摘要:国内的配电自动化技术的起步始于20世纪90年代,国电公司从1998年到2001年3年的时间原计划投资2800亿元.“十五’,期间,全国城市电网建设改造投资规模约1000亿元。巨大的资金投入,使得原来薄弱的配电网架有了长足的改善。国内的配电自动化系统从主站系统到终端设备到通讯设备也都有了巨大的发展。但不能否认的事实是国内的配电自动化技术还处于一个发展的阶段,短短的十几年的研究开发,使得整体的认识水平还有不少的误区,具体的技术水平、产品功能等方面还存在一定的欠缺,还处于技术积累和功能试点的阶段,还不能完全满足国内的供用电企业生产需求。
关键词:配电自动化;工程
引言
配电系统馈线自动化的重要内容之一,就是要迅速清除故障、隔离故障区段,尽可能快地恢复非故障区域的供电,以最大限度地提高供电可靠性。
1.网络式保护和控制技术
城市配网一般采用辐射型结构的线路,在经过城网改造后,构成手拉手的双电源环网结构,有时会采用多电源网络结构形式。但网络一般均会采用开环运行的方式,网络中设置一台或几台联络断路器,平时处于开断状态,联络断路器两侧线路用一台或几台重合器分段。根据选用的分段开关和联络断路器的种类不同,采取的自动化方案也不一样。
1.1采用负荷开关或断路器
线路上的任何一点故障,都需要变电站出口分段器跳闸,以清除故障。当线路末端故障时,也会造成对线路前段和中段负荷的不必要的影响。
1.2当采用分段器与重合器配合时,如果保护能够互相配合,故障可就地切除。但是,城市配电网中,由于线路距离较短,级联开关比较多,用传统的电流和时间级差配合实现起来很困难。为解决这一难题,本文介绍了一种基于网络通信的高速数字式纵向逻辑保护方案,以实现配电线路保护的完美配合,确保线路任何地方发生故障时,开关都能有选择性地、快速正确动作。
1.3该方案的主要思想是干线采用重合器,分支采用分段器,干线开关的保护在故障时互相通讯,根据级联关系,在感受到故障电流的开关中进行仲裁,让离故障点最近的开关速断跳闸,其余开关转为后备。仲裁是基于各保护的“启动状态”,因此只需要简单的数字通讯,对纵向级联的各保护的“启动状态”进行逻辑比较。对于主从式通信网络,各从站互相之间不能直接通信,可以在每个环网中设置一个转发和仲裁单元也可以称为保护子站,负责本环网中各开关保护的保护状态信息的收集和仲裁。同时仲裁还是基于本网络的拓扑结构的,因此保护仲裁单元将保留有各开关的连接关系及当前合分闸状态。线路上的开关可以是重合器,也可以是负荷开关,这两种方式在故障处理时有所区别。
1.3.1采用重合器时,利用数字式纵向逻辑保护技术,短路故障由靠近故障点的电源侧分段器在变电站出口及其它分段器动作之前迅速清除,并根据需要可设置一次或多次重合闸功能。然后子站或主站收集各刃信息,根据故障情况下发有关开关操作命令,内完成故障隔离与非故障段转供电。
1.3.2采用负荷开关时,利用数字式纵向逻辑控制技术,短路故障由电源侧变电站出口分段器清除后,可以赶在变电站出口重合闸之前由靠近故障点的电源侧负荷开关将故障隔离,保证一次合闸成功,然后子站收集各信息,根据故障情况下发有关开关操作命令,内完成故障隔离与非故障段转供电。使用本技术可以使故障停电范围最小、停电时间最短。
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2.配电自动化工程的控制结构分析
配电自动化系统可以应用数字保护措施,设置子站点协助系统线路故障的清除,设置主站点,从全局上检测、处理系统故障,将配电系统线路网络中的故障区域与其他区域隔离开,便于线路故障的维修。
3.配电自动化实施的前提
3.1要实现配电自动化预期的目的和要求,除了要有安全、稳定、运行可靠、技术先进的二次设备外,必须有强壮的配电网结构。具体包括:
(l)合理分配负荷,按照线路供电半径合理规划供电区域,避免供电区域重叠;(2)线路留有适当的备用容里,满足故障情况下负荷转移的要求;(3)根据配电自动化的要求,对配电网进行改造.并根据负荷转移的要求,规划设计新线路;(4)良好的一次设备。
3.2经改造后的配电网架应尽可能满足以下要求(1)实现环网供电开环运行;(2)线路供电半径不超过3公里;(3)导线截面选择满足20年负荷发展需要;(4)线路容载比满足负荷转移的要求;(5)线路装接总容里不超过1300OkVa;(6)每段装接容里不超过2500kVa;(7)在条件允许的前提下,实施无功就地补偿。
3.3在一次网架的改造过程中,还需注意对设备台帐资料等基础数据的收集和整理,为配电自动化主站系统的建设奠定墓础:(l)需集较详细的一次设备属性;(2)统计配电线路内负荷,预测用户用电需求;(3)收集配电线路相关数据(电压、电流、保护配t及定值等);(4)较完善的配电网一次线路现状图。
4.配电自动化工程的集中控制
4.1与变电站综合自动化系统之间的集成
配电网自动化系统需要对变电站进行监控,而且要对变电站出线分段器进行遥测和遥信和遥控。配电网自动化系统与变电站综合自动化系统可采用如下几种集成方式。1)配电网自动化系统与调度SCADA实现接口,配电网自动化系统实时接收调度SCADA转发的变电站出线的实时信息,实现变电站出线的遥测、遥信功能,并借助于地调向下转发遥控命令。2)配电网自动化系统在子站处与变电站综合自动化系统直接进行连接,实现遥测、遥信和遥控功能,变电站同时与两个系统通讯。
4.2配电自动化系统的集成功能
集成功能一方面是指,利用互联网信息传播技术与计算机数据处理技术,将电路网络的运行数据传输给配电自动化系统中心,构建起层级关联的自动化控制系统。
4.3与配变监测、工厂抄表系统的集成
配变监测和工厂抄表系统处于系统底层,监测点多,实时性要求不高。一般先在底层按小区域联网,再通过配电监控系统主通道向主站转发。配变监测装置(TTU)一般可以先用RS485等现场总线互联或用音频电缆(双绞线)通过专线MO-DEM互联。
5.结束语
要建设优秀的配电自动化工程,所需要注意的问题还很多,由于篇幅有限,本文仅仅涉及到了配电自动化工程实施中的几个简单问题,供大家商榷。
参考文献:
[1]孙元博.基于图解蚂蚁系统算法的城市配电网重构与故障恢复综合方法研究[D].武汉大学,2014.
[2]海涛.郑州电网配电自动化试点建设方案研究[D].华北电力大学,2014.
[3]慕德凯.莒县配电自动化规划研究[D].华北电力大学,2014.
[4]张伟.自愈型配电网的状态评估与预防性重构研究[D].湖南大学,2014.
论文作者:李盈盈
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签:故障论文; 线路论文; 变电站论文; 自动化系统论文; 负荷论文; 配电网论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第9期论文;