摘要:现当今,我国经济在快速发展,电力企业的发展也十分迅速。国内的电力系统已经形成包含发电、输电、配电、用电四个主要环节的固定分配模式,而配电是连接用电的直接环节,配电环节的好坏直接影响着终端用户用电的可靠性和供电质量。但长期以来,电力系统的配电自动化程度不足、用户停电时间长、故障定位难、恢复难等问题一直都没得到真正解决。提高配电网馈线自动化程度是提高配电系统可靠性和供电质量的主要技术手段。
关键词:城市配电网;馈线自动化技术;发展;应用
引言
配电网在我国电力系统中发挥着重要作用,对于电力系统的发展具有重大意义。在配电网运行中,馈线自动化技术的应用对于提高配电网故障处理水平具有重要作用。鉴于此,在电力发展新时期,我们需要加强对馈线自动化的研究和应用,不断提高馈线自动化的水平,进而保证配电网的安全高效运行。文章从实际情况出发,介绍了馈线自动化的发展现状,并在此基础上对其在配电网中的具体应用进行了分析,希望对我国配电网的发展能够有所帮助。
1城市配电网馈线自动化技术的发展情况
近年来,国家有关部门多次提到要构建城市智能配电网,智能配电网的关键与核心在于馈线自动化技术,这一技术简单来说就是实现故障自动检测与自动隔离,并在最短的时间内自动恢复非故障区域的正常供电。在早期,配电网普遍采用多次拉合开关的方法进行故障定位与隔离,这种方式需由人工配合操作,故障定位所耗费时间较长,快速复电需求得不到保障。随着技术的发展,后来逐渐采用具备重合功能的断路器来实现故障定位与隔离,这种方式不需要人工的干预,各个分段断路器之间不存在通信关系,能通过就地逻辑判别功能实现故障定位与隔离,不过此种方式下各断路器之间需通过时间差配合进行故障识别,仍存在故障隔离时间较长的问题,并且在复杂接线方式下较难实现各断路器之间的保护配合,应用场景限制较大,较难在城市配电网大量推广应用。而现在伴随通信和计算机技术的发展,城市的配电网也趋向智能与信息化发展,出现了以馈线与网络通信相结合的馈线自动化技术,在馈线自动化技术下,能够及时采集并上传线路故障信息,利用集中判别与控制迅速定位并隔离故障区域,通过网络拓扑关系自动完成转供电,大大降低了故障的处理时间。
2配电网馈线自动化技术的具体应用
在配电网中,所谓馈线自动化就是指当配电网中的馈线出现故障以后,自动化终端捕捉故障信息,自动判断、隔离馈线故障区域,并恢复配电网中非故障区域正常供电的一种技术,这种技术的应用在很多程度上提高了配电网供电的可靠性。以下,我就结合配电网实际情况,对馈线自动化技术的具体应用进行分析。
2.1馈线终端的故障处理
在馈线终端故障处理过程中,首先,馈线终端通过对检测到的故障信息的分析,对故障的具体类型进行判断,识别其属于瞬时性故障还是永久性故障。然后,把分析的故障信息结果进行上报,配电主站向馈线自动化终端下发故障整定值,例如,电压和电流以及零序功率等,同时由多个配电自动化终端分别执行故障隔离和非故障区域恢复供电的控制命令。
2.2配电子站故障处理
在配电自动化系统中,配电子站发挥着重要作用,它不仅要与变电站中的远程测控终端(RTU)相连接,负责变电站中各种数据信息的采集,而且还负责故障信息的查询、上报、故障区域的隔离等工作,在配电网恢复供电中发挥着重要作用。比如,如果配电网馈线终端检测到一些瞬时故障,就会上报到配电自动化子站,配电子站不进行操作,直接再上报给配电主站。如果馈线终端检测到的是永久性故障,上报给配电子站后,配电子站就会对其进行分析,判断故障发生的具体位置,并发出相关命令,远程控制开关操作,对故障区域进行隔离。
2.3配电网主站故障处理
在配电网故障处理中,配电主站的功能主要表现为通过对参数的整定和管理,发挥隔离和恢复供电的作用。比如,配电网中的故障已经超出配电子站的区域或者配电子站对故障隔离没有成功,这时配电子站就会上报给配电主站,通过对各个配电子站的协调来完成故障隔离工作,然后再恢复程序,保证非故障区的正常供电。
2.4配电网架空线路故障处理
架空线路是配电网中电力输送的主要途径,是保证配电网供电可靠性的一个重要方面。在处理架空线路中,首先由馈线自动化终端对架空线路故障进行检测,接着馈线自动化终端和配电子站对架空线路的故障进行分析和定位,最后由馈线自动化终端配合配电子站或者配电主站完成架空线路的隔离和恢复供电工作。
3国内外馈电自动化技术发展概述
一般认为配网中馈电自动化技术的发展大致经历了两个阶段:第一阶段是基于配电自动化开关设备相互配合的馈电自动化阶段;第二阶段的配电自动化系统是以通信网络、终端馈电单元FTU和计算机网络为基础的馈电自动化,这一阶段的发展对于通信网络和计算机的要求很高。(1)目前,基于计算机系统与信息通信网络的FTU技术已被世界上各发达国家广泛采用,配电自动化系统在主要城市配电网络上可控制约4000-5000个中压开关,中小城市可控制1500左右个中压开关。目前国外的配电自动化系统已经具备一定的规模,并正逐步向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。该系统在降低劳动强度,提高供电质量,提升城市配电网可靠性和运行效率,增强利用现有供电设备的能力,减少停电面积和缩短停电时间等方面,均带来了可观的经济效益和社会效益。(2)随着配电自动化技术在我国的全面应用,馈线自动化功能由集中式处理方式向分布式处理方式发展,故障诊断、隔离与恢复的面保护方式成为一种新的技术方向,部分电力自动化企业相继推出具有面保护功能的分布式配电终端装置。当然,面保护方式对通信的可靠性和通信速率提出了更高的要求。(3)目前的配电网馈线自动化模式近年来,随着通信技术的发展,又出现了一种基于网络通信和配电自动化终端的配电网馈线自动化模式。这种模式自动化终端把故障的信息传送给配电网调度中心,从而完成故障定位、隔离以及恢复供电等环节。这种模式的自动化程度得到了很大提高,恢复供电的时间也缩短了,但是在传输过程中对网络通信的依靠性比较大。
结语
目前的馈线自动化还主要依靠自动化开关的多次动作来实现故障区域的切除,自动化开关动作次数多,非故障区域的供电恢复时间长,即使部分应用了光纤、载波、无线通信技术,也仅仅是实现了开关动作、电压电流信号、报警信号的上传,并没有真正实现智能电网的馈线自动化。随着电力技术和通信技术的发展,实现故障区域的一次切除,非故障区域的快速恢复,或者中央计算机控制达到这一目的,才是真正的实现城市智能电网。
参考文献
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