浅析配电网自动化之配网接线技术

浅析配电网自动化之配网接线技术

广东电网有限责任公司湛江遂溪供电局524300

摘要:配电网自动化是运用现代化电子、计算机、通信和网络技术对配电网设备开展远程实际系统设计、监控、保护和运行优化的一种自动化系统。配电网络自动化的目的是使用自动化设备实时监控配电网线路,通过智能开关设备,隔离故障区域,实现自动检修,缩短检查故障时间。配电自动化技术使人员的安全得到保证,而且可以提高工作效率。文章主要分析了配电网的典型接线方式和特点,配电网自动化系统网络框架的设计原则,对网络框架进行了深入的设计和测算,并给出了合理的建议供相关人员参考。

关键词:配电网;自动化技术;配电网接线技术;网架;深化设计

引言

随着经济社会的发展和技术的不断创新,近年来我国不断加大配电网特别是中压配电网的自动化和智能化改造,其目的是将电力系统由传统电网的运行方式向自动化和智能化电网方向转变,从而提高电网供电可靠性,有效减少用户的户均停电时间,增加人民群众的用电体验感和幸福感。但是,在实现配电网自动化过程中,因为波动负载造成的电网局部电压不够稳定,功率因数恶化的状况,对电器设备产生了不良的影响,也限制了我国电力企业的生产效率,因此,有必要加强对这些问题的分析,找出解决问题的详细措施。

一、配电网的典型接线方式

配电网自动化的设计过程是十分复杂的,需要考虑到配网控制方案、一次与二次设备选择、通信方案、主战子站方案以及配网网架方案等。当前,我国配电网网架结构的自动化和智能化程度还不够高,,导致这一现象的主要因素是没有足够合理的配电网架,使配电网自动化系统不能发挥其作用,特别是在农村地区其电网结构还是呈现单辐射接线较多,可靠性差。同时,在推进建设自动化和智能化电网的过程中,成本高,时间长,也成为配电网自动化和智能化改造较为突出问题。虽然投入了很多的人力、物力和财力,但是我国配电网的自动化技术并没有得到充分的发展。因此,在对配电网网架进行调查研究的同时,还必须对配电网的几种典型接线方式进行总结、归纳,同时进行充分的分析和试验。

1.1架空线方式

首先,在城市配电网中,双电源环网方案是最优方案。其特征表明,结构简单,应用范围广,不仅能提高供电的安全性和可靠性,而且使运行方式更加节约;应该注意的是,在该方案中,因为负载转移容量不强,因此需要选用双电源三开关四段环网设置。详细可见下图1。

在数字中,三个黑色部分代表了联络开关,A和B电源为B1和B2负载供应电,正常情况下断开。其次在环网桥路方案中,将选用两个双电源环网,通过添加1条联络线路,它能够形成四个电源一起供电的模式,可以显著提高电网供电的灵活性,该方案主要是在改善双电源环路网络的运行模式后构成的,可以满足供电可靠性标准更高的区域。在其他可选方案中,有三电源T接方案可通过3种电源进行相互供应电,安全可靠,适用于高标准、严格要求的地方,并且在运行模式上,对经济运行的强调并不关注;该方案可表示为,基于A电源与B电源连接,在3个开关的第1和第2开关直接相连,并将C电源连接,在C电源方面,可以设置2个开关,组成三电源T接方案;还有多分段多联络方案,就是添加4个电源,例如,将其命名为A、B、C、D,并使用一个开关,一条线的连接方式,以三条线将四个电源连接,具有较强的相互供电能力和经济运行能力,还显示了网格结构的复杂性。

1.2电缆方式

电缆模式的具体方案主要包括环网柜方案和开闭站方案。环网柜的方案适用于站间的连接,FTU主要用作馈线终端,通过调查,发现环网柜方案的应用更为广泛。在未来,城市建设将继续朝着更好的方向发展,环网柜方案的应用范围也将更加深入,该方案的实现形式主要是取决于环网箱式结构,可以改善环网柜方案的可行性,因此,该方案在大部分状况下都会选择,开闭方案适用于城市线路负荷分布密集的情况下。该方案的局限性是结构较为复杂,使用的通用性较低,所以在实际的设计方案中也尽可能地避免了这种方案。

二、配网自动化系统网架设计原则

根据近年来的配电网自动化工程的建设工作,我觉得配电网自动化系统的网络框架设计应遵循下列原则:

(1)配电网电源点的主变压器和设备、配电网线路和设备应具有足够的备用容量,根据长期负荷预测及发展规划(通常为八至十年)一次选定,以免在短时间内重复投资。

(2)配电网络电源点的主变压器和10kV干线具有足够的负荷传输容量。包括有2个及2个以上可靠独立电源为中压配电网供应电,10kV主干线路正常负荷控制在2/3~1/2额定功率,留有承担转移故障线路负荷的容量。

(3)双电源线路和开环运行优先采用。

(4)根据负荷平衡原理,将10kV馈线按长度相近、结构简单、投资节约的原则,划分为合适合理的段。馈线分段并不是越多越好,过多的线段会大幅增加供电成本,而电力供应的可靠性不能成比例地增加。

(5)一般来说,如果线路长度小于5km,应分为2~3段,如果线路较长,分段不应超过5段,每条10kV线路负荷不应超过6000kVA。

(6)分支线路不宜过长,较长的分支线路应适当调整,以降低分支线路的故障发生。

三、网架的深入设计和测算

在初步确定配电网10kV线路分段和连接方案之后,应进行网架的深入设计和具体的测算。

(1)分析供电模式。在正常运行条件、故障条件和计划维修条件下,分析配电网的供电方式。

(2)负载电流和短路电流的测算。对不同的供电模式,有必要测算线路负载电流和短路电流,根据供电模式判断线路和开关设备运行时是否超负荷,负载电流是否小于变电站出口开关的过流保护设定值,线路的短路电流是否在规定的范围之内。若负载电流和短路电流超出范围,应重新调整分段接线方案或供电方式。校核计算的目的是验证分段和连接方案的合理性,对网格状电网,有必要预先起草电源供应模式并检查计算结果。否则,在项目结束后,一些供电模式无法实现,网络重建和共同供应能力薄弱,而FA软件不能发挥良好的作用。

(3)线路电压降测算。电压合格率是衡量电能质量的重要指标。通过测算线路电压降,可以确定无功功率补偿点,并且可以提供参考来调节线路的分段连接方式。

四、配电网自动化技术应用的建议

4.1重视配电网改造,完善配电网网架

配电网的改造工程在整个配电网建设中发挥着十分重要的作用,我们供电部门应认真研究和准确掌握所辖配电网线路设备的具体情况,了解配电网运行过程中的不足,以积极的态度主动作为,做好配电网改造工作。在配电网改造过程中,必须综合考虑负荷分布、供电半径、线路路径等等,以获得更好的配电网结构。要加大先进的设备,先进的配电网技术投入,推动配电网自动化工程的进一步优化。此外,要提高通信光纤的质量,使其能更准更可靠的完成信息传递;同时也对计量设备的使用进行了实时检查,以保证其符合配电网自动化的建设标准。

4.2构建可靠的配电网硬件支撑系统

配电网硬件支撑系统的建设主要可以从配电网电源管理修复系统和市场预测硬件系统两个方面进行。

1)配电网电源管理修复系统。增强配电网电源管理修复系统建设,能够通过网络信息系统对配电网的电源管理进行实时的修复与监督,并能自动、及时地检测用电异常的情况。如有异常,系统将自动发出报警信息,防止发生安全事故,从而确保安全,并保证用户的安全。同时保证了配电网数据的准确性,提升了配电网的工作效率。

2)配电网市场预测的硬件系统。根据构建该系统,可以对数据进行科学性的收集,能够准确分析数据的环比、同比增长趋势,为了提高配电网供电的质量和可靠性,在不同地区、不同行业的电量未来分布情况、特定时间内电力负荷的需求及电力负荷的变化做出更精确的预测。

五、结束语

文中对配电网的典型接线模式进行比较,提出了接线模式选择的基本原则以及配电网自动化技术应用的建议,在促进配电网络自动化工程的实践中发挥了重要作用。

参考文献:

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[3]智能配电网自动化应用实践的几点探讨[J].叶鹏鹏,范宏亮,谷雨.中国战略新兴产业.2018(16)

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[6]关于配电网自动化建设的几点探讨[J].卓榕.科学技术创新.2018(23)

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