配電網(wǎng)自動化技術的應用

胡紹勇

摘要:隨著社會的不斷發(fā)展進步,電網(wǎng)自動化已成為電網(wǎng)的發(fā)展趨勢和方向,配電網(wǎng)作為電力網(wǎng)的重要組成部分,對提高供電質量和供電可靠性起著至關重要的作用,本文分析了電力系統(tǒng)配電自動化的應用現(xiàn)狀、應用原則、應用要求及自動化模式方案,以加快配電網(wǎng)自動化的發(fā)展,提高配電網(wǎng)供電可靠性。

關鍵詞:配電網(wǎng)自動化;應用原則;應用要求

1配電網(wǎng)自動化的應用現(xiàn)狀

配電自動化是一個龐大復雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程,包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對用戶的供電質量,提高服務水平,減少運行費用的觀點來看,配電自動化是一個統(tǒng)一的整體。目前實現(xiàn)配電自動化大體有以下幾種方式:在10kV輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系統(tǒng),依靠重合器和分段器自身的功能進行線路故障時的故障隔離和恢復供電,因而實施比較容易,投資較節(jié)省。在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡中采用重合器, 配合環(huán)網(wǎng)柜實現(xiàn)配電自動化。在10 kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡中采用環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU并設置配電網(wǎng)自動化系統(tǒng),環(huán)網(wǎng)柜可以是戶外的,亦可以是戶內(nèi)式。目前貴州省大多數(shù)城市是由沿城市街道敷設的架空絕緣導線構成10kV配電網(wǎng)絡。針對這種配電網(wǎng)絡,目前采用的配電自動化方式是首先進行網(wǎng)絡優(yōu)化改造, 形成多個環(huán)網(wǎng)或“手拉手”線路,使每一用戶有2個供電源。

2 配電網(wǎng)自動化的應用原則

2.1 適應性原則

適應城鄉(xiāng)經(jīng)濟條件的原則。由于我省農(nóng)村經(jīng)濟相對落后,因而不能照搬發(fā)達國家的配電網(wǎng)自動化模式,應該立足省情,結合當?shù)貙嶋H條件以解決配電網(wǎng)的實際問題和符合供電可靠性及用戶的要求為目的,將有限的資金有效地投入配網(wǎng)自動化中去。適應配電網(wǎng)發(fā)展的原則。隨著“網(wǎng)改”的不斷發(fā)展,配電網(wǎng)無論在線路長度和設備容量上也在不斷增長,配電網(wǎng)自動化應該能適應發(fā)展了的配電網(wǎng),反過來,發(fā)展的配電網(wǎng),更需要實現(xiàn)自動化,并逐步向智能配電網(wǎng)過渡。適應定時限保護的原則。定時限保護方式采用電流階梯和時間階梯重合,可使上下級保護配合方便、協(xié)調。而反時限保護由于設備產(chǎn)品的實際保護特性有差異、使上下級保護的配合不協(xié)調。

2.2逐步完善的原則

配電網(wǎng)自動化是一項綜合性系統(tǒng)工作,最基本的條件是應具有較為完善的多路電源的配電網(wǎng)點,涉及到城市建設,配電網(wǎng)規(guī)劃,設備選擇等一系列繁雜工程,內(nèi)容豐富,技術性強。對于配網(wǎng)自動化的發(fā)展應實行分期、分階段進行。第一階段為初級階段,即變電站出線以自動重合閘作保護,線路上裝多組自動配電開關,建立電壓控制系統(tǒng)。第二階段在第一階段的基礎上,增設通信及控制設備,對各分支線自動配電開關實現(xiàn)控制,對負荷進行調配。第三階段建設配網(wǎng)自動化系統(tǒng)和相應的通信系統(tǒng),將各點信息傳送到配網(wǎng)調度中心,實現(xiàn)微機控制及信息的自動處理,達到完善的配電自動化。

2.3 采用電流控制式的原則

由于重合斷路器經(jīng)常有合分操作以及瞬時性故障時自動重合,使得配電開關頻繁動作,導致設備可靠性降低,影響使用壽命。另外,自動配電開關有個合閘延時時間,故障時在并聯(lián)組數(shù)較多的線路,最末級完成合閘的時間達幾十分鐘,合閘時間明顯大于故障判斷時間,影響供電的連續(xù)性。

3 配電網(wǎng)自動化的要求

配電網(wǎng)自動化是以實時方式就地或遠方對配電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)收集、控制、調節(jié)和事故處理的技術,其目的在于保證配電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行發(fā)送電壓質量降低電能損耗、快速處理、提高供電可靠性。它應當滿足以下幾方面的要求:

通過實時監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)測每條線路上的負荷運行情況,及時發(fā)現(xiàn)不安全因素,消除事故隱患,使配電網(wǎng)安全運行。

通過系統(tǒng)監(jiān)測功能及時發(fā)現(xiàn)用戶計量表故障,防止竊電,避免用電量損失。具備可靠的、高速率的通訊。具備完善的、能識別故障電流的、滿足室外惡劣環(huán)境的故障控制器,以及實現(xiàn)斷路器遠方操作。

能通過系統(tǒng)監(jiān)測功能及時計算線路線損,使線路能在最佳的經(jīng)濟狀態(tài)下運行。系統(tǒng)的電量控制和功率控制可促進電費回收。配電網(wǎng)自動化的主站系統(tǒng)應具有擴充性和開放性功能,主站軟件功能完善,硬件上有足夠的處理速度和裕度。

4配電網(wǎng)自動化模式方案

4.1變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案由變電站出線保護開關和饋線開關相配合,并由兩個電源形成環(huán)網(wǎng)供電方案。也就是說優(yōu)化配網(wǎng)結構,推行配電網(wǎng)“手拉手”,變電站出線保護開關具有多次重合功能,重合命令由微機控制,線路開關具有自動操作和遙控操作功能,開關具有自動操作和遙控操作功能,遠動裝置,事故信息、監(jiān)控系統(tǒng)由微機一次完成。設備與線路故障由主站系統(tǒng)判斷,確認故障范圍后,發(fā)令使故障段開關斷開。

4.2自動重合器方案

此方案是將兩電源連接的環(huán)網(wǎng)分成有限段數(shù),每段線路由相鄰的兩側重合器作保護。故障時,由上一級重合器開斷故障,盡可能避免由變電站斷路器進行分合。當任一段故障時,應使故障段兩端重合器分斷,對故障進行隔離,線路分支線故障由重合器與分斷器動作次數(shù)相配合來切除。

4.3自動重合分段器方案

每段事故由自動重合分段器根據(jù)關合故障時間來判斷。此方案在時間設置上,應保證變電站內(nèi)斷路器跳開后,線路斷路器再延時斷開。然后站內(nèi)斷路器進行重合,保證從電源側向負荷側送電,當再次合上故障點時,站內(nèi)斷路器再次跳開,同時故障點兩側線路斷路器將故障段鎖定斷開,確保再次送電成功。

4.4 饋線自動化模式

就地控制模式,即利用重合器加分斷器的方式實現(xiàn)。計算機集中監(jiān)控模式,即設立控制中心,饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信通道遠傳回主站。在有故障的情況下, 由主站根據(jù)采集的故障信息進行分析判斷, 切除故障段并實施恢復供電的方案。

就地與遠方監(jiān)控混合模式, 采用斷路器(重合器),智能型負荷開關,并且各自動化開關具有遠方通信能力。這種方案可以及時、準確地切除故障,恢復非故障段供電,同時還可以接受遠方監(jiān)控,配電網(wǎng)高度可以積極參與網(wǎng)絡優(yōu)化調整和非正常方式下的集中控制。

5 通信

配網(wǎng)自動化的通信包括主站對子站、主站對現(xiàn)場終端、子站對現(xiàn)場終端、子站之間、現(xiàn)場終端之間的通信等廣義的范圍。通信是實施配網(wǎng)自動化的一個重點和難點,區(qū)域不同、條件不同,通信方案也多種多樣,主要有光纖、有線電纜、電力載波、微波、擴頻等,但就目前配網(wǎng)自動化技術不夠成熟的情況下,采用混合通信方案是比較符合實際的原則。

6 配網(wǎng)自動化實施中應注意的問題

配網(wǎng)自動化的實施涉及的部門多,投資大,是一項系統(tǒng)工程,因此配網(wǎng)自動化的規(guī)劃是必不可少的,必須結合當?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃,制定詳細的配網(wǎng)自動化的實施計劃,整體考慮,分期分批實施,同時要和供電企業(yè)內(nèi)部信息化建設相協(xié)調。

配電線路設備的戶外運行環(huán)境,對開關設備、配電終端設備等提出了更高的要求,必須考慮雷擊過電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、腐蝕、風沙、振動、電磁干擾等因素的影響,在開關的外絕緣材料、電子設備的設計、元器件的篩選等方面應綜合考慮其性價比。

此外,配電自動化系統(tǒng)中的站端設備進行遠方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)要高得多,因此要求配電自動化系統(tǒng)中的站端設備具有更高的可靠性。

配電終端設備中的電源用于控制開關動作,正常情況下從線路中取得,線路失電后的后備電源應具有較高的可靠性。

在實施配網(wǎng)自動化后,降低了運行人員的勞動強度,提高了勞動效率,使運行人員對網(wǎng)絡的運行狀況掌握得更全面更快捷,為供電企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益和社會效益。配網(wǎng)自動化的實施,改變了配電網(wǎng)傳統(tǒng)的運行管理方式,但對運行人員提出了較高的要求。

7結束語

經(jīng)濟的發(fā)展對配電網(wǎng)自動化提出了更高的要求,配電網(wǎng)自動化也是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。技術在發(fā)展,需求也在提高,最終目的都是為了擴大供電能力,提高供電可靠性,優(yōu)化電力服務。從目前的應用情況,有些內(nèi)容只限于開發(fā)、研制和試用階段,因此,應本著從實際出發(fā),統(tǒng)籌安排,循序漸進的原則,綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關系,進一步設計開發(fā)出先進、通用、標準的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng),對電力市場的發(fā)展具有重要意義。