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[摘 要]随着科技水平的提高,配电自动化建设能有效地提高电网可靠性。宜春市袁州区供电有限公司通过在分支线路加装分界真空断路器,调度室增加主站,解决了电力需求快速增长与落后的农村电网现状的矛盾,缩短故障查找时间,保证非故障区域的正常供电,大大地提高了配电供电可靠性。
[关键词]分界真空断路器;GPRS网络;主站;分支线路;馈线自动化;
中图分类号:TM561.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0275-02
一、袁州区电网现状及存在的问题
江西省宜春市袁州区的配电网中,配电大都采用架空线,电缆线很少,架空线路的故障率要远远大于电缆线路。用户分支线段,往往是线路故障的多发点,往往一个线路上的小故障,就能造成大面积停电,而小故障占70%以上的比例。导致全线停电后,要寻找故障点,袁州区配电网的线路相对较长,有些延伸到山里,一般很难发现故障。在配电层面,没有统一的自动化信息平台,90%以上的配电线路故障往往无法在第一时间掌握故障的发生原因,抢修也只能靠人工逐段排查,效率低,恢复时间长。由于近几年区里的经济高速发展,目前的电网现状已经无法满足广大电力用户的用电要求,如遇连续恶劣天气,10kV线路将面临着比较严峻的考验,给电力用户带来严重的损失。
二、 分界真空断路器功能介绍
用户分界真空断路器是一种全新的10KV户外柱上真空开关成套设备,包含断路器本体,分界断路器控制器(FTU)及柱上PT三大部分。通过航空插接件及户外密封的控制电缆进行电气连接。分界断路器本体基于ZW32真空断路器的结构设计,在原有保护CT的基础上,又内置新型零序电流互感器。控制器采用不锈钢外壳,是具有保护、控制、测量以及信号监视的结合自动化户外测控装置。分界断路器保护处理方式综述于下表:
智能分界真空断路器的应用,可以通过一次重闸大大减少瞬时故障跳闸,还可有效区分界内界外故障,当出现界内故障时,只停界内,减少了界外大面积停电。
三、主站
当永久性故障发生时,要求工作人员快速检修及恢复供电,还是一个难题。为了提高故障点的快速查找,增加主站是有效途径。主站工作原理如下图:
1、建设模式
配电自动化系统一般采用分层处理模式。
为了方便智能分界断路器的管理和应用,由于配电网网络结构复杂,分界断路器安装位置点多面广,因而对设备和信息的处理采用两层结构模式。
两层结构模式:主站层 —— 终端层
这种模式适用于配电网络较小,信息分散的情况,其总体成本较低。
2、建设方案
主站层建设:主站层是整个系统的最高层,它是整个配电网监控和管理系统的核心。从整体上实现配电网的监视和控制,分析配电网的运行状态,协调配电子网之间的关系,对整个配电网络进行有效的管理,使整个配电系统处于最优的运行状态。对远方配电设备(FTU)能够进行及时准确的分析和判断,及时隔离故障,并提出正确有效的停电恢复对策,以帮助调度员准确确定故障位置,隔离故障区域,尽量恢复非故障区域的供电,将故障损失降到最低。
终端层建设:终端层是整个系统的底层,通过安装分界真空断路器来完成现场信息的采集处理及监控功能 。主要完成信息的采集、电网故障的判断、通讯及自动控制等。
分界真空断路器是配电自动化系统的基本单元,用于对配电网及配电设备的信息采集和控制。它与配电主站通信,提供配电系统运行控制及管理所需的数据,并执行主站发出的对配电设备的控制调节指令。基本功能如下:
(1)遥测功能:可选择两表法或三表法接线,精确测量线路电流、线路电压等。
(2)遥控功能:能接受远方命令控制开关合闸、分闸,并能返送校核,與主站配合后能实现故障隔离、网络重构、负荷转移等功能。
(3)遥信功能:能采集并向远方发送开关状态量、保护动作信号量等,状态变位优先传送。
(4)对时功能:能接发主站的对时命令,与系统时钟保持一致,使事件记录具有可比性。
(5)定值远方或当地修改和召唤定值功能:能接收控制中心或配电终端显示装置的指定修改定值,同时可随时召唤当前整定值,使装置具有强大的维护功能。维护功能包括参数设定、工况显示、系统诊断等。
(6)手动操作功能:提供手动合闸/分闸接口,以备通道出现故障时能进行手动分合闸操作。
(7)通信功能:提供RS485、RS232、以太网等多种通信方式及多种标准通信协议,支持IEC101、IEC104等规约。
(8)设备自诊断及自恢复功能:装置具备自检测功能,在自身故障时及时告警。
(9)故障判别功能:装置根据采集的电流大小及设备的定值,能够快速计算故障电流大小,进行比较,并将故障信息及性质主动上报给主站,以便进行故障隔离。
(10)具有后备电源或有外接后备电源的接口,其容量能维持远方终端正常工作,当主电源故障时,能自动投入;交流电源失电后,能对开关进行不少于分、合各二次操作。
四、智能分界断路器应用的效益分析
袁州区供电有限责任公司成立了检修班,建设了配电主站,终端层共运了 138 台智能分界真空断路器.
为了降低线路跳闸率,袁州公司在10kV线路上加装了看门狗开关,所起到的效果还是很明显的。
其中宝山变10kV914石门线:该线路看门狗开关是在4月份加装的,3月前跳闸次数是8次,4月后跳闸次数是4次。具体情况如下:
宝山变10kV914石门线主线上装有两个看门狗开关,分别在#21杆和#48杆上,鸿泰采石厂支线上也装有一个看门狗开关专门用来控制鸿泰采石厂。在4月份之后10kV914石门线除了这4次跳闸外,通过查看线路 3个看门狗开关动作了情况后,发现#21杆安装的看门狗开关拦截故障4次,#48杆安装的看门狗拦截故障7次,鸿泰采石场支线看门狗开关动作2次,通过安装看门狗开关这一技术手段,有效减小了停电范围,缩小了故障查找范围起到了很好的效果。
配电自动化的社会效益主要体现在提高供电可靠性、提高供电安全性、提高优质服务水平、促进节能降耗等方面。
智能分界断路器在配电自动化中的应用,将实现故障的自动隔离和供电恢复,提高故障处理的速度,提高供电可靠性和优质服务水平。同时通过智能分界断路器馈线自动化的实现,对配电网一次设备及网架的改造、优化,将在很大程度上提高供电安全性,满足企业生产及人民生活用电需求。
智能分界断路器在配电自动化项目中应用后,将有效解决配电网调度盲调的问题,提高运行管理水平;使配电网管理方式转变、提高供电可靠性、保证电压质量、降低线损、保证配电网安全供电、提高自动化程度;同时大大减少用户由于断电造成的经济损失,延长供电时间,不断提高企业的经济效益。
作者简介
胡润斌(1965-)男,江西宜春人,助理工程师,本科学历,电力系统及自动化专业。研究方向:配电建设与项目管理。
[关键词]分界真空断路器;GPRS网络;主站;分支线路;馈线自动化;
中图分类号:TM561.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0275-02
一、袁州区电网现状及存在的问题
江西省宜春市袁州区的配电网中,配电大都采用架空线,电缆线很少,架空线路的故障率要远远大于电缆线路。用户分支线段,往往是线路故障的多发点,往往一个线路上的小故障,就能造成大面积停电,而小故障占70%以上的比例。导致全线停电后,要寻找故障点,袁州区配电网的线路相对较长,有些延伸到山里,一般很难发现故障。在配电层面,没有统一的自动化信息平台,90%以上的配电线路故障往往无法在第一时间掌握故障的发生原因,抢修也只能靠人工逐段排查,效率低,恢复时间长。由于近几年区里的经济高速发展,目前的电网现状已经无法满足广大电力用户的用电要求,如遇连续恶劣天气,10kV线路将面临着比较严峻的考验,给电力用户带来严重的损失。
二、 分界真空断路器功能介绍
用户分界真空断路器是一种全新的10KV户外柱上真空开关成套设备,包含断路器本体,分界断路器控制器(FTU)及柱上PT三大部分。通过航空插接件及户外密封的控制电缆进行电气连接。分界断路器本体基于ZW32真空断路器的结构设计,在原有保护CT的基础上,又内置新型零序电流互感器。控制器采用不锈钢外壳,是具有保护、控制、测量以及信号监视的结合自动化户外测控装置。分界断路器保护处理方式综述于下表:
智能分界真空断路器的应用,可以通过一次重闸大大减少瞬时故障跳闸,还可有效区分界内界外故障,当出现界内故障时,只停界内,减少了界外大面积停电。
三、主站
当永久性故障发生时,要求工作人员快速检修及恢复供电,还是一个难题。为了提高故障点的快速查找,增加主站是有效途径。主站工作原理如下图:
1、建设模式
配电自动化系统一般采用分层处理模式。
为了方便智能分界断路器的管理和应用,由于配电网网络结构复杂,分界断路器安装位置点多面广,因而对设备和信息的处理采用两层结构模式。
两层结构模式:主站层 —— 终端层
这种模式适用于配电网络较小,信息分散的情况,其总体成本较低。
2、建设方案
主站层建设:主站层是整个系统的最高层,它是整个配电网监控和管理系统的核心。从整体上实现配电网的监视和控制,分析配电网的运行状态,协调配电子网之间的关系,对整个配电网络进行有效的管理,使整个配电系统处于最优的运行状态。对远方配电设备(FTU)能够进行及时准确的分析和判断,及时隔离故障,并提出正确有效的停电恢复对策,以帮助调度员准确确定故障位置,隔离故障区域,尽量恢复非故障区域的供电,将故障损失降到最低。
终端层建设:终端层是整个系统的底层,通过安装分界真空断路器来完成现场信息的采集处理及监控功能 。主要完成信息的采集、电网故障的判断、通讯及自动控制等。
分界真空断路器是配电自动化系统的基本单元,用于对配电网及配电设备的信息采集和控制。它与配电主站通信,提供配电系统运行控制及管理所需的数据,并执行主站发出的对配电设备的控制调节指令。基本功能如下:
(1)遥测功能:可选择两表法或三表法接线,精确测量线路电流、线路电压等。
(2)遥控功能:能接受远方命令控制开关合闸、分闸,并能返送校核,與主站配合后能实现故障隔离、网络重构、负荷转移等功能。
(3)遥信功能:能采集并向远方发送开关状态量、保护动作信号量等,状态变位优先传送。
(4)对时功能:能接发主站的对时命令,与系统时钟保持一致,使事件记录具有可比性。
(5)定值远方或当地修改和召唤定值功能:能接收控制中心或配电终端显示装置的指定修改定值,同时可随时召唤当前整定值,使装置具有强大的维护功能。维护功能包括参数设定、工况显示、系统诊断等。
(6)手动操作功能:提供手动合闸/分闸接口,以备通道出现故障时能进行手动分合闸操作。
(7)通信功能:提供RS485、RS232、以太网等多种通信方式及多种标准通信协议,支持IEC101、IEC104等规约。
(8)设备自诊断及自恢复功能:装置具备自检测功能,在自身故障时及时告警。
(9)故障判别功能:装置根据采集的电流大小及设备的定值,能够快速计算故障电流大小,进行比较,并将故障信息及性质主动上报给主站,以便进行故障隔离。
(10)具有后备电源或有外接后备电源的接口,其容量能维持远方终端正常工作,当主电源故障时,能自动投入;交流电源失电后,能对开关进行不少于分、合各二次操作。
四、智能分界断路器应用的效益分析
袁州区供电有限责任公司成立了检修班,建设了配电主站,终端层共运了 138 台智能分界真空断路器.
为了降低线路跳闸率,袁州公司在10kV线路上加装了看门狗开关,所起到的效果还是很明显的。
其中宝山变10kV914石门线:该线路看门狗开关是在4月份加装的,3月前跳闸次数是8次,4月后跳闸次数是4次。具体情况如下:
宝山变10kV914石门线主线上装有两个看门狗开关,分别在#21杆和#48杆上,鸿泰采石厂支线上也装有一个看门狗开关专门用来控制鸿泰采石厂。在4月份之后10kV914石门线除了这4次跳闸外,通过查看线路 3个看门狗开关动作了情况后,发现#21杆安装的看门狗开关拦截故障4次,#48杆安装的看门狗拦截故障7次,鸿泰采石场支线看门狗开关动作2次,通过安装看门狗开关这一技术手段,有效减小了停电范围,缩小了故障查找范围起到了很好的效果。
配电自动化的社会效益主要体现在提高供电可靠性、提高供电安全性、提高优质服务水平、促进节能降耗等方面。
智能分界断路器在配电自动化中的应用,将实现故障的自动隔离和供电恢复,提高故障处理的速度,提高供电可靠性和优质服务水平。同时通过智能分界断路器馈线自动化的实现,对配电网一次设备及网架的改造、优化,将在很大程度上提高供电安全性,满足企业生产及人民生活用电需求。
智能分界断路器在配电自动化项目中应用后,将有效解决配电网调度盲调的问题,提高运行管理水平;使配电网管理方式转变、提高供电可靠性、保证电压质量、降低线损、保证配电网安全供电、提高自动化程度;同时大大减少用户由于断电造成的经济损失,延长供电时间,不断提高企业的经济效益。
作者简介
胡润斌(1965-)男,江西宜春人,助理工程师,本科学历,电力系统及自动化专业。研究方向:配电建设与项目管理。