浅谈10kV配网自动化建设的规划与设计

浅谈10kV配网自动化建设的规划与设计

摘要：随着科学技术的发展，10kV配网自动化建设不断加快，应根据现阶段配

网自动化建设目标，建立合理的设计规划。本文将对10kV配网自动化建设目标

进行分析，包括数据采集自动化、馈线自动化和电网运行自动化等，并分析现阶

段自动化建设存在的主要问题。在此基础上，探讨10kV配网自动化设计规划方案，以期进一步完善10kV配网自动化建设成果。

关键字：10kV配网；自动化建设；规划设计

前言：10kV配网直接与客户端设备连接，其供电稳定性尤为重要。采用自动

化技术对配网运行过程进行监测和控制，可以及时发现电网存在的故障隐患，使

其保持最佳运行状态。随着信息技术的快速发展，配网自动化建设水平不断提高，光纤技术、云计算技术、网络安全防护技术等的应用，可以为自动化系统的数据

处理效率和安全性提供保障。应继续加快10kV配网自动化建设，合理设计规划

方案，不断提升配网智能化程度。

一、10kV配网自动化建设目标

（一）数据采集自动化

10kV配网自动化系统主要由自动化网（SCADA）、中心控制系统（SCC）、馈

线自动化系统（FA）、地理信息系统（GIS）、高级分析系统（PAS）等部分组成。其中，SCADA网主要被应用于数据自动化采集和配网调度监控，实现实时数据监控、处理功能。SCADA功能的实现以远程传输数据、自诊断报告和值班保修电话

为基础，主要功能包括故障自诊断、故障定位与隔离、负荷转移、以及故障检修

安排和恢复供电等。建设SCADA网的目标是为无人值守的电网自动化运行提供支

持[1]。

（二）馈线自动化

馈线自动化（FA）系统主要用于馈线故障隔离与供电自动恢复。在配网运行

过程中，FA系统在正常状态下对馈线、变压器的电压、电流等基本参数进行远程

测量，实现电力系统运行状态的在线监控。能够根据电气设备运行状态对配网进

行调配，降低线路损耗。如果检测到馈线运行故障，则自动对故障区段进行识别，并采取断电保护措施，排除故障后恢复供电[2]。

（三）电网运行自动化

高级分析系统（PAS）负责对SCADA网采集到的基本运行参数进行计算分析，主要采用母线分析法和电量计算分析方法，得到配网设备连接网络拓扑结构以及

设备带点运行状态。PAS系统能够对配网运行效率进行分析，为电网调度操作提

供依据。根据母线负荷预测结构与馈线潮流计算结构，可以建立配网状态估计网络，实现对电荷的均衡配置。在PAS系统的应用下，根据用户等级对配电网络进

行优化重构，为各个级别用户提供满意服务[3]。

二、10kV配网自动化建设存在的问题

根据部分城市配网自动化建设的调查结构，目前10kV配网自动化建设主要存

在以下几方面问题：（1）对现阶段配网自动化建设的定位不明确，为建立完整

的目标体系，缺乏基于全局角度的设计规划。在此情况下，难以对配网信息量大、覆盖面光的问题进行有效处理，相关数据的综合利用率较低，仍存在较大的信息

缺口。自动化系统模型设计缺乏主体完整性，使用化程度较低；（2）配网自动

化建设存在馈线自动化与配电自动化混淆的情况，部分区域的配网自动化问题缺

乏关注，故障处理不及时，故障恢复功能的要求较为片面，投入产出比较低；

（3）配网自动化发展的规范性较差，缺少具体的技术标准和政策指导文件，政府、企业与部门之间缺乏协调性，电力配网自动化建设水平还有待提高。

三、10kV配网自动化设计规划方案

（一）配网连接方式设计

10kV配网自动化建设以市县级电网改造为基础，需要对所有覆盖区域的配电

设备进行统筹考虑，引进信息资源和技术，提高配网运行调控能力。配网自动化

建设的总体目标是提供电力供应稳定性，提高供电服务质量，满足当下社会经济

快速发展的用电需求。在配网改造和自动化建设过程中，首先要对配网线路连接

方式进行合理设计。目前10kV配网线路形式主要分为架空线路和电缆两种，为

了同时满足故障隔离与非故障用户的恢复供电需要，应在配置可靠电源的基础上，采用具备远程操作功能的电缆环网开关。在多数县乡地区，目前采用无油化开关

进行配网改造，主要设备包括断路器、分段其、符合开关等，也要合理设计其架

空网络方案。在架空线路设计中，双电源手拉手是其基本供电形式，接线方法包

括单环、双环、辐射、平行直供等。在10kV配网规划中，应多采用环网结构、

网络结构设计方案。

（二）配网结构改造规划

在10kV配网该做过程中，要逐步优化其网络机构，达到降低线路电能损耗的

目的。应构建多个开环运行单环网与T型网、井型网相结合的形式，按照每

2500kVA装建容量对线路进行分段。10kV配网的分段开关应采用带有电压互感器

的分合闸开关，对于装建容量630kVA以上的用户支线，应在T节点处装设负荷

开关。在环网结构中，电源点应设置为不同变电站或变电站不同母线，针对变电

站较少的情况，可以暂时将开闭所设置为电源点。此外，相连变电站的配网主干

线应设置为单唤醒网络，方便出现故障事故时专供部分负荷，满足非故障用户的

恢复供电需求。

（三）主站与子站建设规划

配电主站（DMS）是整个配网系统的控制和管理中心，在自动化建设过程中，应构建一体化主站系统，合理分配操作控制权限，确保配网运行调配的安全性。

配网子站（DS）是具有分布主站功能的中间层，负责优化信息传输和系统结构，

为通信系统组网提供支持。在配电主站和配电子站的共同作用下，实现整个辖区

范围内的系统监控、通信以及故障处理功能。

（四）馈线自动化控制方案

馈线自动化是配网自动化建设的主要内容，主要包括以下几个方面：（1）就

地控制方式，通过将馈线断路器和具备就地控制功能的分段器、自动重合器进行

配合使用，可以在线路故障发生时，按预先设定的程序对故障线路进行隔离，并

恢复费故障区段供电。当故障区域处理完毕后，可采用人工或自动控制方式恢复

供电，同时将设备状态信息及检修信息上传到控制中心；（2）远程集成控制方式，在配网发生故障后，自动控制系统的现场采集装置将设备状态信息、故障信

息传输到控制中心，在控制中心进行故障分析，确定故障区段，以人工或自动控

制方式发出操作指令，对配网故障进行远程处理；（3）子站分布控制方式，配

电子站可以设置在变电所中，代替控制中心对现场设备故障进行远程控制，也可

以实现故障定位、隔离和非故障区段的恢复供电操作。子站与上级控制中心建立

通信，转发故障信息，并接受控制中心的指令。

（五）配网通信方案

配网通信系统在配网自动化建设中占有重要地位，是实现远程监测控制的关