论智能配电网自动化开关在配网调度的应用

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月第7期   作者:王永祥,刘海萍
[导读] 本文介绍了自动化开关在配网调度的应用情况,阐述了自动化开关实现配网故障定位、隔离和恢复的原理和过程,分析了在实际工作中所存在的问题。
        摘要:在改革开放的新时期,经济在快速发展,社会在不断进步,近年来在智能配电网中应用最早、技术最为成熟的是配网自动化开关,配合故障指示器、配网主站系统等自动化功能在配网调度工作中的应用,为配网故障定位、隔离和恢复的快速性、准确性提供了保障。本文介绍了自动化开关在配网调度的应用情况,阐述了自动化开关实现配网故障定位、隔离和恢复的原理和过程,分析了在实际工作中所存在的问题。
        关键词:智能电网;智能配电网;自动化开关
        引言
        智能配电网通过分布式智能设备来收集数据,并控制每个部件的运行;由通信系统来整理所有的数据信息,并保证电网中每个环节之间的实时互动;由自动控制系统来对整个电网进行统一的管理和监测,使得电网各个环节的衔接更加流畅,整体性更强。除此之外,还要有用户管理系统、分布式电源管理系统、高级电子传感器及评估系统共同发挥作用,才能保证电网所有功能的正常运行。
        1概述
        电力系统供电可靠性指标是供电企业的一项重要技术经济指标,它反映了一个地区的电网状况,体现了电力生产装备水平和企业管理水平,也代表了城市总体经济的发展水平。电力系统可靠性的实质就是用最科学、最经济的方式,充分在输电、配电环节发挥潜力,确保向用户输送高质量的电力,从而实现全面的质量管理和安全管理。随着我国国民经济持续健康快速发展,人们生活水平逐年提高,对供电可靠性的要求也越来越高,24小时不间断供电已成为现代社会中正常的事情。日常生活中,由于某一用户侧的事故(主要是接地事故)而波及到10kV架空配电线路的现象时有发生,继而造成全线路停电,使用同一线路的其它用户也不得不停电,从而造成较大的社会影响。目前,10kV架空配电线路至各用户支线入口处大量使用着户外柱上开关和隔离开关,它们一般均为手动操作,主要用于正常分、合线路负荷电流和隔离电源的作用,不具有自动隔离用户侧事故的功能。国家电网智能化规划总报告提出:“公司持续加强配电网网架建设,统筹城乡电网发展,加快新农村电网和城乡配电网的建设与改造,加大重点城市及地、县级电网建设改造,加强和完善地区配电网网架,逐步消除供电“瓶颈”,不断提升供电能力和供电可靠性;配电自动化技术研究较为深入并得到初步应用,配电自动化水平逐步提高”。
        2论智能配电网自动化开关在配网调度的应用
        2.1以下举例说明配网调度工作如何通过自动化开关实现故障的定位、隔离和恢复
        2019年3月23日,配网自动化主站系统(简称主站)出现跳闸报警,信号显示“110kV南乡变电站10kV司马线#112杆112T1开关过流动作,重合不成功”,配网调度值班员查看信号后,在配网主站系统中检查开关状态,发现10kV司马线#112杆112T1开关确在分闸位置,在智能告警诊断平台发布该故障信息后通知供电所人员。供电所人员接报后开展巡查工作,由于跳闸的是10kV司马线#112杆112T1开关,变电站10kV司马线703开关并未跳闸,这说明了在10kV司马线703开关保护动作跳闸之前,10kV司马线#112杆112T1开关已隔离故障区域,避免了全线停电。供电所人员只需检查10kV司马线#112杆112T1开关后段线路。同时,在配网主站系统线路图中查看到10kV司马线#112杆112T1开关后段的白梅支线9T1开关,大冬田支线29T1开关都是自动化开关,主站中并没这些开关的动作信号,说明了这些开关的后段线路并没故障,排除了因这二条支线故障造成跳闸的可能性。供电所人员只需巡查10kV司马线#112杆112T1开关后段的其它支线,从而缩小了故障的查找范围,为故障定位的及时性提供了保障。最终巡线发现故障点位于10kV司马线#125杆125T01刀闸处,故障原因是10kV司马线#125杆125T01刀闸C相瓷瓶雷击爆裂。


        2.2分布式发电技术
        分布式发电技术指的是将用户所在地作为中心,随后在该居民点周围建设可以自发自用的发电设施,或者一些新能源发电设备,从而满足该区域居民们的具体用电需求。通过分布式发电技术的应用,各种发电设施还可以在用户们实际需求基础上,来进行自身电能供给量的适当调整,从而获得自给自足的供电效果。太阳能、风能、地热能以及天然气等清洁能源均属于分布式发电技术的重要组成部分,利用电机或者变流器等设置,还可以将这些能源所产生的电能跟城市配电网连接成一个主体,满足城市各个地区居民们的用电需求。较之于传统的发电技术,分布式发电技术还拥有非常多的应用优势,其能够在减少电能务工消耗基础上,对当地的生态环境起到良好的保护效果,具备有良好的环保效益和经济效益。但是目前分布式发电技术在具体应用过程中依旧存在有随机性大以及技术成本高的缺点,也就需要相关电力技术人员能够加强技术改进工作,进行统一规范技术标准的合理制定,充分发挥出分布式发电技术的应用效果。
        2.3保护整定与重合闸配置要求
        (1)变电站出线开关保护和重合闸时间整定:速断保护动作时间整定为0s,零序保护时间整定为0s(小电阻接地系统)。一次重合闸时间和二次重合闸时间均整定8s(因为第一个分段负荷开关失电分闸时间整定7S)。(2)主干线分段负荷开关保护定值整定原则:需要与变电站出线开关的重合闸整定时间上相互配合。为准确判断故障范围和隔离故障范围,一定要做到变电站出线断路器第一次重合后故障判定过程中任何时刻只能有一台分段负荷开关合闸(即得电合的过程要有序)。按顺序依次相邻自动化负荷开关时间间隔可整定为5s~7s,按照实际情况而定。
        3智能配电网自动化的优势
        (1)灵活的电网结构。智能配电网通过采用ADA技术来整合更多的新型设备,如微网、直流母线环等,并实现了可控的灵活的电力电子间的互操作,从而使电网整体运行更加顺畅有序。同时,智能配电网还支持新设备的接入,通过ADA技术让新设备的入网和调整更加便捷,进一步丰富和完善电力网络的各项功能。(2)开放式标准化的通讯网络结构。开放式标准化的通讯网络结构是ADA的重要特征之一,也是电网实现集中控制和本地控制的主要手段。它主要包括对象模拟和通讯协议两个部分,前者是为所有将要进行交换的数据建立标准的通讯信息,保证交换过程的信息完整;后者则详细定义了数据传输规则,保证数据通讯的合法有效。(3)电能交换系统。与传统配电网相比,智能配电网最大的优点就在于电能交换系统。它摆脱了过去分配电能的理念,转而发展电能转换系统;该系统包括无功控制和电能质量控制,要求与配电系统中的无功设备容量及输电系统相协调,以便实现区域电能负荷控制,提高系统供电能力。如当配电网的发电量超过本地电网负荷时,根据系统需求,配电系统会转为发电机形式向电力系统供电。
        结语
        通过分析,10kV馈线自动化开关智能电网技术的应用为配网故障的定位、隔离,快速复电以及自动转电(自愈)提供了有力的技术支持,基本满足了配网调度的智能化需求。但要实现真正智能调度,还需要自动化开关跳闸的处理过程与配网主站系统、配网MIS、快速复电调度员指挥平台紧密联系,有利于各个环节的处理人员对故障处理信息的把握。同时,自动化开关在运行中还存在各种各样的问题,现状与真正的智能电网、智能调度还有很远的距离。
        参考文献
        [1]廖石江.珠海配电网故障自动隔离技术与应用研究[D].华南理工大学硕士论文.2012-11-18.
        [2]张延辉,郑栋梁,熊伟.10kV馈线自动化解决方案探讨[J].电力系统保护与控制.2010-08-16.
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