配电自动化系统分析与研究

配电自动化系统分析与研究

(国网北京市电力公司大兴供电公司)

摘要:配电自动化可以带来减少停电的时间的收益,还可以通过降低网损和推迟配网投资而获得更多的收益,因而越来越受到重视并成为电网建设的热点,无论是大型、中小型城市都是把电网改造建设及自动化的实施列入工作重点,投入大量的资金和人力,这将对整个电网建设有重大影响。本文首先分析了配网自动化内涵与范围,并重点阐述了实现配网自动化的意义与配网自动化的技术原则,最后对配电自动化技术的合理规划及配网自动化实施中应注意的问题进行了探讨。

关键词:配网自动化;原则;规划

随着国民经济的高速发展和改革开放的深入,电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高,电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此,需要结合电网改造在配电网中实现配网自动化,以提高配电网的管理水平,为广大电力用户不间断的提供优质电能。

一、配网自动化概述

配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的检测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切的关系,力求供电经济性最好,企业管理更为有效。

配网自动化的范围包括110kV及以下电力配电网络,它包括高、中、低压配电网络。配网自动化的实施主要是为了使整个配电网线损降至最小,提供优质的供电质量。同时,在整个配电网事故情况下,系统能适时分析确定事故原因,排除因瞬间故障造成的不必要的停电事故;对于永久性故障,系统将及时分隔故障段,进行电网重构,保障非事故线路段尽快恢复供电。

二、实现配网自动化的意义

配电自动化系统对配网中各类设备的电压、电流等指标进行实时监测,在配网发生故障时刻可快速地检测和定位故障设备,远程控制开关对故障段进行遥控隔离,减少巡线并手动倒闸的时间,大大减少了非故障段用户停电时间,最大程度上减小故障停电范围,将故障引起的停电影响降到最低,对提高供电可靠性有很大的作用。在应用配电自动化系统后,系统通过“三遥”(遥测、遥信、遥控)技术对故障段进行快速检测判断和隔离,同时控制联络开关倒闸对非故障段进行快速恢复供电,大大提高供电可靠性。

实现配网有利于在保证供电可靠性的前提下,确保电力用户用电的时效性,满足电力用户的供电需求;有利于满足和确保供电的质量,符合高新技术装备和居民家用电器的要求,避免高峰低谷,电压幅值和频率及谐波对用户所产生的不良影响;有利于降低电网的损耗,提高网络的供电能力,减少用户的停电机率,大大地减轻运行人员的劳动强度和维护费用;实现了配电系统自动化后,可以合理控制用电负荷,从而提高设备的利用率;另外可以采用自动抄表计费,能够保证抄表记费的及时与准确,提高企业的经济效益和工作效率,并能够让用户感受自动化的用电信息服务。

三、配网自动化的技术原则

1、可靠性原则

实施配网自动化的首要目标是提高配网的供电可靠性,因此配电网络必须具有可靠的电源点(双电源进线,变电所自动化)、具有可靠的配网网架(规划、布局、线路)、具有可靠的设备(一次智能化开关,二次户外FTU、TTU)、具有可靠的通信系统(通信介质、设备)、具有可靠的主站系统(计算机硬件、软件、网络)。

2、分散性原则

由于配网的地域分布性特点,建立配网自动化系统希望功能分散、危险分散,采用具有智能的一次设备(如重合器),故障可就地解决。对于县级规模的配电网,复杂性并不高,提高可靠性供电,通常双电源即能满足实际要求。为进一步提高整体系统的安全可靠性,主站软件功能分散,以SCADA为主体的实时监控功能独立运行,以GIS(地理信息系统)为主体的在线管理功能独立运行,电网分析计算功能独立运行,各功能间内核(数据库、微内核调度等)一体化设计.

四、配电自动化技术的合理规划

配网自动化的实施涉及的部门多,投资大,是一项系统工程,因此配网自动化的规划是必不可少的,必须结合当地配电网的发展规划,制定详细的配网自动化的实施计划,整体考虑,分期分批实施。配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时,及时将分割该区域的开关跳开,隔离故障区域,随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电,从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电,减少了停电范围,提高了供电可靠性。因此,配电自动化对配网规划提出了重要要求:(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,线路更长时分段不超过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。

五、配网自动化实施中应注意的问题

配电网自动化的发展是电力发展到一定阶段的必然产物,随着电力市场及用电水平的提高,配电网面临着一场新的改革和发展,配网自动化将进一步得到完善。配电网自动化是一项综合性工程,涉及的专业多,规划性强的系统,应根据电网、城市配网的规划进行,避免盲目,必须采取科学的态度,实事求是的原则,在引进国外技术的同时结合国内配电网的实际情况进行分析,根据地区配电网的实际应用情况,适合国情、地情、网情,因地制宜地进行配电网的改造。配电网的工程设施应有计划地分期、分批实施。

配电设备的使用面广、量大、运行环境较为严酷,设备选择应符合当前配电网形势要求,具有高度可靠性和优越的技术性能。并以真空开关为主,免维护周期长,二次保护和控制设备具有可靠性,抗干扰能力及适合户外高温和低温等较为严酷的运行环境,应具有远方通讯的接口。自动化程度高,一次开关设备与二次保护装置能良好地配合,能自动实现配电网自动隔离故障,恢复正常供电的能力,具有就地和遥控功能。先采用具有自动化功能的一次开关设备和二次保护监控设备完成自动送电、故障自动分闸和隔离故障功能,能做到隔离和区分故障点。在条件具备时,再投入通讯和计算机网络,避免走弯路,资金投入可以分批实施。远方通讯是自动化的关键技术,RTU要符合配电网使用,分布式,单点的特点。通讯方式应选择合理,通讯功能强,速度快,符合远方实时监控的功能。计算机应用软件的开发,首先选择具有开放、兼容的操作平台,对各种标准的数据库应具有联接功能,地理信息应实时地反应配电系统的潮流及负荷情况,对事故记录及信息反馈,可实现负荷控制、远方抄表、设备数据库统计及规划、无功优化的理论计算等。应确定配电网络的基本条件,导线截面、输送容量、线路走向及用户的基本条件。

参考文献:

[1]王寿斌、郭春斌,浅谈配网供电可靠性及管理措施[J],黑龙江科技信息,2010

[2]刘春虎,电力系统配网自动化常见问题的探讨[J],中国新技术新产品,2010

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