10kv環(huán)網(wǎng)配電線路的自動(dòng)化改造

10kv配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)功能，在數(shù)據(jù)采集層面，該系統(tǒng)可支持配電子站與環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)測裝置的應(yīng)用，使之具備數(shù)據(jù)通信、處理、交換等功能。在實(shí)時(shí)監(jiān)控與操作層面，該系統(tǒng)的故障恢復(fù)策略，具有智能及靈活特點(diǎn)，可提供多樣化的恢復(fù)方案，有效輔助人工操作，并規(guī)避直接控制問題，對多點(diǎn)故障進(jìn)行處理。在電纜化線路層面，該系統(tǒng)可設(shè)置特定功能。

 

配電網(wǎng)廠站及終端設(shè)備自動(dòng)化

（1）配置原則。在 10 kV 配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中，探析常見的電纜故障，應(yīng)包括電纜饋線故障、溝道敷設(shè)電纜故障、直埋電纜外力破壞事故、用戶側(cè)故障等。在配電網(wǎng)中，主要故障類型為用戶側(cè)故障，如過電流、過負(fù)荷等。依據(jù)電纜化配電網(wǎng)故障特點(diǎn)，相應(yīng)的自動(dòng)化配置及功能，需要進(jìn)行科學(xué)設(shè)置及調(diào)整，使之滿足實(shí)際應(yīng)用需求。探析配網(wǎng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)，就是保證配電網(wǎng)具備正常的運(yùn)行監(jiān)測、調(diào)度控制、生產(chǎn)管理等功能，相應(yīng)的配置及功能也應(yīng)以此為依據(jù)。對于用戶側(cè)設(shè)備而言，應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測、信息準(zhǔn)確上報(bào)等功能。對于系統(tǒng)而言，應(yīng)具備故障用戶線路判斷、故障區(qū)段判斷等功能，進(jìn)而采取便捷可靠方式進(jìn)行故障排除，切實(shí)保證供電質(zhì)量。

（2）變電站及開閉所自動(dòng)化。在10kv電纜配網(wǎng)中，變電站及開閉所作為電源點(diǎn)，屬于重點(diǎn)的自動(dòng)化改造項(xiàng)目。在變電站自動(dòng)化改造中，應(yīng)采用綜合自動(dòng)化裝置，使變電站饋線信息，如遙測、故障等，傳輸至配網(wǎng)調(diào)度主站，進(jìn)而促進(jìn)運(yùn)行監(jiān)測工作。在配網(wǎng)調(diào)度中心，應(yīng)設(shè)置變電站饋線的出線調(diào)度開關(guān)，以便于實(shí)現(xiàn)故障的統(tǒng)一調(diào)度及處理。同時(shí)，在變電站操作層面，應(yīng)依據(jù)配網(wǎng)調(diào)度指令進(jìn)行相關(guān)操作。在開閉所自動(dòng)化改造中，若開閉所采用了斷路器，就應(yīng)選擇綜合自動(dòng)化裝置，將諸多信息，如遙測、故障等，接入配電調(diào)度主站，使主站具備遠(yuǎn)程調(diào)度及遙控功能。若開閉所采用了負(fù)荷開關(guān)，就應(yīng)選擇環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)測裝置，將遙測、故障等信息上報(bào)。同時(shí)，探析負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成，應(yīng)包括熔斷器，而熔斷器配備輔助接點(diǎn)，一旦發(fā)生熔斷情況，就可實(shí)現(xiàn)信息上報(bào)。

（3）環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化。在環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化改造中，相關(guān)人員應(yīng)明確環(huán)網(wǎng)柜的工作性能。對于饋線而言，環(huán)網(wǎng)柜是其分段及互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，在環(huán)網(wǎng)自動(dòng)化改造中，環(huán)網(wǎng)柜是終端現(xiàn)場。在用戶室及環(huán)網(wǎng)柜改造中，若用戶室及環(huán)網(wǎng)柜采用了斷路器，就應(yīng)選擇綜合自動(dòng)化裝置。依據(jù)用戶室及環(huán)網(wǎng)柜實(shí)際情況，若不適合安裝綜合自動(dòng)化裝置，可采用DTU 裝置。如此，諸多信息，如遙測、故障等，均可接入配網(wǎng)調(diào)度子站及主站，使主站具備調(diào)度及遙控功能。若環(huán)網(wǎng)柜采用負(fù)荷開關(guān)，就應(yīng)選擇 DTU 裝置，致力于實(shí)現(xiàn)遙測、故障等信息的上傳及監(jiān)測。

對于負(fù)荷開關(guān)，所配備的熔斷器，應(yīng)具備輔助接點(diǎn)，一旦發(fā)生熔斷情況，就可上報(bào)信息，進(jìn)而判斷故障。探析負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成，應(yīng)具備電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，以便于主站調(diào)度遙控開閉所。探析 DTU 裝置的主要功能，不僅包括信息上傳功能，還應(yīng)包括故障線路指示功能，進(jìn)而促進(jìn)故障檢修作業(yè)。

（4）環(huán)網(wǎng)柜與 DTU 接口。在環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)中，應(yīng)增設(shè)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，而操作電源選擇，可為 DC24 V 等。對于自動(dòng)化設(shè)備，環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)預(yù)留安裝位置，以便于 DTU 及 PT 的安裝作業(yè)。在環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線側(cè)，可增設(shè)環(huán)氧樹脂干式 PT 及裙帶熔斷器，作為電源及測量使用。探析 PT 裝置的電源輸出為 AC220 V、視在功率 800 VA、測量輸出 AC 100 V。

在 PT 裝置安裝中，應(yīng)采用封閉安裝形式，切實(shí)保證運(yùn)行安全，并促進(jìn)維護(hù)操作。在環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化改造中，應(yīng)在停電后執(zhí)行加裝電池操作，并保證電池容量符合時(shí)間要求。對于每個(gè)環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)，應(yīng)提供位置及接地刀輔助接點(diǎn)。對于負(fù)荷開關(guān)，所配套的熔斷器，應(yīng)提供輔助接點(diǎn)。對于每條進(jìn)出線，應(yīng)增設(shè)兩相保護(hù) CT，并保證精度為 2～5 級。在環(huán)網(wǎng)柜與 DTU 安裝時(shí)，應(yīng)做好接地工作，并保證接地電阻小于 10 Ω 。

（5）電纜溝道監(jiān)測。探析配電網(wǎng)電纜的敷設(shè)方式，一般為溝道敷設(shè)、直埋等，可有效保證電纜線路運(yùn)行質(zhì)量。在實(shí)際運(yùn)行中，諸多線路故障均由外力破壞引發(fā)。在 10 kV 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)強(qiáng)化電纜運(yùn)行監(jiān)測功能。在電纜接頭溫度監(jiān)測中，相關(guān)人員應(yīng)明確電纜故障的多發(fā)點(diǎn)，就在于電纜接頭及開關(guān)刀口，應(yīng)在相應(yīng)位置安裝溫度傳感器，并將信息接入 DTU。如此，通過配電自動(dòng)化裝置，相關(guān)故障信息就可上傳至主站，并顯示報(bào)警信息，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)，進(jìn)而消除電纜隱患，切實(shí)保證電纜運(yùn)行質(zhì)量。在電纜溝道監(jiān)測中，相關(guān)人員應(yīng)裝設(shè)紅外感應(yīng)器等裝置，進(jìn)而監(jiān)視溝道內(nèi)人員的活動(dòng)情況，并將信息接入 DTU。由此，相關(guān)信息上傳主站，就可顯示報(bào)警。

電纜化線路自動(dòng)化通信方案

（1）復(fù)合光纜通信方案。城市配電網(wǎng)電纜化進(jìn)程不斷加快，諸多自動(dòng)化系統(tǒng)趨于完善。針對 10kV 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，應(yīng)進(jìn)行通信通道改造。

在電纜化改造工程中，對于架空光纜及電纜，應(yīng)采用溝道敷設(shè)形式進(jìn)行改造作業(yè)。究其原因，就在于該方式可靠性高且便于維護(hù)。在 220 kV 電纜工程改造中，采用了復(fù)合光纜產(chǎn)品，其造價(jià)成本較低，可將之推廣到 10 kV 電纜改造中。由此，在配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的通信組織更為便捷可靠，并保證造價(jià)低廉。探析光纖自愈環(huán)網(wǎng)類型，應(yīng)包括單環(huán)網(wǎng)及雙環(huán)網(wǎng)。在理論上，相較于單環(huán)網(wǎng)，雙環(huán)網(wǎng)的可靠性更高，但設(shè)備造價(jià)較高，且多占用一倍的光纖資源。在配電子站與 DTU/FTU 之間，其通信方式，應(yīng)采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)方式，其接口RS-232/458、速率 600～19 200 bit/s、通信規(guī)約IEC60870-5-101。在配電子站及 DTU/FTU 中，應(yīng)配備自愈型光 Modem,并保證每個(gè)光纖 Modem 具有 4個(gè)以上 RS-232/458 端口，其中一個(gè)用于集結(jié) DTU/FTU 信息，而其余端口可用于溫度監(jiān)測。由此，一旦光環(huán)出現(xiàn)斷點(diǎn)，相關(guān)信息就可傳至配電子站，進(jìn)而提升系統(tǒng)可靠性。

（2）載波通信方案。借助電力電纜屏蔽層，載波通信可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并不需要敷設(shè)通信電纜，也不需要構(gòu)建無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。由此，在配電自動(dòng)化通信改造中，載波通信方案成為可選方案之一。在城市配電電纜網(wǎng)絡(luò)中，探析常用的環(huán)網(wǎng)供電方式，即為“手拉手”方式。探析中壓“手拉手”環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，就是將電力電纜分成多段，使之組成環(huán)網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。無論是在電纜分段處，還是在電纜分支箱處，都需要對電纜屏蔽層進(jìn)行接地處理。由此，對于電纜屏蔽層載波通信而言，若要跨越電纜分段處及電纜分支箱處，就要面臨“信號(hào)接地短路”問題，將嚴(yán)重影響配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。通常情況下，相應(yīng)的技術(shù)方案，可分為兩種，其一為載波組網(wǎng)通信，可利用電力電纜屏蔽層高頻網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)，其二為分級組網(wǎng)，可利用載波中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

在配電網(wǎng)電纜線路改造中，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，使之服務(wù)于配電網(wǎng)生產(chǎn)管理,并解決城鄉(xiāng)電網(wǎng)薄弱問題。在架空線路改造試驗(yàn)中，應(yīng)設(shè)立遠(yuǎn)程工作站，使相關(guān)人員及時(shí)掌握電纜運(yùn)行情況。在電纜化配網(wǎng)取得階段性成果時(shí)，應(yīng)將遠(yuǎn)程工作站升級為集控站，使之具備管理及調(diào)度功能，其運(yùn)行方式類似于開閉所集控站，可有效調(diào)度管理環(huán)網(wǎng)柜出線。