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摘 要:馈线自动化是配电网自动化系统一个非常重要的功能,在国内目前这方面的技术还不够成熟,本文探讨了配电网故障自动查找并隔离的方法。
关键词:配电网;馈线;自动化;结构
馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷。由于目前国内配电网自动化系统尚没有统一的模式,因此,不同设备,不同设计方案组成的配网自动化系统的馈线自动化实施方法就不同。
1 馈线自动化的作用
1.1 减少停电时间,提高供电可靠性。城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段,利用馈线自动化系统,实现故障段的自动隔离,既无故障区段自动恢复供电,可缩小故障停电范围,减少用户停电时间。
1.2 降低网损,提高供电质量。馈电自动化系统可以实时监视线路电压的变化,自动调节变压压的输出电压或分段投切无功补偿电容器组,保证用户电压满足要求,实现电压合格率指标。
1.3 实现状态检修,减少配电网运行和维护费用。馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态是行实时监控,可以有目的的适时安排检修,减少检修的盲目性。
2 馈线自动化的基本功能
(1)遥测,遥信,遥控功能。(2)故障处理:故障区域自动判断和自动隔离,故障消除后迅速恢复供功能。(3)负荷管理。根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式。(4)重合闸控制。当发生过电流并导致断路器跳闸时启动,并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数。从而实现沿线从电源至未端依次重合,若一次重合失败则不再重合。(5)对时功能。(6)过电流记录功能。(7)事件顺序记录(SOE)功能。(8)定值的远方修改和召唤功能。(9)停电后仍维持工作的功能。
3 线路故障区段查找的基本原理
(1)馈线故障区段的定位。(2)事故跳闸断路器的定位。(3)断路器状态描述矩阵。(4)事故跳闸断路器定位矩陈。
4 馈线自动化系统的基本构成
4.1 条件(1)源布点合理。(2)10kV主干网架形成。(3)可自动,手动实现网络重构,负荷转移。(4)对配网运行状况方式进行远方监视或控制。(5)与其他自动化系统可进行信息交换,资源共享,支持配网运行有关的管理过程,并符合相关的标准民规定。
4.2 馈线自动化的组成部分。馈线自动化系统主要由主站系统,数据通信系统和馈线远方终端(FTU)组成,并与一次设备(开关,电压,电流互感器)一起实现馈线自动化功能。
4.3 开关。开关是实现配电自动化的一次设备中的主要元件,除原有10kV开关所要求的基本内容外,还需要提供PT,保护和量CT,操作电源及控制器工作电源等,这部分开关主要分柱上开关和台式,多路组合开关柜两大类。
4.4 电压,电流互器。(传感器),馈线线路监控系统对电压电流变换器的负载能力的要求较低,可用电压,电流传感器类装置。
5 配电网的合理规划
(1)供电线路要连接成环网,且至少具备双电源,对供电密集区甚至要考虑构成多电源供电系统。(2)线路干线须进行分段,避免线路某处出现故障导致整条线路都连续失电,即通过分段开关的倒闸,将非故障区域负荷转移,分段原则是:根据具体情况,或按负荷相等,或按线长相等,或按用户数量均等原则,应考虑投资效益,一般线长在3km以内的宜分3段,线路更时分段不超过5段。(3)若分段开关使用负荷开关,不使用断路器,可节省部分一次设备的投资。线路发生故障后,分段开关的作用是隔离故障区域,而不是切除故障电流,当故障发生后,变电站内10kV出口断路器分开,切除故障电流,此后,划分故障区域的分段开关才跳开隔离故障,此时故障电流已经切除。(4)分段开关可使用断路器。目前我国开关生产厂家已经生产出分合负荷电流,过载电流及短路电流的10kV户外真空断路器,这种设备与计算机的遥控技术和数据传输终端设备连接后能够实现遥控操作,数据信息通讯等功能。
6 控制中心与各开关(断路器)之间的数据通信网络
配风自动化对通信系统的可靠性和通信速度要求很高,也是配网自动化建设的主要瓶颈,目前我国部分地区完成的配网自动化的通信方式大都采用载波通信,无线通信和光纤通信等几种形式。从相关供电局配网自动化建设和运行的经验来看,这几种形式中,无线通信和载波通信受到很多因素的制约,不是十分稳定,但投资较少,适合小区域的城镇配网自动化。对大,中等以上的城市来说,这两种通信方式不能满足要求,所以,要想实现大中城市的配网自动化,应该选用投资较大的光纤通信方式,这种通信方式支持接口(RS232/485)和以太网等多种通信模式,具有通信速率快,可靠性高等优点,是配网自动化通信方式的首选。
7 配网自动化实用化模式
分布智能模式。分布智能模式是指现场的开关(断路器)具备自动故障判断隔离及网络重构的能力,不需要通信与主站系统参与。主要有电压时间型和电流计数型两种。其中主要设备是FTU结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段开关。它具有以下特点:(1)作为电网调度自动化的一个子系统,能满足电网高度自动化的总体设计要求。其配置,功能包括设备的布置都能满足电网安全,优质,经济运行以及信息分层传输,资源共享的要求。(2)能够将开关(断路器)的开头量和电流,电压等实时数据上传到调度主站或控制中心,并且能够对其进行遥控操作,具有很好的上行和下行通信功能。(3)与继电保护的整定,重合闸,备自投等配合,系统本身具有启动判断故障点和自动切除故障点的功能,能够将故障范围缩小到最小程度。(4)系统的正常运行方式和故障时的运行方式能够实现自动最优化,调度灵活,也可以根据调度员或操作员的指令选择预定的运行方式。(5)能与配变计量监测终端及电压无功补偿装置相兼容,实现配网的VQC电压无功自协控制功能。故集中智能模式提配网自动化较先进,高级的模式。
结束语
综上所述,为了能夠有效地提高配电网的供电可靠性以及供电的能力,除了要加大对配电网的建设以及改造的力度,同时还应该积极借助于现代化的先进的科学技术,实现配电网的智能化以及自动化,积极发展配电网的线路故障的自动定位以及自动隔离技术。
参考文献
[1]王福国.配电网自动化系统线路故障自动隔离功能探讨[J].科技向导,2013,(36):160-161.
[2]刘鹏.配电网自动化系统线路故障自动隔离功能探讨[J].黑龙江科技信息,2008,(22):66.
[3]林姝韵.刍议电力系统中配电自动化和管理[J].企业技术开发,2013年9,10月刊.
关键词:配电网;馈线;自动化;结构
馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷。由于目前国内配电网自动化系统尚没有统一的模式,因此,不同设备,不同设计方案组成的配网自动化系统的馈线自动化实施方法就不同。
1 馈线自动化的作用
1.1 减少停电时间,提高供电可靠性。城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段,利用馈线自动化系统,实现故障段的自动隔离,既无故障区段自动恢复供电,可缩小故障停电范围,减少用户停电时间。
1.2 降低网损,提高供电质量。馈电自动化系统可以实时监视线路电压的变化,自动调节变压压的输出电压或分段投切无功补偿电容器组,保证用户电压满足要求,实现电压合格率指标。
1.3 实现状态检修,减少配电网运行和维护费用。馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态是行实时监控,可以有目的的适时安排检修,减少检修的盲目性。
2 馈线自动化的基本功能
(1)遥测,遥信,遥控功能。(2)故障处理:故障区域自动判断和自动隔离,故障消除后迅速恢复供功能。(3)负荷管理。根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式。(4)重合闸控制。当发生过电流并导致断路器跳闸时启动,并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数。从而实现沿线从电源至未端依次重合,若一次重合失败则不再重合。(5)对时功能。(6)过电流记录功能。(7)事件顺序记录(SOE)功能。(8)定值的远方修改和召唤功能。(9)停电后仍维持工作的功能。
3 线路故障区段查找的基本原理
(1)馈线故障区段的定位。(2)事故跳闸断路器的定位。(3)断路器状态描述矩阵。(4)事故跳闸断路器定位矩陈。
4 馈线自动化系统的基本构成
4.1 条件(1)源布点合理。(2)10kV主干网架形成。(3)可自动,手动实现网络重构,负荷转移。(4)对配网运行状况方式进行远方监视或控制。(5)与其他自动化系统可进行信息交换,资源共享,支持配网运行有关的管理过程,并符合相关的标准民规定。
4.2 馈线自动化的组成部分。馈线自动化系统主要由主站系统,数据通信系统和馈线远方终端(FTU)组成,并与一次设备(开关,电压,电流互感器)一起实现馈线自动化功能。
4.3 开关。开关是实现配电自动化的一次设备中的主要元件,除原有10kV开关所要求的基本内容外,还需要提供PT,保护和量CT,操作电源及控制器工作电源等,这部分开关主要分柱上开关和台式,多路组合开关柜两大类。
4.4 电压,电流互器。(传感器),馈线线路监控系统对电压电流变换器的负载能力的要求较低,可用电压,电流传感器类装置。
5 配电网的合理规划
(1)供电线路要连接成环网,且至少具备双电源,对供电密集区甚至要考虑构成多电源供电系统。(2)线路干线须进行分段,避免线路某处出现故障导致整条线路都连续失电,即通过分段开关的倒闸,将非故障区域负荷转移,分段原则是:根据具体情况,或按负荷相等,或按线长相等,或按用户数量均等原则,应考虑投资效益,一般线长在3km以内的宜分3段,线路更时分段不超过5段。(3)若分段开关使用负荷开关,不使用断路器,可节省部分一次设备的投资。线路发生故障后,分段开关的作用是隔离故障区域,而不是切除故障电流,当故障发生后,变电站内10kV出口断路器分开,切除故障电流,此后,划分故障区域的分段开关才跳开隔离故障,此时故障电流已经切除。(4)分段开关可使用断路器。目前我国开关生产厂家已经生产出分合负荷电流,过载电流及短路电流的10kV户外真空断路器,这种设备与计算机的遥控技术和数据传输终端设备连接后能够实现遥控操作,数据信息通讯等功能。
6 控制中心与各开关(断路器)之间的数据通信网络
配风自动化对通信系统的可靠性和通信速度要求很高,也是配网自动化建设的主要瓶颈,目前我国部分地区完成的配网自动化的通信方式大都采用载波通信,无线通信和光纤通信等几种形式。从相关供电局配网自动化建设和运行的经验来看,这几种形式中,无线通信和载波通信受到很多因素的制约,不是十分稳定,但投资较少,适合小区域的城镇配网自动化。对大,中等以上的城市来说,这两种通信方式不能满足要求,所以,要想实现大中城市的配网自动化,应该选用投资较大的光纤通信方式,这种通信方式支持接口(RS232/485)和以太网等多种通信模式,具有通信速率快,可靠性高等优点,是配网自动化通信方式的首选。
7 配网自动化实用化模式
分布智能模式。分布智能模式是指现场的开关(断路器)具备自动故障判断隔离及网络重构的能力,不需要通信与主站系统参与。主要有电压时间型和电流计数型两种。其中主要设备是FTU结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段开关。它具有以下特点:(1)作为电网调度自动化的一个子系统,能满足电网高度自动化的总体设计要求。其配置,功能包括设备的布置都能满足电网安全,优质,经济运行以及信息分层传输,资源共享的要求。(2)能够将开关(断路器)的开头量和电流,电压等实时数据上传到调度主站或控制中心,并且能够对其进行遥控操作,具有很好的上行和下行通信功能。(3)与继电保护的整定,重合闸,备自投等配合,系统本身具有启动判断故障点和自动切除故障点的功能,能够将故障范围缩小到最小程度。(4)系统的正常运行方式和故障时的运行方式能够实现自动最优化,调度灵活,也可以根据调度员或操作员的指令选择预定的运行方式。(5)能与配变计量监测终端及电压无功补偿装置相兼容,实现配网的VQC电压无功自协控制功能。故集中智能模式提配网自动化较先进,高级的模式。
结束语
综上所述,为了能夠有效地提高配电网的供电可靠性以及供电的能力,除了要加大对配电网的建设以及改造的力度,同时还应该积极借助于现代化的先进的科学技术,实现配电网的智能化以及自动化,积极发展配电网的线路故障的自动定位以及自动隔离技术。
参考文献
[1]王福国.配电网自动化系统线路故障自动隔离功能探讨[J].科技向导,2013,(36):160-161.
[2]刘鹏.配电网自动化系统线路故障自动隔离功能探讨[J].黑龙江科技信息,2008,(22):66.
[3]林姝韵.刍议电力系统中配电自动化和管理[J].企业技术开发,2013年9,10月刊.