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摘 要：10k V智能配电网是城市电网的重要组成部分，国家电网公司新发布的《配电网规划设计技术导则》（Q/GDW1738-2012）对配电网规划设计中的区域划分、负荷预测、电网结构、设备选型以及计算分析要求等进行了规范。结合新颁布的导则，从配电自动化的构建等方面，结合某县实施的配电自动化的应用实例来阐述配电自动化的应用。
关键词：配电网;自动化;设计;应用
前言
随着信息化程度的不断提高，对电网自动化程度的要求也越来越高，国家电网对配电自动化工作越来越重视，投入的建设资金也逐年增加。
1. 配电网自动化的情况简介
向电力客户提供稳定不间断优质的电能是电力行业的基本职责，在强化配电网一次设计案基础上，把配电自动化及其通信、信息采集智能化提高到十分重要的位置。
（1）按照设备周期管理要求，通过对配电网各控制节点开关的实时监测和控制，在配电网故障时及时隔离故障点，缩小停电范围，尽快恢复非故障区域的正常供电。在项目设计时合理选用开关设备及其信息采集系统，对配电线路联络开关、必要的分段开关配置“三遥”
（遥控、遥信、遥测），对支线开关节点实现遥信、遥测[1]。
（2）配电网络通信系统根据配电区域的现场情况选择通信方式，如架设光纤、无线网、满足配电自动化等通信技术要求，县级公司目前主要采用租用社会公共通信设备通道[2]。
2. 10kV开关设备满足配电自动化的要求
要实现10kV电网的自动化，应根据配电网结构来进行规范，以电缆线路为主的城市电网，配电线路主要通过环网柜来实现电网线路的连接，环网柜的配电自动化主要选择配电自动化站所终端（DTU）来实现;架空线路的配电自动化通过柱上开关来实现，柱上开关的配电自动化通过配电自动化馈线终端（FTU）来实现，主要考虑这几种设备的要求[3]。
2.1 环网柜基本要求
环网柜基本要求是：进线选择负荷开关，出线选择断路器;进线负荷开关预留IA、IC两相CT（0.5S计量、5P10保护）、零序 CT;出线断路器预留 IA、IC两相 CT（0.5S计量、5P10保护）、零序CT;采用电操机构DC48V（见表1）。
2.2 DTU基本参数要求
每个环网柜的DTU都按照8间隔配置，应统一标准，方便安装施工。对于预留有安装空间的环网柜，选配户内遮蔽立式DTU，对于未预留安装空间的环网柜，选配户外立式DTU;对于光缆可以覆盖的环网柜，对应DTU考虑选用光纤通信。对于光缆无法覆盖到的环网柜，对应DTU考虑选用无线通信方式。
2.3 柱上开关基本要求
柱上真空开关和不实现自动化的开关设备没有太大区别，主要在操作机构上要选择电磁操作机构或永磁操作机构及其配套的电流互感器、航空插头按国网推荐配置参数。
2.4 FTU基本要求
FTU 需匹配对应的一次柱上开关，当一次柱上开关为弹簧操作机构时，FTU需为操作回路需匹配弹簧操作机构，当一次柱上开关为永磁操作机构时，FTU需匹配永磁操作机构。为便于操作建议选用箱式FTU，箱体结构要求采用304不锈钢材质，同时箱体需预留4G通信模块天线开孔。
3. 应用实例
某县配电自动化实施的情况如下：某县为C、D 类供电区域，某县供电面积 1289.6 平方公里;现有10k V 线路 58 条，其中公用线路 49 条，用户专线 9 条。
（1）县实施区域内架空网采用的结构主要为单联络、辐射式，电网采用的结构主要有单射式、单环式，平均分段数1.55。供电可靠性约为99.9%;满足接入自动化主站的要求，截至2017年底，改造10k V配电线路21条，自动化覆盖率达42.86%。配电网主要采用架空线路为主，城区部分地段为电缆线路，目前，工程主要是柱上开关及FTU来实现。2018年改造10k V配电线路25条，使自动化覆盖率达93.88%。2019年提升改造10k V 配电线路 3 条，使用中的配电线路自动化覆盖率达95%以上。
（2）通过对电网配电自动化改造，配电开关设备均采用“三遥”（三遥当二遥使用）方式，并配置无线通信模块。主站通过无线系统通信，记录开关跳合闸状态，实现配电开关设备“二遥”;通过过压故障告警、过流故障告警、欠压故障告警、漏电故障告警等状况及时告知运维操作人员，提高了抢修效率[4]。
（3）结合本区域的电网特点，县配电网馈线自动化实现方式采用故障定位式/就地型重合器式。10k V配电线路采用了电压型保护（就地型馈线自动化），该型保护采用的保护逻辑为失电分闸，得电合闸，再配以变电站重合闸，可使线路快速分离故障区段。
（4）由于架空线路的结构特点，干线分段与联络开关，均需要采用FTU实现配电自动化功能;每个开关安装电压互感器为FTU提供电源，并采用蓄电池或储能装置为后备电源，一旦线路停电，也能够进行操作。FTU 电源模块应采用 24V 蓄电池充电和通信设备供电，电池容量不小于7Ah，确保交流失电后，能够供电时间大于等于8小时，终端应具备蓄电池自动充放电与电池状态监测功能;FTU具备串口、以太网及无线通信功能。
（5）由于FTU具有电源模块及通讯模块，当线路开关跳闸时，可迅速根据报文分析故障区域（FA），提高线路抢修速率，减少线路抢修时间。2019年8月10k V苦竹线由于车辆撞断20#杆，造成10k V苦竹线D01过流1段动作，动作电流1300A，远程看到报文后即分析故障区域范围，将原本需要巡线1小时的时间大大缩短。2019年9月10k V赤水线遭到雷击但未断线，线路由先失电分闸，后变电站重合闸动作，重合成功后，线路所带台区未感到停电。供电可靠性和客户满意度得到了较大的提高[5]。
（6）针对本县的具体情况，架空混网纯支线加装远传型故障指示器，采集线路状态、终端装置检测的馈线故障信号、终端装置异常信号;故障指示器采用架空线路悬挂方式安装。通信主要是依靠同杆架设的通信电缆和租用移动公司通道。针对无架设光纤的站点，应采用无线公网，通过运营商内部的虚拟私人网络（VPN）系统通信，将信息传送至电网运维主站，通过几年的实际运行，能够达到运维要求，没有出現异常故障[6]。
结束语：
配电自动化网是智能电网建设的重要组成部分，2017 年以来实施的配电自动化工程，极大地提升了配电运维水平，在配电线路发生故障停电时，主站第一时间掌握故障区域，及时隔离故障点恢复其供电。通过配电自动化系统的实时记录，将各节点的负荷增长变化及运行数据留下珍贵数据，为电网规划建设提供依据。特别要关切的是保护整定必须更加精准，开关设备的维护按规范及时进行。随着县域经济的不断发展，社会电能需求的不断增长，推动了县域配电自动化的发展;在为城乡提供优质的电能的同时，推进了配电网的自动化、智能化更好地为地方经济建设发展，为人民生活质量提高提供更加可靠、优质的电力。
参考文献：
[1] 王军锋.论城市智能配电网的应用[J].中国信息化，2017（12）.
[2] 田鹏，赵俊光，王卫平.一种智能实用的城市配电网规划方法[J].陕西电力，2017，40（2）：13-17.
[3] 国家电网公司.关于明确20千伏供电区范围的通知[发展规二（2010）231号][Z].北京：国家电网公司，2016（10）.
[4] 金勇，刘俊勇，魏震波，等.特/超大型城市智能配电网调度高层应用[J].供用电，2017，28（2）：18-22.
[5] 汪穗峰，张勇军，任倩，等.配电网可靠性定量分析研究综述[J].继电器，2008，36（3）：79-83.
[6]吴佳伟.智能电网中无线传感器网络技术的应用研究[J].供用电，2018（4）：17-21.
关键词：配电网;自动化;设计;应用
前言
随着信息化程度的不断提高，对电网自动化程度的要求也越来越高，国家电网对配电自动化工作越来越重视，投入的建设资金也逐年增加。
1. 配电网自动化的情况简介
向电力客户提供稳定不间断优质的电能是电力行业的基本职责，在强化配电网一次设计案基础上，把配电自动化及其通信、信息采集智能化提高到十分重要的位置。
（1）按照设备周期管理要求，通过对配电网各控制节点开关的实时监测和控制，在配电网故障时及时隔离故障点，缩小停电范围，尽快恢复非故障区域的正常供电。在项目设计时合理选用开关设备及其信息采集系统，对配电线路联络开关、必要的分段开关配置“三遥”
（遥控、遥信、遥测），对支线开关节点实现遥信、遥测[1]。
（2）配电网络通信系统根据配电区域的现场情况选择通信方式，如架设光纤、无线网、满足配电自动化等通信技术要求，县级公司目前主要采用租用社会公共通信设备通道[2]。
2. 10kV开关设备满足配电自动化的要求
要实现10kV电网的自动化，应根据配电网结构来进行规范，以电缆线路为主的城市电网，配电线路主要通过环网柜来实现电网线路的连接，环网柜的配电自动化主要选择配电自动化站所终端（DTU）来实现;架空线路的配电自动化通过柱上开关来实现，柱上开关的配电自动化通过配电自动化馈线终端（FTU）来实现，主要考虑这几种设备的要求[3]。
2.1 环网柜基本要求
环网柜基本要求是：进线选择负荷开关，出线选择断路器;进线负荷开关预留IA、IC两相CT（0.5S计量、5P10保护）、零序 CT;出线断路器预留 IA、IC两相 CT（0.5S计量、5P10保护）、零序CT;采用电操机构DC48V（见表1）。
2.2 DTU基本参数要求
每个环网柜的DTU都按照8间隔配置，应统一标准，方便安装施工。对于预留有安装空间的环网柜，选配户内遮蔽立式DTU，对于未预留安装空间的环网柜，选配户外立式DTU;对于光缆可以覆盖的环网柜，对应DTU考虑选用光纤通信。对于光缆无法覆盖到的环网柜，对应DTU考虑选用无线通信方式。
2.3 柱上开关基本要求
柱上真空开关和不实现自动化的开关设备没有太大区别，主要在操作机构上要选择电磁操作机构或永磁操作机构及其配套的电流互感器、航空插头按国网推荐配置参数。
2.4 FTU基本要求
FTU 需匹配对应的一次柱上开关，当一次柱上开关为弹簧操作机构时，FTU需为操作回路需匹配弹簧操作机构，当一次柱上开关为永磁操作机构时，FTU需匹配永磁操作机构。为便于操作建议选用箱式FTU，箱体结构要求采用304不锈钢材质，同时箱体需预留4G通信模块天线开孔。
3. 应用实例
某县配电自动化实施的情况如下：某县为C、D 类供电区域，某县供电面积 1289.6 平方公里;现有10k V 线路 58 条，其中公用线路 49 条，用户专线 9 条。
（1）县实施区域内架空网采用的结构主要为单联络、辐射式，电网采用的结构主要有单射式、单环式，平均分段数1.55。供电可靠性约为99.9%;满足接入自动化主站的要求，截至2017年底，改造10k V配电线路21条，自动化覆盖率达42.86%。配电网主要采用架空线路为主，城区部分地段为电缆线路，目前，工程主要是柱上开关及FTU来实现。2018年改造10k V配电线路25条，使自动化覆盖率达93.88%。2019年提升改造10k V 配电线路 3 条，使用中的配电线路自动化覆盖率达95%以上。
（2）通过对电网配电自动化改造，配电开关设备均采用“三遥”（三遥当二遥使用）方式，并配置无线通信模块。主站通过无线系统通信，记录开关跳合闸状态，实现配电开关设备“二遥”;通过过压故障告警、过流故障告警、欠压故障告警、漏电故障告警等状况及时告知运维操作人员，提高了抢修效率[4]。
（3）结合本区域的电网特点，县配电网馈线自动化实现方式采用故障定位式/就地型重合器式。10k V配电线路采用了电压型保护（就地型馈线自动化），该型保护采用的保护逻辑为失电分闸，得电合闸，再配以变电站重合闸，可使线路快速分离故障区段。
（4）由于架空线路的结构特点，干线分段与联络开关，均需要采用FTU实现配电自动化功能;每个开关安装电压互感器为FTU提供电源，并采用蓄电池或储能装置为后备电源，一旦线路停电，也能够进行操作。FTU 电源模块应采用 24V 蓄电池充电和通信设备供电，电池容量不小于7Ah，确保交流失电后，能够供电时间大于等于8小时，终端应具备蓄电池自动充放电与电池状态监测功能;FTU具备串口、以太网及无线通信功能。
（5）由于FTU具有电源模块及通讯模块，当线路开关跳闸时，可迅速根据报文分析故障区域（FA），提高线路抢修速率，减少线路抢修时间。2019年8月10k V苦竹线由于车辆撞断20#杆，造成10k V苦竹线D01过流1段动作，动作电流1300A，远程看到报文后即分析故障区域范围，将原本需要巡线1小时的时间大大缩短。2019年9月10k V赤水线遭到雷击但未断线，线路由先失电分闸，后变电站重合闸动作，重合成功后，线路所带台区未感到停电。供电可靠性和客户满意度得到了较大的提高[5]。
（6）针对本县的具体情况，架空混网纯支线加装远传型故障指示器，采集线路状态、终端装置检测的馈线故障信号、终端装置异常信号;故障指示器采用架空线路悬挂方式安装。通信主要是依靠同杆架设的通信电缆和租用移动公司通道。针对无架设光纤的站点，应采用无线公网，通过运营商内部的虚拟私人网络（VPN）系统通信，将信息传送至电网运维主站，通过几年的实际运行，能够达到运维要求，没有出現异常故障[6]。
结束语：
配电自动化网是智能电网建设的重要组成部分，2017 年以来实施的配电自动化工程，极大地提升了配电运维水平，在配电线路发生故障停电时，主站第一时间掌握故障区域，及时隔离故障点恢复其供电。通过配电自动化系统的实时记录，将各节点的负荷增长变化及运行数据留下珍贵数据，为电网规划建设提供依据。特别要关切的是保护整定必须更加精准，开关设备的维护按规范及时进行。随着县域经济的不断发展，社会电能需求的不断增长，推动了县域配电自动化的发展;在为城乡提供优质的电能的同时，推进了配电网的自动化、智能化更好地为地方经济建设发展，为人民生活质量提高提供更加可靠、优质的电力。
参考文献：
[1] 王军锋.论城市智能配电网的应用[J].中国信息化，2017（12）.
[2] 田鹏，赵俊光，王卫平.一种智能实用的城市配电网规划方法[J].陕西电力，2017，40（2）：13-17.
[3] 国家电网公司.关于明确20千伏供电区范围的通知[发展规二（2010）231号][Z].北京：国家电网公司，2016（10）.
[4] 金勇，刘俊勇，魏震波，等.特/超大型城市智能配电网调度高层应用[J].供用电，2017，28（2）：18-22.
[5] 汪穗峰，张勇军，任倩，等.配电网可靠性定量分析研究综述[J].继电器，2008，36（3）：79-83.
[6]吴佳伟.智能电网中无线传感器网络技术的应用研究[J].供用电，2018（4）：17-21.