论文部分内容阅读
[摘 要]通过在杨井区块10kV配电网安装智能断路器、智能电容、故障定位系统等设备实现故障点定位、隔离及不停电环网等功能，进一步实现对配电设备、配电线路、用电负荷的自动监测、控制、调整、通讯和保护，以达到配电网智能化的目的，提高供电的可靠性及自动化程度，实现杨井袁庄区块10kV配電网的智能化。
[关键词]配电网智能化 智能断路器 故障定位系统
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0111-01
引言
长庆水电厂某水电大队所负责运行的杨井区块10kV配电网地处陕北，沟壑纵深，地理环境及自然条件恶劣，但属于原油重点产区且不断扩大。该区域油田10kV配电线路6回，均为传统树状结构架空线，送电距离长，损耗严重，电压质量低，尤其是在夏季雷电活动频繁，造成线路接地、过流跳闸等原因导致电网大面积长时间停电，查找故障点全凭人力，且不能快速隔离故障点，供电保障能力比较弱，因此，实现配电网智能化至关重要。
1 智能化配电网的定义和功能及作用
1.1 定义
油田10kV智能化配电网一般由配电网平台、柱上智能断路器、馈线终端、线路故障探测仪、无功自动补偿（电容）等设备组成。主要功能有：运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。当10kV线路发生故障时，值班人员在配网平台上就可以通过远程控制可进行断路器分合操作，达到隔离故障和转移负荷的功能，可以提高供电可靠性、减少停电时间所要考虑的最主要的配电自动化手段。
1.2 功能
1.2.1 快速 10KV智能电网能实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；且在尽量减少人工的情况下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，提升电网运行的可靠性。
1.2.2 安全 高可靠性、高性能检测电网的运行状态和电量参数；有效的自动网络通信能力和自动控制和自动故障应急处理能力。
1.2.3 经济 系统运行节省了大量的人力、物力，将大大提高工作效率，减轻了工作人员的劳动强度；智能电网设计合理，装置安装简单易行，运行稳定。
1.3 作用
提高供电可靠性，保障优质供电。现在油田10kV配电网络的发展方向是采用环网“手拉手”供电方式，使用智能断路器、故障定位系统，通过信号注入法进行判断。可缩短故障范围，快速准确的找到故障点，实现故障段的自动定位和隔离，减少对用户的停电时间。安装智能电容。
2 配电网运行现状
2.1 配电网运行现状
随着油田配电网不断扩张，10kV配电线路接地及短路故障占据电网所有故障的90%以上，据统计：2014年杨井区块线路故障共计5起，共计357分钟，影响电量11268.34kwh。2015年线路故障停电共计31起，共计1160分钟，影响电量25135.47kwh。
2.2 传统故障查找方法
2.2.1 分段拉路法
通常某条10kV线路发生故障后，会采取拉开安装在线路上的柱上断路器进行分段查找，逐段排除并确定故障范围，排查过程中会造成用户大面积停电，况且在山区复杂地段和大风雨等恶劣气候条件下，尤其是在暴雨过后，道路水毁严重，车辆无法及时到达故障现场，甚至需要外线工徒步查找故障点，查找十分困难。
2.2.2 小电流接地选线定位
目前，该水电大队所管辖的10个变电所都已安装小电流接地选线装置，当10kV线路发生接地后，小电流接地选线装置选出接地线路通过网络将告警信息发送到集控站，由电力调度安排外线工使用手持式接地选线装置逐杆查找定位，确定接地点，这样可以避免大面积停电，但是依然需要大量的外线工在线路上反复定位查找。
3 智能配电网的建设
3.1 配电网平台使用现状
自2015年10kV配电网平台在该水电大队的开始应用，同时先后在线路上安装智能断路器、智能电容器等设备，实现了这些设备的“三遥”功能，实现了部分线路发生故障时，对无故障线路恢复送电，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据，总之，配电网平台的建成为配电网智能化的建设提供了前提。
3.2 智能断路器的使用
为加快智能电网建设，在杨井区域安装了ZW20A-12（G）/T630-20型智能断路器共计45台，安装在通讯信号良好，线路干线和负荷较重的支线上，通过智能断路器控制器配备的GPRS通信模块与现有DF8003D配电网管理平台系统进行配合，实现了智能断路器遥测、遥信、遥控三遥功能。
3.2.1智能断路器日常监控
智能断路器日常管理主要由集控站值班员负责，使用DF8003D智能配电运行管理系统对智能断路器进行监控，每日两次填写智能断路器日报表，填写断路器电压、负荷情况，每日三次对智能配电网运行管理系统进行巡视，发现异常情况、告警信息及时汇报电力调度。
3.2.2 智能断路器的使用效果
当线路发生故障后，根据故障点不同位置安装在该条线路上的智能断路器发出告警甚至动作跳闸，集控站值班人员在电力调度的指挥下进行远程操作，迅速判断故障杆段，并根据环网情况隔离故障杆段，远程操作代替了外线人员在线路上拉路查找的功能，大大缩短了故障持续时间，节省了人力物力，相较使用的传统柱上断路器，提高了供电可靠性。
3.3 故障在线监测系统的应用
3.3.1系统组成及作用
故障在线监测系统由信号源、主站系统、故障指示器、通讯终端组成。信号源安装在高压室，当发生接地时注入信号，便于检测接地故障。 主站系统安装在调度中心，用于系统的监控运行。 故障指示器直接挂在一次线路上，用于检测线路短路、接地等故障。通信终端安装在附近电杆上，接收故障指示器动作信息，将动作信息通过短消息方式发送至主站系统。该装置短路故障通过过流法判断、接地故障通过信号注入法进行判断。线路巡视人员以故障在线监测系统给出的故障段判断信息为指导进行线路巡视，确定故障点。
3.3.2 故障定位仪与智能断路器配合使用
故障在线监测与智能断路器在配网平台进行融合，为线路运行管理提供了更为准确的实时数据，通过配电线路故障定位系统，利用10kV故障隔离设备将线路分为若干区段，在发生短路或接地故障后，为配电线路故障段的确定增加了判据，提高了配电线路故障段判定的准确性，从而缩短了故障段查找时间。
当线路发生故障时，智能断路器检测到故障后发送告警信号，并传输至配网平台；故障在线监测系统将故障段信息发送至在线监测系统中心站，并传输至配网平台。系统将所有终端发来的故障信息进行集中收集，锁定故障区间，综合判断故障区段。配网平台判断出故障隔离区段并通过远程操作实现故障隔离后，由调度员对非故障杆段线路恢复送电。
4 结束语
智能化配电网建设是一项比较复杂而艰巨的工作， 线路故障处理也是配电网智能化的重要内容之一，10KV智能电网不仅可以有效地减少故障停电时间、缩小故障停电面积、提高供电可靠性。在杨井区块智能配电网建设实践工作在不断推进，随着故障定位仪等的相继安装，该大队智能配电网建设水平将进一步提高，服务保障能力也将进一步提升。
参考文献
[1]吴兴斌.智能配电网管理平台在山区电力系统中的应用.农村电气化2015年底01期.
[2]赵歌.适应智能电网发展的配电网智能化分析[J].天津电力技术.2011（1）.
[3]王一鸣.10kV动态无功补偿装置的研究.中国科技信息，2005.
[关键词]配电网智能化 智能断路器 故障定位系统
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0111-01
引言
长庆水电厂某水电大队所负责运行的杨井区块10kV配电网地处陕北，沟壑纵深，地理环境及自然条件恶劣，但属于原油重点产区且不断扩大。该区域油田10kV配电线路6回，均为传统树状结构架空线，送电距离长，损耗严重，电压质量低，尤其是在夏季雷电活动频繁，造成线路接地、过流跳闸等原因导致电网大面积长时间停电，查找故障点全凭人力，且不能快速隔离故障点，供电保障能力比较弱，因此，实现配电网智能化至关重要。
1 智能化配电网的定义和功能及作用
1.1 定义
油田10kV智能化配电网一般由配电网平台、柱上智能断路器、馈线终端、线路故障探测仪、无功自动补偿（电容）等设备组成。主要功能有：运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。当10kV线路发生故障时，值班人员在配网平台上就可以通过远程控制可进行断路器分合操作，达到隔离故障和转移负荷的功能，可以提高供电可靠性、减少停电时间所要考虑的最主要的配电自动化手段。
1.2 功能
1.2.1 快速 10KV智能电网能实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；且在尽量减少人工的情况下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，提升电网运行的可靠性。
1.2.2 安全 高可靠性、高性能检测电网的运行状态和电量参数；有效的自动网络通信能力和自动控制和自动故障应急处理能力。
1.2.3 经济 系统运行节省了大量的人力、物力，将大大提高工作效率，减轻了工作人员的劳动强度；智能电网设计合理，装置安装简单易行，运行稳定。
1.3 作用
提高供电可靠性，保障优质供电。现在油田10kV配电网络的发展方向是采用环网“手拉手”供电方式，使用智能断路器、故障定位系统，通过信号注入法进行判断。可缩短故障范围，快速准确的找到故障点，实现故障段的自动定位和隔离，减少对用户的停电时间。安装智能电容。
2 配电网运行现状
2.1 配电网运行现状
随着油田配电网不断扩张，10kV配电线路接地及短路故障占据电网所有故障的90%以上，据统计：2014年杨井区块线路故障共计5起，共计357分钟，影响电量11268.34kwh。2015年线路故障停电共计31起，共计1160分钟，影响电量25135.47kwh。
2.2 传统故障查找方法
2.2.1 分段拉路法
通常某条10kV线路发生故障后，会采取拉开安装在线路上的柱上断路器进行分段查找，逐段排除并确定故障范围，排查过程中会造成用户大面积停电，况且在山区复杂地段和大风雨等恶劣气候条件下，尤其是在暴雨过后，道路水毁严重，车辆无法及时到达故障现场，甚至需要外线工徒步查找故障点，查找十分困难。
2.2.2 小电流接地选线定位
目前，该水电大队所管辖的10个变电所都已安装小电流接地选线装置，当10kV线路发生接地后，小电流接地选线装置选出接地线路通过网络将告警信息发送到集控站，由电力调度安排外线工使用手持式接地选线装置逐杆查找定位，确定接地点，这样可以避免大面积停电，但是依然需要大量的外线工在线路上反复定位查找。
3 智能配电网的建设
3.1 配电网平台使用现状
自2015年10kV配电网平台在该水电大队的开始应用，同时先后在线路上安装智能断路器、智能电容器等设备，实现了这些设备的“三遥”功能，实现了部分线路发生故障时，对无故障线路恢复送电，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据，总之，配电网平台的建成为配电网智能化的建设提供了前提。
3.2 智能断路器的使用
为加快智能电网建设，在杨井区域安装了ZW20A-12（G）/T630-20型智能断路器共计45台，安装在通讯信号良好，线路干线和负荷较重的支线上，通过智能断路器控制器配备的GPRS通信模块与现有DF8003D配电网管理平台系统进行配合，实现了智能断路器遥测、遥信、遥控三遥功能。
3.2.1智能断路器日常监控
智能断路器日常管理主要由集控站值班员负责，使用DF8003D智能配电运行管理系统对智能断路器进行监控，每日两次填写智能断路器日报表，填写断路器电压、负荷情况，每日三次对智能配电网运行管理系统进行巡视，发现异常情况、告警信息及时汇报电力调度。
3.2.2 智能断路器的使用效果
当线路发生故障后，根据故障点不同位置安装在该条线路上的智能断路器发出告警甚至动作跳闸，集控站值班人员在电力调度的指挥下进行远程操作，迅速判断故障杆段，并根据环网情况隔离故障杆段，远程操作代替了外线人员在线路上拉路查找的功能，大大缩短了故障持续时间，节省了人力物力，相较使用的传统柱上断路器，提高了供电可靠性。
3.3 故障在线监测系统的应用
3.3.1系统组成及作用
故障在线监测系统由信号源、主站系统、故障指示器、通讯终端组成。信号源安装在高压室，当发生接地时注入信号，便于检测接地故障。 主站系统安装在调度中心，用于系统的监控运行。 故障指示器直接挂在一次线路上，用于检测线路短路、接地等故障。通信终端安装在附近电杆上，接收故障指示器动作信息，将动作信息通过短消息方式发送至主站系统。该装置短路故障通过过流法判断、接地故障通过信号注入法进行判断。线路巡视人员以故障在线监测系统给出的故障段判断信息为指导进行线路巡视，确定故障点。
3.3.2 故障定位仪与智能断路器配合使用
故障在线监测与智能断路器在配网平台进行融合，为线路运行管理提供了更为准确的实时数据，通过配电线路故障定位系统，利用10kV故障隔离设备将线路分为若干区段，在发生短路或接地故障后，为配电线路故障段的确定增加了判据，提高了配电线路故障段判定的准确性，从而缩短了故障段查找时间。
当线路发生故障时，智能断路器检测到故障后发送告警信号，并传输至配网平台；故障在线监测系统将故障段信息发送至在线监测系统中心站，并传输至配网平台。系统将所有终端发来的故障信息进行集中收集，锁定故障区间，综合判断故障区段。配网平台判断出故障隔离区段并通过远程操作实现故障隔离后，由调度员对非故障杆段线路恢复送电。
4 结束语
智能化配电网建设是一项比较复杂而艰巨的工作， 线路故障处理也是配电网智能化的重要内容之一，10KV智能电网不仅可以有效地减少故障停电时间、缩小故障停电面积、提高供电可靠性。在杨井区块智能配电网建设实践工作在不断推进，随着故障定位仪等的相继安装，该大队智能配电网建设水平将进一步提高，服务保障能力也将进一步提升。
参考文献
[1]吴兴斌.智能配电网管理平台在山区电力系统中的应用.农村电气化2015年底01期.
[2]赵歌.适应智能电网发展的配电网智能化分析[J].天津电力技术.2011（1）.
[3]王一鸣.10kV动态无功补偿装置的研究.中国科技信息，2005.