(国网渭南供电公司陕西省渭南市714000)
摘要:随着电力行业的飞速发展,企业间的竞争压力越来越大,为了在竞争中保持核心优势,促使电力企业实现可持续发展,就要切实提高配网供电的可靠性。配电网是电力企业与用户建立供电联系的最为重要的一个环节,可以说配电网供电可靠性是确保用户正常用电与安全的关键,是供电企业经济效益的基本保障,而配电网自动化可以大幅度提高供电可靠性,对电力企业的发展来说意义重大,本文着重研究配电网基于供电可靠性的配电自动化系统。
关键词:供电可靠性;配电自动化系统;应用
1配电自动化系统组成
配电自动化系统主要由主站、配电子站(可选)、配电终端和通信通道组成,通过信息交换总线实现与其他相关应用系统互连,实现数据共享和功能扩展。其中,配电主站是实现数据采集、处理及存储、人机联系和各种应用功能的核心;配电终端是安装在一次设备运行现场的自动化终端,根据具体应用对象选择不同的类型,直接采集一次系统的信息并进行处理,接收配电站子站或主站的命令并执行;配电子站是主站和终端连接的中间层设备,一般用于通信汇集,也可根据需要实现区域监控,配电子站通常根据配电自动化系统分层结构的情况而选用;通信通道是连接配电主站、配电子站和配电终端之间实现信息传输的通信网络。
2配电自动化系统设计中的供电区域
从现行电网建设中供电可靠性要求看,其可划分的区域可归纳为六类,具体包括:第一,对于30MW/km2以上负荷密集的区域,要求供电可靠性保持为99.99%,可称其为A+区域。以高新技术开发区、市中心区为例,都在A+区域范围内。第二,在15-30MW/km2的负荷情况下,与A+区域相同,也要求具有较高的供电可靠性,该类区域被叫做A类区域。第三,在6-15MW/km2的负荷情况下,供电区域在供电要求上可保持99.965%,如重点城市市区、地级市市中心区等,被叫做B类区域。第四,以1-6MW/km2负荷情况为依据,在供电要求上保持为99.897%,如发达城镇、地级市市区,可划入该类区域中,称其为C类区域。第五,在负荷分散情况下,如0.1-1MW/km2,多表现在农村、城镇供电区域上,该类区域可被叫做D类区域。第六,对于0.1MW/km2以下负荷,其供电可靠性要求较低,一般如偏远农牧区都可被划入该类区域中,称其为E类区域。
3配电网自动化系统的建设和发展
3.1主站规划设计要点
在进行配电自动化系统建设过程中,主站设计工作不容小觑,一般情况下可首先将其进行细化,即前置延伸模式以及大、中、小模式。在前置模式下,主站必须保证可以在监控区域实现前置延伸,由此完成区域信息的采集工作,进而达到就地监控的目标。在大、中、小模式下,则以可扩容平台为主要工作任务,由此使其在信息交互总线利用条件下和GIS等相关系统达成互联的目的,从而符合整合和共享配电网信息的相关要求,并以此作为基础,完成对配电网图模的构建工作,进而达到配电网故障处理、监控等要求。如果主站建设的类型不同,那么应将信息接入量作为参考,比如进行大型主站建设时,其信息接入量必须大于50万点,在进行中型主站建设时,其信息接入量必须达到50万点,进行小型主站建设时,其信息接入量需达到10万点之内范围。
3.2终端与通信部分设计
配电自动化系统设计中,终端设计是否合理极为重要,一般以“二遥”、“三遥”终端为主。其中的“二遥”终端主要指可满足电流遥测、故障信息上报功能要求的终端。实际设计过程中对于开关部分无需引入电动操作机构。但终端若有本地保护功能,此时需配备电动操作机构。终端功能的实现既可引入GPRS方式,也可将无线专网应用其中。而对于“三遥”终端,该终端在体现故障信息上报功能的基础上,也要求将遥控、遥信与遥测功能融入,且需使电动操作机构设置在控制开关上。与“二遥”终端不同,该终端在非对称加密中,通常通过光纤通道的应用实现。
3.3馈线自动化
10kV架空线路。10kV配网中性点接地方式以中性点经消弧线圈接地为主,10kV架空线路以单放射型和“2-1”联络型为主,主干线上带有多条分支线,分支线再延伸出多条小分支线,线路结构复杂,而且分支线上的每一次永久或瞬时故障均会引起全条馈线停电,影响范围较大。因此,10kV架空线路按“电压-时间”型自动化方案配置,当10kV线路最长路径(指变电站到最远10kV用户的路径)超过8kM时,或主干线用自动化分段开关分段超过3段时,应配主干线分段断路器。主干线分段断路器FB(配备时限保护)将主干线分为两段,分段原则主要考虑线路的负荷分布,开关两侧的馈线负荷或线路长度应尽可能相等。
10kV电缆线路。随着电缆化率的不断提高,电缆线路故障率增长态势比较明显,且线路故障都会导致变电站馈线开关跳闸(或手切),造成整条线路的用户停电,故障定位和故障隔离等技术手段的欠缺,不能满足日益增长的供电可靠性要求。由于城市现状光纤通道匮乏,不具备实施三遥自动化的通信条件。电缆线路配电自动化参考架空馈线自动化的技术路线实施就地控制型自动化,实现故障定位和故障隔离。主干线分段点采用具有电压-时间时序逻辑判别和设定时间内故障过流分闸闭锁功能(简称UIT模式)的智能开关柜单元,通过与变电站馈线开关重合闸配合,不依赖主站和通信,自动完成主干线路的故障隔离。分支线开关柜配置过流、零序保护,就地切除短路和接地故障。
3.4继电保护技术
在继电保护技术应用条件下,应将供电可靠性作为工作基础。由于农村配电网具有分支较多、供电半径长、短路容量低等特征,当故障发生时,为了保证能够将其快速切除,一般在电网主干线路设置三段式过流保护装置,同时安装断路器,以此对配电自动化系统起到保护作用。城市的配电网的供电半径短、短路容量高,当发生故障现象时,会出现整定电流值问题。因此需通过一系列的级差保护措施,由此使处于故障状态条件下的主干线及分支线路两者之间不会相互干扰。
3.5实施差异性规划设计
实际规划设计中,除保证在主站设计、终端设计以及继电保护等合理外,可考虑将差异化规划原则引入其中。这种差异化原则,对于配电系统主站,可将前置延伸模式用于县城中,而小型、大中型与重点城市分别进行小型主站、中型主站与大型主站的设置。对于继电保护、配电终端则需以不同供电区域为依据进行规划设计,如A+区域部分,可将全电缆供电方式引入,并在配电终端上以“三遥”为主,可使故障率得以减少,且在故障情况下能够快速恢复供电。除此之外,实际规划过程中,要求对重要用户也需做好系统规划,可按照A+区域的方法完成规划工作。
综上所述,配网自动化的应用全面提升了电网的智能化水平,提升了电力系统的可靠性和电能质量,提升了电网运行和指挥效率,但由于配电网规模太大,设备及线路状况大多还不具备实现全面自动化的水平,在建设中,我们要紧扣配电网自动化建设的应用需求,高标准建设好配电网自动化主站和通信通道,结合当地电网实际逐步完善配电网设备和终端建设,最终实现配电网的全面自动化。
参考文献:
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