10 kV电力配网工程系统的设计方案研究

林优

摘 要：当前，我国电力事业不断发展，取得了显著的成绩，为国家建设提供了重要的电力能源支持。10 kV电力配网工程系统在电力领域中有着重要的作用，优化系统设计方案，也是现代电力发展的必然要求。在电力系统设计工作中，设计人员要通过设计方式来完善系统运行能力，提高系统运行效率，保证系统运行质量，发挥10 kV电力配网工程系统的电力服务价值。

关键词：10 kV电力配网;电力系统;运行效率;数据采集

中图分类号：TM727文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）25-0124-03

Abstract： My country's electric power industry has made remarkable achievements in its continuous development and progress， and has provided important power energy support for national construction. The 10 kV power distribution network engineering system plays an important role in the power field. Optimizing the system design scheme is also an inevitable requirement for the development of modern power. In the design work of the power system， the designer must improve the system operation capability， improve the system operation efficiency， ensure the system operation quality， and give play to the power service value of the 10 kV power distribution network engineering system through the design method.

Keywords： 10 kV power distribution network;power system;operating efficiency;data collection

10 kV电力配网工程系统设计中，应充分考虑系统的技术优化，在系统结构中深入全面地分析硬件系统和软件系统的功能性，从而以系统结构为基础，设计出能满足现代电力运行需求的系统体系，能在电力服务中承担更多的电力运行压力，并能更好地维护系统运行的稳定性和安全性。在10 kV电力配网工程系统设计中，重点研究系统设计原则、系统主体设计、运行管理设计、监控终端设计等方面，保证电力工程的有序运转。

1 10 kV电力配网工程系统概述

电力配网工程系统是国家电力运行的重要基础。随着社会的发展，电力工程系统起到了关键性作用，为各行各业提供了充足稳定的电力能源，也为群众生活提供了极大的便利。国家对10 kV电力配网工程系统的设计建设投入了大量的精力，为了保证10 kV电力配网工程系统的电力运行能力和效率，在系统设计方面也综合考虑多方面的因素。10 kV电力配网工程系统设计方案是后续电力配网系统实施的指导性文件，设计人员需要对10 kV电力配网工程系统的运行环境、运行技术等都做好分析，以便能保证系统设计方案最优化[1]。10 kV电力配网工程系统运行环境一般较为复杂，大部分电力配网工程设施等都处于外界环境中，这就不可避免地受到气候、地质及周围环境的影响。在设计过程中，应当具备前瞻性眼光，对系统实施及运行过程中可能会遇到的情况予以全面考虑，并预先在设计方案中提供有效的预防和解决措施。10 kV电力配网工程系统运行的安全性，也是在设计方案中需要重点考虑的方面。电力能源在为社会和群众带来便利的同时，也存在较大的安全风险，系统设计中如果没有考虑到这些因素，电力配网的高压电等就易威胁到群众的生命财产安全。根据系统设计方案进行具体的图纸设计时，需要严格依据工程结构等数据。工程设计方案与施工图纸完成后，需要经过电力系统专业人士的反复论证，对存在的不足进行完善和优化，保证10 kV电力配网工程系统的组织建设及运行质量。

2 10 kV电力配网工程系统结构

2.1 系统硬件结构

现代电力系统的技术发展取得了较大的成绩，尤其是在自动化和网络化发展过程中，电力配网工程也实现了全面自动化的目的。在10 kV电力配网工程系统中，能通过硬件设施与网络技术的结合，使系统运行效率和质量得到同步提升。当前电力配网工程中，系统结构中的硬件及网络设施主要分为三个部分，即电力配网的运行监控、工作管理及用电管理等。在电力配网系统中，上述三项主要工作内容是由不同的子系统实现的。现代化的电力配网要满足自动化工作要求，就需要依托于信息技术、网络技术等，对10 kV电力配网工程系统中所有的电力数据进行全面采集、传输和处理。电力配网中的系统结构设计，也要基于自动化模式，构建起全面覆盖的电力网络布局，利用电力配网主站和局域网络，在服务器技术支撑下，将10 kV电力配网工程系统的电力运行情况进行集中统一管理[2]。电力系统通过交换机来保证电力运行数据的通信，尤其是现代光纤技术大大提高了电力运行数据传输效率和传输稳定性，在不同局域系统结构共同工作运行中，既保证了10 kV电力配网运行能力，也优化了网络及硬件的配置方案，能够推进整体系统设计方案的完善。

2.2 系统软件结构

10 kV电力配网工程系统作为电力运行整体而言，其运行可靠性和稳定性对于更好地提升配网管理效果有着重要价值。在配网系统结构设计中，应关注系统处理和支持水平。现代化的10 kV电力配网工程系统覆盖广泛，这就需要其能提供高效的电力运行管理，保证电力配网工程系统在服务于大量用户时能够保证电力供应质量和效率。在电力系统结构中，仅仅依靠人力去完成监控和管理，是难以保证电力系统运行能力的[3]。现代的系统设计中融入了系统软件结构，而电力配網工程系统软件结构需要能兼容网络和计算机。在软件结构中，以完成电力配网运行为主要目标;在软件功能性和执行性方面，也要能符合现代电力系统的高性能电力支持。电力配网软件结构的设计上，需要构建起一个高效稳定的数据环境，通过程序编制来完成各项电力配网运行工作。此外，电力配网的软件系统还需要具有数据库功能模块，这个数据库能对电力配网系统中的所有电力数据进行存储和调用，能为电力系统管理人员提供全面、准确的工作支持。数据库是电力配网系统运行的核心，系统程序执行相应的管理指令时，可以将电力运行任务进行对象化的处理。软件系统作为重要的10 kV电力配网工程系统运行支持基础，需要能完成程序接口服务、信息查询服务、数据处理服务等[4]。电力配网系统的软件环境，也是由不同的分系统构成的，除数据库系统外，还有管理系统。因此，在10 kV电力配网工程系统设计中，设计人员要全面掌握不同的子系统环境，从而能使电力系统设计方案更加有效。

3 10 kV电力配网工程系统设计

3.1 电力配网系统设计原则

电力配网工程系统要服务于社会电力供需，就要保证电力配网的有效性。电力配网的设计原则要从电力规划、布局、主站等方面来综合考虑[5]。电力配网要遵循覆盖性原则，规划布局中需要掌握用电情况，建设合理的电力站点;还要科学规划电网线路，保证电力系统网络服务的效率和质量。

3.2 电力配网系统主体设计

在电力配网系统主体设计过程中，要考虑到系统不同功能执行的需要。为了提高系统执行效率，可以在设计方案中运用层次模式，使不同功能模块增强衔接性。电力配网运行中，系统要进行任务分工，可以根据模块任务类型搭建起基础层和应用层。基础层在整个电力配网系统中起到为其他功能模块服务的作用;应用层则有着明确系统任务的层面，如电力运行监控模块、电力指令执行模块等。电力配网设计时，要考虑未来技术升级及电力用户需求增加等情况，电力配网系统要具有良好的升级扩容性，并且能随时依据电力系统管理需要，增加、删除和修改相应的系统数据[6]。在系统设计时，要保证系统与外部的电力设备进行有效的交互，需要设计出可靠的电力系统网络结构。在现代10 kV电力配网工程系统运行中，由于承担的电力运行压力较大，一般在设计中会采用双电网模式，既能提高电力系统运行的效率，又能更好地保证系统运行稳定，避免了电网故障所造成的供电停止问题，这也是在电力配网系统设计中，设计人员需要深入研究的方面。

3.3 电力配网运行管理设计

在10 kV电力配网工程系统运行中，提高运行管理水平是重要的设计要求。配电网系统运行对不间断性有较大需求，任何系统运行故障都可能造成无法估计的损失。在配网系统的设计中，需要将系统运行安全与稳定作为核心目标来完成。配网系统的运行管理，包括对电力系统各种设备和线路的管理、电力传输情况的管理、用电情况的管理等多个方面[7]。为了保证运行的安全性和稳定性性，需要增加对电力配网系统运行每一个环节的管控。如电力系统一般是24 h不间断运行的，这对于电力设备和线路会造成较大磨损。以电力配网系统的绝缘系统为例，电力系统运行中，为了保证系统及相关人员的安全，需要使用绝缘系统来阻隔电压、电流。绝缘系统在长时间使用中，绝缘体会发生老化，影响绝缘性能。如果在电力配网系统运行中没有及时发现绝缘故障，将会造成电力危险的发生。在配网运行管理中，要提供有效的设计，发挥系统技术优势，强化运行管理能力。在配电系统设计中可以设置功能参数，利用系统的硬件和软件进行电力数据采集和分析，当电力系统线路中的电流和电压超出设置的参数范围时，系统就会进行自动警示，使系统管理人员能及时发现故障，并根据系统提醒快速找到故障点进行维修[8]。由于电力配网运行关系到社会生产和生活秩序，因此，要在设计中考虑大面积停电问题。在系统设计时，要设计出自动隔离故障区域的功能，一旦某个环节出现问题，电力系统能自动将这一区域与其他运行区域分开管理;当故障排除后，再自动恢复，从而保证电力系统运行的稳定性。

3.4 电力配网监控终端设计

10 kV电力配网工程系统设计中涉及的设备、线路等数量众多，如果仅仅依赖于人工检查，不仅难以满足现代电网系统的运行要求，而且也很难保证检查的质量和效果。在系统设计中，需要全面细致地掌握系统整体运行和构成，并结合电力配网系统的每个环节，做好监控设计。监控设计包括监控设备终端、监控系统、数据传递等方面。监控设备终端主要包括计算机、服务器、显示器等，监控设计中需要将终端与电力系统良好地兼容，从而保证终端设备可以顺利准确地获取电力运行数据。监控终端功能的发挥，还要通过程序指令来对获取的数据进行有效的分析和处理，找到数据中出现的偏差。监控终端要对采集到的数据进行记录，提炼的不符合正常状态的数据，并通过计算机展示给系统运行的监控人员。电力配电监控设计中，主要对系统运行的电压、电流、功率、电源等数据进行采集。采集到的数据精确度要符合电力系统要求，从而能够根据数据得到可靠的运行情况[9]。在现代电力系统完善发展中，可以积极采用自动化技术方式，利用信息手段和通信传输手段，在兼容的电力监控体系中，全面构建起实时监控和传输模式。为了更好地呈现电力系统运行状况，还可以利用信息建模技术，将抽象的电力数据转化为直观的系统构造影像，通过模拟电力系统的整体情况，使监控管理人员可以更好地把握系统的运行状态，并能对系统运行中可能存在的风险采取预防措施。

4 结语

10 kV电力配网工程系统发挥着重要的社会作用，能为人们的生产和生活提供必要的电力能源供应。电力配网工程系统的设计，需要以配电运行实际情况为基础，通过科学合理的设计方案，提高配电网系统的运行能力。在配网系统设计中，要充分考虑电力系统运行故障所造成的危害和影响，从而强化设计的有效性。现代电力系统中，积极运用先进的技术和设备，对电力系统整体的运行进行全面管理和监控，从而不断优化和完善电力服务功能，为社会稳步发展和群众生活质量提高做出贡献。

参考文献：

[1]刘英，曹晓珑，何子兰，等.现役交流XLPE电缆配电线路改为直流运行的技术方案及实例分析[J].中国电机工程学报，2016（1）：96-103.

[2]段毅.包头滨河220 kV变电站电气一次系统改造设计[D].长春：长春工业大学，2017.

[3]兰征.模块化电力电子变压器及其在微电网控制中的应用研究[D].长沙：湖南大學，2017.

[4]马卫国.沈阳DF变电站10 kV配电工程项目质量管理研究[D].保定：华北电力大学（保定），2017.

[5]李雯.永川莲花110 kV智能变电站的方案设计[D].重庆：重庆大学，2016.

[6]魏明明.10 kV电压互感器高压侧新型保护装置的设计与研究[D].厦门：厦门理工学院，2016.

[7]王科丁.中压配电站智能化关键技术研究及应用[D].武汉：华中科技大学，2017.

[8]武同宝.110 kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维研究[D].济南：山东大学，2016.

[9]梁翔.10 kV/400 V电子电力变压器电磁暂态建模与仿真[D].武汉：华中科技大学，2015.