摘要:电力系统逐渐以配网自动化为目标,但在配网自动化的流程中会产生各种各样的问题,对配电系统的正常运行造成了较大干扰,这就需要对配网自动化中出现的故障进行合理化的分析,对现阶段存在的问题和安全隐患做出改进。本文将对配网自动化流程中出现的具体问题进行分析。
关键词:配网自动化;故障;处理技术
一、配网自动化的概述
在电力系统中,配电作为整个环节最后一项,有着将输送的电能分配给不同的电力用户的功能。它由配电设备,继电保护设备,自动测量装置,通信设备,控制装置组成,包括馈线、断路器、补偿电容器、配电变压器以及不同种类的开关在内构成完整的配电系统,按特定的方式运行,能够提供持续的高质量的电能,以达到客户需求。就我国而言,目前配电网主要运行的是等级在35KV及以下的配网,其中包含35k V线路、变电站、10KV出线开关、柱上分段开关、环网柜、配电变压器、配电站、开闭所、小区配电、补偿电容器等设备,在配网中通常把0.4KV电压等级级称为低压,35KV、10KV电压等级称为中压,220KV,110KV电压等级称为高压。
配网自动化技术通常被用在10k V中压系统中,一般是系统内变电站的主变低压侧与低压母线侧,然后一直延伸到电力用户,其功能是对中压系统中的一次设备进行监测与控制,以及基于地理信息系统对装置进行管理。配网自动化的控制方式有两类:集中控制模式和分布控制模式。集中控制模式主要应用在电网框架较强,但通信水平较低的地方;分布控制模式主要应用在设备终端能够自动识别及隔离故障,但通信技术较差的电网。
二、配网自动化系统的功能与作用
自动化技术的发展推动着配网系统朝着自动化方向运行,配网自动化系统建设步伐加快,实际的自动化系统具有以下方面的优势功能和作用:
(1)自动化锁定故障发生位置,及时隔离并排除故障,回归配网系统的常规化电力供应,提高配网系统供电的安全性、稳定性。
(2)线路电压监测。能够自动化监控配网各个线路的电压大小、电流情况,同时自动化调节电压,以此来确保配网系统的电压质量。凭借实时监测系统,能够有效检测出不同线路的负荷大小,以及具体的运转状态,从而确保高效地找到故障,并及时采取措施,维护系统的安全运行。
(3)凭借自动化监测系统的远程监测功效,能够更加快速、及时地找到各个用户额计量设备是否处于正常模式,同时,也能远距离监测用户是否合法用电,控制非法窃电现象。配网自动化系统高度的自动化功效也能有效维护系统线路的高效运行,保护配网。
三、配网自动化系统故障处理模式
1.断路器保护模式
如果配网自动化系统出现故障,故障阻碍了电力系统的正常运转,按照传统的故障处理方式,可以安装断路器,并在系统出现故障时,通过自动跳闸切断发生故障的线路。这样会将故障隔离,避免其他线路受到故障的影响,同时保证其他未发生故障的线路能够正常运行,进而保护整个配电系统。
2.重合器的馈线故障处理方式
(1)与过流脉冲技术分段器联合使用
重合器和过流脉冲技术分段器联合使用,能够先对开关作出处理,对于重合次数进行提前设置,若重合次数超过这一设定数值,重合器就会自动关闭合闸性能,有效地隔离故障。同时分段器的分闸与合闸会受配网线路的电压高低影响,系统断电会影响分段器分闸,如果供电,分段器就会合闸。
(2)双重重合器联合使用
由于重合器的使用成本下降,在馈线自动化控制领域,重合器正在逐步取代分段器。当两个重合器联合使用时,可以通过动作曲线之间的时间距离来实现互动配合。当配电系统发生故障时,可以调动较近的开关除掉故障,这样停电的规模和范围就得到了有效控制,缩短停电的时间。
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3.主站监控的馈线处理模式
主战监控的馈线处理模式与传统相比较为先进,其处理方式是通过在各个开关上配设馈线终端来收集信息,包括开关部位、线路电流大小、功率和负荷值等信息,并在信息收集完毕后通过通信和网络技术进行数据传输,借此实现远程传输和监控。
4.系统保护的馈线故障处理模式
系统保护模式同其他故障处理模式相比,其创新性和优势作用格外明显。这种处理模式为达到馈线保护的目标,主要依赖于网络通信系统配电终端。当馈线系统出现相间故障、三相故障等故障后,开关附近的FTU就能够做出及时反应,明确功率方向,同时凭借系统总线路实现和附近的FTU之间的信息传输,最终经过判断和系统分析确定故障发生的具体位置,进而隔离故障。
四、配网自动化中存在的问题及解决方案
1.配网自动化存在的问题
在配网自动化的发展进程当中还存在着一些问题和难以克服的困难,主要集中在以下几个方面:
(1)配电自动化的监测对象过于繁琐,比如变电站的出线分段开关,变压器、开闭所的具体详细信息等,这就在一定程度上对自动化系统的管理造成了难度;
(2)配电网的部分工作设备需要在外界进行工作,比如开关和终端的一些仪器设备,在天气环境较为恶劣的情况下可能会对电力设备的工作情况造成一定程度的干扰,如果遇到大型雷雨天气可能还会对电力设备造成损坏,对配网自动化系统的正常运行造成较大的影响;
(3)由于配电网自动化所用到的设备在外界环境下工作的数量比较多,现阶段还没有研发出能够保证通信质量的相关设备,只能将多种通信方式结合起来使用以达到通信的目的。
2.主站监控的故障解决方案
当主站监控的馈线在正常工作的情况下,馈线终端单元可以采集开关的状态信息数据,主要包括工作的电压、放置的位置以及功率等,然后将收集到的数据状态信息使用网络传输线路发送到配网自动化处理中心。馈线终端单元能够在较远距离时对道闸进行有效的操作,在出现意外情况时可以用最短的时间对故障的具体情况进行记录,比如故障发生前的最大功率和负荷电流以及主站监控馈线故障的区域等等,然后将记录到的故障信息通过传输线路发送到计算机进行分析和处理,进而找到故障发生的原因并进行维修。
3.重合器的馈线故障解决方案
当重合器的馈线发生故障后解决方案一般有多种,而最有效也最常见的方案是在重合器的馈线系统中加入流脉冲计数器。重合器在整个馈线系统中可以起到在线路短路时切断电流的作用,当配电网自动化的过程中如果出现故障,流脉冲计数器可以发挥重要的价值作用,且重合器可以保护跳闸。
4.系统保护的馈线故障解决方案
系统保护机制是针对配网自动化故障而形成的一种自动化保护模式,主要是安装数量较多而且密集程度较小的终端,再加上性能较为优越的网络通信系统来实现对馈线的严格保护。在系统保护机制对馈线故障的解决方案中也用到了馈线终端单元,主要是针对三相故障的功率方向做出准确的判断,然后现场的总线会与距离较近的馈线终端单元进行信息交流,经过严格的分析之后找出故障发生的区域,最终对故障区域周围的开关进行关闭,完成对配电自动化系统保护馈线故障的隔离。
结束语:
总之,随着自动化技术的发展,我国配网系统正在接受着改造,配网自动化系统覆盖范围不断扩大,这就需要故障处理技术与方法也随之更新,形成科学的故障处理方案,从而确保配网系统的安全运行,现有的故障处理模式存在自身的优缺点,科学识别不同故障处理模式的弊端和优势,有针对性地做出故障处理方式选择是十分必要的。
参考文献:
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[3]城乡配网自动化规划及改造的问题分析[J].肖晓源.通讯世界.2018(12)
论文作者:袁梓丰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/13
标签:故障论文; 系统论文; 馈线论文; 模式论文; 终端论文; 线路论文; 自动化系统论文; 《基层建设》2019年第8期论文;