是10kV的高架输电线。对它进行改造时主要是向着2-1、3-1的方向进行改造，在改造的同时注意优化配网的结构布局，减小电网负荷。

3.2 配网系统的建立只是配网自动化的第一步

在后续实际使用的过程才是配网自动化的主体内容，自动化主要是检测供电网络运行的正常与否，以及实现对配电网络的自动控制。对配电网络的故障检测以及对故障范围的控制都是配网自动化的重要内容。配网自动化系统采用高速以太网配置，同时使用各种软件系统来进行信息的共享，以便实现对配电网络更高的控制与管理。

3.3 建立完善通信系统

配网自动化的核心技术就是通信系统，通过通信系统传输的数据，能够直观准确地反映出配网系统工作的稳定与否，进而为故障的解决提供信息依据。配网系统中各个部分设置都有监控点，这些监控点之间信息的交流也是十分复杂的，所以对于通信方式的选择也要结合实际情况采用多种通信办法，以满足信息交流的需要。

随着科学技术的发展，通信技术也不断成熟，目前使用的通信方式有光纤通信、无线通信、电力载波通信等。第一，光纤通信不仅速度高，而且稳定可靠，具有很强的抗干扰能力，在强磁干扰的环境下也能够很好地传输，特别是远距离通信；第二，无线通信，也就是我们常说的卫星通信，它不需要实体介质来作为传输依据，所以建设工期短，成本低，特别适合流量小的通信设备；第三，电力载波通信是对光纤通信的补充，弥补了光纤通信中无法布置光缆的漏洞，使得光纤通信更为灵活全面。

4 应用配网自动化需要注意的问题

4.1 对配网自动化的规划工作应统筹兼顾

配网自动化的建设和实施工作涉及到较多的部门，在制定实施方案时应综合考虑、统筹兼顾，在设计上应协调统一，在经济上能对资金进行节约，在管理上易于维护，在技术上对平台进行统一，同时还应为将来电力企业的信息化建设奠定基础。

4.2 需要对配电线路造成干扰的因素进行充分的考虑

第一，对包括电磁干扰、振动、风沙、潮湿、雨淋、高温和低温工作及雷击过电压等因素进行充分的考虑。另外，和输电网系统相比，配电网系统中的设备切换非常频繁，所以对设备的质量、寿命和可靠性要求都很高，这样无形中增加了设备的造价，在筛选元器件、设计电子设备、开关的外绝缘材料上还应考虑其性价比。此外，对配电自动化系统站端设备的可靠性要求也越来越高，如对子站环网进出线间隔安装电动操作机构，设远方及就地两种控制方式；10kV开关柜各间隔均安装4常开4常闭开关辅助接点。10kV开关柜等设备与站所终端（DTU）之间采用航空接插件经电缆互联。10kV环网进出线间隔设置A、B、C相电流互感器及零序电流互感器，开关控制方面应可以接收并执行主站遥控命令或当地控制命令以及返送校核，控制开关执行分、合闸操作。遥控分、合闸出口继电器常开接点采用点动方式；第二，要求后备电源具有较高的可靠性。如一次设备直流操作电源的输出电压应满足DC48V±1.44V、最大输出电流满足8.3A，最大功率为400W，基于此才可满足高压开关分合闸电机驱动，并且输入电源掉电后，直流电源系统能正常工作≥2h，并且满足环网柜高压开关分合闸操作不小于12次。配电终端和通信单元电源输出电压应满足DC48V±1.44V、输出电流为1A，最大功率为40W、适用于配电终端、通讯等单元、输入电源掉电后，可满足满负荷功率为40W的配电终端、通信等负载连续工作2小时；三是配电自动化对运行人员提出了更高的要求。配网自动化的建设和实施将配网传统的运行管理模式改变的同时，对运行人员所提出的要求也越来越高。

5 结语

随着科学技术的发展，我国终将实现全国范围内的电网配电自动化配置，由于电网配电系统涉及的领域比较多，其中包括计算机系统、软件设计、通信系统等，所以在实现电网配电自动化的过程中需要结合这些领域的技术能力，需要各个领域的技术人员相互配合才能顺利完成，同时在技术领域仍不成熟的现在，我国仍要加强技术研究的投入。通过自动化系统实现的供电设备不仅安全稳定，而且成本低廉、节省人力，同时具有设施简单、危险警报的作用，如果供电时出现了一些简单问题，它能够及时自我解决，极大地缩短了停电时间和停电范围，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 黄建荣.浅谈配网自动化的规划与实施[J].科技与企

业，2011，（8）.

[2] 韦志.配网自动化建设的规划与设计[J].现代物业，

2011，（8）.

作者简介：沈泽龙（1980-），男，宁夏人，国网宁夏电力公司中卫供电公司变电站值班员技师，助理工程师，研究方向：电网运行维护及项目管理。