智能开关在配网自动化系统中的应用分析

智能开关在配网自动化系统中的应用分析

(广东电网有限责任公司肇庆德庆供电局526600)

摘要:城市居民以及我国产业的发展都需要大量电力的支持。企业以及科学技术的发展,都离不开电力行业的支持,因此,必须要重视配电力自动化的建设。智能开关是配电自动化建设中的重要组成部分,也是目前我国重点推广的内容,智能开关的应用能够降低配电网在运行过程中发生的故障率,并起到促进配网安全运行的作用。以下本文分析了智能开关的概念,介绍智能开关的类型,并对智能开关在配电自动化系统中的应用进行了探讨。

关键词:智能开关;配电网自动化系统;应用效果

智能化开关设备的功能呈多样性,同时也具有极高的集成度,涵盖了保护、控制、监控等不同的作用,智能开关的应用能够为供电系统的监测和断路系统的运行奠定基础。智能开关是重点保护的电气,在配网自动化系统发生故障时依然可以保证系统的安全,进一步提高了配电网自动化的能力,保证人民群众和各个行业的用电稳定[1]。通过实践研究,智能开关的应用不仅能够降低检修人员的工作量,还能在发生故障时自动隔离开关,提高了配电网运行的安全性,避免由于发生故障而造成电气企业效益的损失。

一、针对智能开关进行概述

智能开关是新型的执行单元,一次设备的组成部分包括非常规互感器、隔离开关、接地开关、断路器等构件。二次设备的组成包括电力电子技术、数字化控制装置等。智能开关发挥的作用是保护和控制,不同功能单元需要分开运行,然后对系统的运行隐患进行分析,从而可以实现远程管理。初级阶段的智能开关属于户外型微机保护装置,是一种兼顾通讯技术的集成柱上开关。根据我国发展情况来说,插接类型的开关系统,也就是PASS是我国未来电力系统会广泛应用的智能开关类型[2]。PASS集合了智能化传感器、微处理技术两种,能够通过数字通信技术对电力设备的运行情况进行监控,还能够将运行中发生故障的部分进行隔离分析,通过站内计算机实现对整体系统的监控。

二、配电网自动化在电力系统中发挥的功能分析

电力系统的组成包括发电、输电、变电以及配电几个重要环节。发电、输电、变电这几个环节的监控和管理都是EMS能量管理系统实施的,其中包括SCADA、AGC、MIS等。配电和用电过程的监控和管理是DMS管理系统完成的,其中包括SCADA、LM、故障管理、AM、FM、GIS等。EMS能量管理系统和DMS管理系统都是以SCADA作为起点工作的,两者各有其不同的功能,但是较小的系统两者还可以合二为一[3]。见图1。

图1电力系统配电网络自动化的结构图

三、配电网自动化的智能开关的介绍和选型

配电网线路在新建或实施改造的时候,要进行自动化断路器的配置,关于数量的设置要按照以下原则实施。其一,主干线不超过3台自动化分段断路器为最佳选择,主干线线路较长的时候,可根据情况增加一台自动化分段断路器。线路故障发生率较高或线路较长的情况出现时,则要靠近负荷中间点位置的分段断路器设置为过流、速断等具有保护功能的断路器。其二,在长度较长,故障率较高的分支线,要降低故障停电影响范围,并且减少主干线跳闸次数,就要在分支线上增设1台断路器。其三,与用户分界的公用开关,单台专用变压器容量要保持在500kVA以上,若变压器数量在3台以上,或者故障率较高,且采取相应管理却无法解决的时候,就要将开关改造为自动化功能的断路器[4]。

四、智能开关在配电网自动化系统中的实际应用

山区的配电网线路都分布在山上,由于配电线路较长,加上山区的环境较复杂,极易受到台风、雷击的影响,因此配电网自动化系统经常发生故障。山区的供电局在配网的过程中可以投入使用智能开关,由于配电开关的分布范围较大,环境也存在很大的差异,因此要采用无线公用通信技术实施智能开关的管理[5]。

(一)智能开关的使用现状

供电局根据配电网自动化系统中的智能开关进行了几个试点的应用。根据线路故障的发生情况,于2014年引入SOG智能开关,将SOG智能开关安装在跳闸次数较多的位置上,SOG智能开关选用的是SF6绝缘,体型较小,因此非常方便安装,在配电网自动化系统发生故障时可以自动隔离。SOG智能开关利用控制器发挥对配电网的多重保护:接地保护、短路保护、过流保护等。SOG智能开关的具体应用:第一,可以自动处理接地故障。在支线出现接地故障的时候,SOG智能开关能够发挥自动调试的功能,变电站的其他分支能够正常合闸,不会影响正常供电[6]。根据图2的显示可知,在支线发生故障的时候,S2能够对零序电流和电压进行监测,判断发生故障的具体位置,若为永久性的接地故障,S2就会分闸,将故障控制好。第二,能够自动切除短路故障。支线发生短路故障的时候,SOG智能开关能够自动分闸,其他分支依然能够正常运行。

图2SOG智能开关保护示意图

(二)智能开关的应用效果

根据实例可知,智能开关在配电网自动化系统运用中发挥着重要的作用。根据供电局的调查,智能开关的应用能够提高对故障的处理效率,一旦发生故障可以准确的判断故障的范围。在2015年,某地出现雨雪冰冻灾害的时候,发生了严重的开关跳闸情况,一共发生跳闸7次,其中5次都是智能开关发生跳闸,可想而知,如果这些线路没有安装智能开关,那么就是5次变电所的跳闸,产生的影响将非常恶劣。还有2017年的夏天,智能开关跳闸30次,发生了多次雷击,但是并没有对电网运行造成大的影响。

五、结语

智能化开关设备的功能呈多样性,同时也具有极高的集成度,涵盖了保护、控制、监控等不同的作用,智能开关的应用能够为供电系统的监测和断路系统的运行奠定基础。配电自动化建设中的智能开关是重要的组成部分,也是目前我国重点推广的内容,智能开关的应用能够降低配电网在运行中发生故障的几率,并起到促进配网安全运行的作用。根据本文研究可知,电力企业是我国市场经济发展的主要力量,电力企业的发展和运行直接影响人们的正常生活和工作。随着我国计算机和信息化技术的发展,电力行业也开始致力于新型智能设备的研发和创新,以期提高配电网自动化系统的应用。通过实践研究,智能开关的应用发挥着重要的作用,不仅能够降低检修人员的工作量,还能在发生故障时自动隔离开关,提高了配电网运行的安全性,避免由于发生故障而造成的电气企业效益的损失。

参考文献:

[1]陆荣华.电力系统开关在电力系统中的应用分析[J].百科论坛电子杂志,2018,(16):304.

[2]韩寅峰,王栋,康小平,等.全自动馈线自动化大规模应用工程问题研究[J].供用电,2018,35(3):58-63.

[3]郭孟宁.探讨配网自动化系统在智能电网中的应用[J].数字化用户,2017,23(48):79.

[4]张志健.试论10kV配电网馈线自动化系统的控制技术及应用[J].大科技,2018,(12):78.

[5]石磊,尹飞虎,曾胜和,等.大田光伏提水滴灌自动化控制技术研究与应用[J].新疆农垦科技,2017,40(3):74-76.

[6]赵晨星.探析环网柜在配电系统中的应用[J].科技传播,2016,(10):189-189,191.

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