农网配电自动化技术研究

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年5月14期   作者:韩琦
[导读] 随着科学技术的发展,农网配电自动化技术逐渐被应用到全国各处

          韩琦
          国网山西省电力公司永和县供电公司 山西 永和 041400
          摘要:随着科学技术的发展,农网配电自动化技术逐渐被应用到全国各处,与之相匹配的试点工程建设也在不断增多,并取得了一定成果,然而,在实际应用中却发现农网配电自动化技术的应用还存在一些问题,这就需要相关部门采用合理解决方案将问题解决。
          关键词:农网;配电自动化;技术研究


1 农网配电网自动化实施的技术要求
          1.1配电网络要求
          要求首先应建立本县区域内接线合理、结构牢固的10kV配电网络,其供电电源点、供电半径、导线截面、导线架设、设备装备水平等应满足农网配电网自动化的技术要求;满足正常情况下的供电可靠、损耗小、运行稳定、电能质量高的要求;还应满足在环网供电情况下出现故障时,能够进行故障定位和故障隔离,并改变负荷供电路径;能够解除分支线路过负荷,实现平衡负荷、保证电压质量、降低损耗等方面的运行要求。
          1.2对控制中心站的技术要求
          由于县域面积普遍较小,通常县域配电网接线比较简单,重点用电大户较少,中间层的FTU、TTU数量不会太多。因此可以只建立主站控制中心,而不必建立分区站。也就是所有的RTU、FTU、TTU都可以直接与主站控制中心进行通讯联络。县域配电网自动化主站是整个系统的核心,它除了完成配电网SCADA功能外,还应为DMS系统在线和离线应用提供支持平台。因此它应满足以下技术要求:满足配电网大量实时数据的采集处理和电网监控功能,有足够的响应性。;满足长期在线稳定运行的要求,具有足够的运行可靠率;有良好的开放性,硬件、软件、接口符合国家(国际)标准;采用分布式结构,具有良好的网络性能,便于系统扩展、互联;系统的配置应具有一定的先进性和较高的性能价格比。
           1.3设备选择
           1.3.1配电网用开关设备
           凡是在农网配电线路上使用的开关设备应具有电动、手动操作的双重功能,且合闸与分闸速度不应受到外界人为因素的影响。农网配电线路上用配电断路器宜采用真空型,应符合配电网自动化的方案,能自行隔离线路故障,而不引发到变电所内部,以免事故扩大。当选择的配电网自动化方案一次设备与通信软件不能同时完成时,应选用重合器方案,重合器可以选用自具功能、机电一体化的SF6重合器,其优点是自具保护控制功能、整体灵活方便。也可选用真空开关配保护控制器组合成重合器。配电网采用的真空分段器应具有远动的就地遥控、电动、手动操作功能,并按要求在两侧加装明显断开点和保护装置。高度和位置应便于操作。户内负荷开关应具有远方和就地操作功能;配电线路分段处装设的避雷器应选用带间隙型的氧化锌避雷器。
           1.3.2保护装置
           农网配电网用的重合器、断路器必须配有可靠的保护装置,保护装置必须经过严格的试验,使用的环境温度应满足-20~+75°及湿度95%的要求,并应具有防电磁干扰的性能、具有远动通信功能和接口,能对配电线路故障进行监测、判断和执行。保护装置应是一个独立的单元,可与断路器一体化安装或分体安装。
           1.3.3远动装置
           农网配电自动化所用的运动装置应是独立、单元化的结构。采用交流采样时,其精度及各项指标应符合电力标准的要求。远动装置户外安装应符合户外运行的环境和温度要求,并具有以下基本功能:能随时正确无误地接收和发送遥控(遥分、遥合)命令;能即时反馈遥控的信息,确定分合位信号及非正常操作时事故变化信号以及电气测量和事故记录等。


?2 自动化技术发展
           2.1建立基于开关设备的环网供电网络
           在做好基础电力网络分布后,就能够按照配电自动化发展进入第一阶段即基于自动化开关设备相互配合的配网自动化阶段。在此阶段,需根据环网线路各段的线路参数和负荷情况调整出线开关、分段开关和环网开关的保护定值和保护时间,调整环网线路的相序使其一致。最终能够通过多次重合闸将故障运行条件下的线路段隔离,达到最初的配电自动化要求。这类系统的自动化程度低,运行方式无法进一步优化。而且调整运行方式后要到现场修改定值;恢复健全区域供电时安全管理存在漏洞;隔离故障时需多次重合,对设备冲击大,会加速设备老化。
           2.2通信自动化在农网配电网中的建设
           村地区配电自动化功能实现的一个重点和难点。农村配电网规模庞大、网架结构复杂、覆盖面广阔,对应的终端设备数量大而且分散,但是每台终端传送的信息量相对较小,对实时的要求相对调度实时监控系统要低。农村区域地理环境、线路状况的不同,可选的通信方案也多种多样:如光纤、公共通信网、无线专网、电力载波、有线电缆等等;也可以选用McWiLLV5无线专网作为需要接入的DTU、FTU、TTU等自动化终端设备的通信方式。McWiLL通信传输模块通过RJ45网口、RS232等接口和FTU等进行连接,DTU的数据通过McWiLL终端传输模块传送到无线专网基站。单基站可以同时最多支持130路的并发,提供15M的带宽。
           2.3线路自动化在农网配电线路中的应用
           首先,馈电线路的故障检测、定位与故障隔离,包括架空、电缆线路的配网自动化和开闭所的故障处理。故障检测与故障定位功能应实现故障监测与识别、故障自动定位、故障区段自动隔离、配电网络优化重构、故障模拟、配网拓扑校验等功能。对于分支线路发生的故障,采用就地故障处理,在故障发生时立即将故障隔离,不影响其它线路的正常供电;对于主干线路故障则采用主站系统参与的集中式故障处理方案。然后,配电自动化终端是配网自动化系统的重要组成部分,是配网自动化系统的基础层。配网自动化系统的实时数据、DA故障自动处理的判据、开关设备的运行工况等数据都来源于配电终端,故障隔离、负荷转移、恢复非故障区段的供电,对馈线上开关的分合操作都是通过配电终端去执行,配电终端工作的可靠性、实时性直接影响整个配电自动化系统的可靠性和实时性。配电自动化终端应由后备蓄电池电源、数据处理器模块、数据采集模块和机箱组成。集成网络口、串行口,应具有强大的数据处理能力。
           2.4电能质量在农网配电自动化中的优化建设
           2.4.1无功补偿
           县域电网无功优化系统整体思路为高压网以变电站集中补偿为重点,中压网以10kV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点,低压网及以下以用户侧分散补偿为重点。
           2.4.2电能调节与谐波治理
           低压系统大多数采用无源滤波方式,无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来,组成LC串联回路,并联于系统中,该回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,达到滤除谐波的目的。其主要由控制器、电容器、电抗器和投切开关以及其控制回路和保护回路组成。
           2.4.3优化效率
           在低压线路中采用了三相四线制接线方式,存在很多的单相负载,因此配电变压器的三相不平衡运行是不可避免的。使用由控制器、复合开关、电容器组成的三相不平衡调节及无功补偿装置,解决配电系统无功补偿和三相不平衡的问题,基本原理是在三相系统中,跨接在相线与相线之间的电容或电感元件具有转移相间有功功率的作用。相间电容和相地电容分别为三角形连接和星型连接,分别跨接在二相之间将一相的有功转移到另一相无功得到补偿,既进行了无功补偿,又解决了三相不平衡的问题。
3 结语
          农村的经济发展与电网的建设相辅相成,人们对农网配电的自动化的要求和呼声要求也越来越高,我们应当从当地的实际出发,详细分析农网配电自动化与农电实际生产需要的关系,符合生产,运行,服务的基本要求,推动农网配电自动化的广泛应用,提升农村居民的生活质量,为农村经济发展提供良好的根本保证。

参考文献
          [1]栗清枝,宋保明,农网配电自动化技术研究与分析[J],民营科技,2015(07)16.
          [2]王仙,农网配电自动化技术研究[J],电子制作,2014(08),163-164.
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