典型电力配网自动化网络设计

典型电力配网自动化网络设计

黄静

(国网鄂州供电公司湖北鄂州436000)

摘要：随着电力需求的不断增加，配电网作为整个电网直接面向用户的重要组成部分，对其安全性和稳定性要求越来越高。配电自动化系统的推广应用对提高供电质量，保证供电和安全的可靠性具有积极意义。

关键词：电力规划配网自动化网络设计

前言：为保证供电系统的稳定性和安全性，“十二五”期间我国投了了大量的人力、物力和财力，全面进行配电网络自动化建设。城市配电网的合理规划和电网的改造建设是直接相关的，科学、合理的规划有助于城市电网建设的完善和安全，能够保证供电质量和供电效率。配网自动化指的是通过利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构建完整的自动化系统，实现配电网及其设备的正常运行和事故状态下的监测、保护、控制，以及配电管理的现代化。

1配电网自动化系统的概念和标准

配电网自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，包括两个方面，一是馈线自动化，二是配电管理系统，通信技术在配电自动化中发挥着重要的作用。配电自动化建设主要包括配电建设和用电建设两个方面，根据理论与实际情况设计最优方案。设计时需要注意节约资源，尽可能精简配电网的结构及最大化节约成本。配电网自动化不仅要对资源进行合理配置，还要尽可能地减轻工作人员的劳动强度，精简调度、无人值守站值班员和检修人员的数量，做到减员增效。其他方面还涉及利用高端的技术资源，整合技术、故障处理技术和通信技术等。配电网自动化系统的建设能够保证供电质量、提高服务水平，为企业赢得较好的经济收益，还能树立品牌形象。

1.1整体规划的原则

每个地区用电量是不同的，因此配电网的统计数据也是不一致的，考虑到不同地区的不同特点，在配电网的规划时需要总体把握本地区电网的要求，从全局出发，同时分区域统筹。

1.2精准设计的原则

配电网建设是一项复杂、难度较大的工程，在规划设计时一定要有针对性，考虑问题要完善，根据设计的要求优先建设负荷稳定、网架相对完善的区域，避免重复建设。有步骤进行改造，充分利用资源。改造的过程中是分阶段进行的，在每个阶段改造的过程中都要充分利用现有资源，考虑使用阶段的设备特点逐步进行改造，不能一蹴而就地进行大规模建设，容易导致盲目建设，没有重点，在统筹时难以统计。数据采集包括终端数据采集和调配中心数据监控。

2配电自动化一次设备系统设计

2.1设计要求

配电网一次设备主要包括变压器、断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器等。为了满足配电自动化系统的应用需求，一次设备应满足如下要求：采用可靠性高、免检修、少维护，可电动操作的无油化开关设备。一次设备的建设与改造应考虑预留安装配电终端所需的位置、空间、工作电源、端子及接口等。需获取配电终端的供电电源时，应配置电压互感器或电流互感器，容量满足配电终端运行和开关操作的需求。在配电网站所内应配置配电终端用后备电源，保证在主电源失电的情况下能够维持配电终端运行一段时间和开关分合闸操作一次。配电自动化终端的选择应以可靠性为主，优先选用模块化设计产品，便于功能扩展和现场升级，满足系统发展要求，避免重复投资。

2.2一次设备系统设计

下面我们以配电网中10kV架空线路为例，对其一次设备的系统设计进行分析，该线路为10kV架空线路的典型配置方案。CB代表变电站10kV出线开关；FB代表分段断路器；ZB代表分支线分界断路器；LB代表联络开关断路器。

2.2.1分段断路器FB

变电站10kV出线配置了分段断路器FB，可采用10kV柱上断路器自动化成套设备。当主干线长度小于3km或整回线路装接中压用户少于5户的，原则上不配置馈线自动化开关；当主干线超过8km时，在配置分段断路器的同时，可增加配置柱上自动化负荷开关，采用10kV柱上负荷开关自动化成套设备。

2.2.2分界断路器ZB

当支线长度大于3km（当运行环境复杂时，可按1.5km），或装接中压用户达5户，应在线路T接处配置分界断路器，采用10kV柱上断路器自动化成套设备。

2.2.3联络开关断路器LB

联络开关按断路器进行配置，采用10kV柱上断路器自动化成套设备。

2.2.4其他

为了提高线路的分段能力，分段开关可采用普通的柱上开关；实施了馈线自动化的10kV线路不再配置具备通信终端的故障指示器，可采用就地故障指示器指示本地故障信息；同时属公线专用的线路原则上不配置自动化设备。

3配电网设计效果评估

配电网规划完成后，电力企业需要对工程进行验收和评估的，评估主要是从两个方面来进行。

3.1供电可靠性评价

平均用电量是一个有效的供电可靠性指标，计算公式如下。

RS=(8760×∑N1-∑U1N1)/8760×∑N1=1-(∑N1-∑U1N1)/8760×∑N1（1）

式中，N1代表负荷点i的一个IE方案的用户数；U1代表负荷点i的年平均停运时间.

第一，方案是分为高、中、低三个方案的，不同方案的重压配电网辐射状供电的特点也是不同的，根据选择需要归纳不同的接线模式，计算确定各类的比例。第二，结合在实际中的操作和采集的数据进行分析和整理，精确判断不同机器的停电频率。第三，利用上述计算公式确定各类接线模式和供电可靠性的相关指标。第四，根据接线模式所占的比例，并结合优先模式在满足“N-1”情况下的最大运行负载率情况，经过加权计算出总体指标，从而在精准的计算下可以算出不同方案下供电可靠性指标（不含计划停电时间）的结果。第五，结合实际计划停电时间对以上计算出的供电可靠性进行折算，得到需要的计算评估指标。

3.2线损评估

第一，用最简化的形式将中低压规划的各种方案和需要改造区域内的负荷分布形式相结合，进行降低规模计算。第二，根据等效符合的原则确定负荷分布的形式。第三，根据负荷分布形式对线路进行简化加工，从而能够计算出主干线路功率的损失、分支线路功率的损失以及配变功率的损失，并用等效线路的损耗乘以该符合分布形式的线路回数。第四，分别计算该地区的功率损耗值和分类设备的功率损耗，就是需要把不同类型的符合分布类型的功率损耗加起来求和。第五，确定最大负荷损耗小时数和电能损耗值。最大负荷损耗小时数能够从基于最大负荷损耗时间和功率因数查表获得的，而电能损耗值为各类功率损耗乘以对应的最大负荷损耗小时数的积。

结束语：

配电网作为整个电网中承上启下的重要环节，通过对配网结构、设备改造、通讯系统的架设设和改造。实现配网自动化是电力系统未来发展的必然趋势，对于推动电力行业、能源行业的持续发展有着积极的意义。

参考文献：

[1]刘平.10kV配网自动化配电系统设计分析[J].大科技，2017（14）：79.

[2]言语佳，刘晟，颜辰凡.基于EPON的配网自动化接入网分析与应用[J].通信技术，2017（8）：1861～1863.