智能开关在配网自动化系统中的应用与分析

发表时间:2021/1/12   来源:《中国电业》2020年第27期   作者:詹创泽
[导读] 随着社会经济和科学技术的不断发展,电力已经成为人们日常生活中不可缺少的能源
        詹创泽
        广东电网有限责任公司湛江雷州供电局,广东湛江 524200
        摘要:随着社会经济和科学技术的不断发展,电力已经成为人们日常生活中不可缺少的能源,不管是社会的发展还是日常生活的需求,都离不开电力资源。作为电力系统配电环节的基础设施,配电网的健康状况直接影响着电力系统安全稳定运行,提高配电网的运维水平可进一步保障电力系统的稳定,为人们的日常生活和社会发展提供安全可靠的电力资源。近几年来自动化技术在各行各业得到了广泛的应用,其中配网自动化技术可以帮助配网运维工作的顺利开展,为配网运维工作提供极大的帮助,减少人工带来的错误问题的发生。
        关键词:智能开关;配网;应用
        中图分类号:TM76     文献标识码:A
        引言
        随着社会经济的发展,在确保电力基础建设和科学水平的前提下,应加强配电自动化建设。智能开关是配网自动化系统的重要部件,其有利于减少配网故障的发生,提高配网运行效率,我国对电力配网系统的建设投入了大量资金,对电力系统不断的优化,并取得了一定成效,为电力行业带来了更加稳定的运行系统和更具效能的配电网络,使得配网网络自动化程度不断加深。但就整体情况而言,目前我国配电网络系统的建设中仍然存在一些问题
1 配网自动化的特性
对于我国智能电网的构建来说,配网自动化的发展具有非常重要的意义,立足于配网的实际运行情况可以发现,配网具备稳定性的特点,在配网设备运行的过程中,会受到自动化技术的控制,因此,在提升配网运行能力的时候,不会受到其他外界因素的影响。并且,配网自动化还具备选择性,这主要是因为在配网运行的过程中,可以自动判别整个电网的运行情况,如果电网在运行的过程中面临设备故障,就能够及时确定故障地段,并且迅速切断电网和非故障段的电网,由此看来,配网自动化可以在运行的过程中对电力设备做出选择性的检查。
2 配网自动化在配网自动化运维中主要解决的问题
        目前配电线路保护定值不能与上级电网保护有效配合,在线路后段发生故障后,由于保护时限均为0s,往往终端还没有及时采集到故障电流或者是由于终端保护的灵敏度、CT的精度等均没有达到变电站保护的级别等原因,在同时检测到故障电流时,终端保护还未动作,变电站先动作,从而导致变电站断路器直接跳闸,配网自动化系统没有及时将故障点隔离。配网自动化技术涉及较多专业性知识的交叉融合,且科技含量很高,需要非常专业的人员管理和培训。然而我国的配网自动化建设起步晚,技术人员专业水平有限,且相关人才匮乏,因此在其设计、建设、安装、运维等环节的从业人员专业能力参差不齐,这些环节的失误会给配网自动化系统带来许多隐患,而后续这些问题的暴露又需要大量的人力和财力投入来解决,甚至可能导致该系统的失效,从而加大从业人员的工作量,因此这是影响配网自动化成套设备有效性的重要影响因素。
3 智能开关在配网自动化系统中的应用
        3.1 智能开关的关键点布置
        对于智能开关,在精度以及传感方面的灵敏度都比较强,而且能够实现自动化控制,因此,需要在配网中适当设置智能开关,并且找到合理的关键点,以此来产生对应的控制系统,只有这样才能够对电网进行有效的控制以及调节。具体操作主要包含以下方面的内容:一些地区在对电网记性运行操作的过程中,由于故障的分闸时间没有明确表示,因此,致使故障开关效果出现了一定的差异。

在对智能开关进行深入研究的时候,需要用到传感技术,从而达到提升自身运行能力的目的,如此一来,在故障产生的时候也能够明确相关动作,从而正确布设开关,并且将其分配到合理的位置处,充分体现出自动化的控制效果。
        3.2 建立定期维护机制
        配网运行的线路具有分布广和运行复杂的特点,为了保证配电自动化开关的正常运行,需要对配电自动化开关进行定期维护,通过定期维护消除配电自动化开关应用中存在的安全隐患。在使用配电自动化开关的过程中,相关人员需不断对对计算机设备操作、数据图形和自动化开关等情况进行分析和总结,并根据分析结果做好相应的维护工作。
        3.3 断路器
        这是电网中最关键的开关设施,其既可以安全的调整负载电流,并且更关键的是稳定与快速的分隔短路电流,能配置含危机保护的管理器,能有效防护分支线路。20世纪50年代的多油断路设备,因为其三相触头一样,其灭弧介质与绝缘介质都是绝缘油,开断容量低于1250A,开断异常电流时有爆炸风险。由于其开断性能差,油易燃、易漏油,当前在我国已被淘汰。60-70年代之后产生的SF6柱上共箱式设备,依靠SF6气体用作灭弧与绝缘介质,选择旋弧、压气以及自能等灭弧室系统,特征是开断容量与次数符合了客户的应用需要,运转时间长,节省维护成本,外形大小,密封标准高,所以生产工艺需求高。80年代之后,产生最多是共箱式与分相式柱上真空设备,其特征是灭弧性能强、应用周期长,适于反复工作,开断容量多,而且要处理外绝缘与作业过电压等异常,结构繁琐程度与造价很高。SF6断路器与真空短路设备开断电流超过16kA,开断短路电流频率超过30次,能10-20年不用维护,而且已具备加装电动运行与控制器自动化及“三遥”功能。
        3.4 负荷开关
        常见的负荷开关有产气式开关和真空负荷开关,主要结构有箱式和敞开式。箱式负荷开关中主要使用SF6气体绝缘,其中有灭弧室、隔离刀闸等,其耐腐蚀性强,操作结构不会产生锈蚀。敞开式负荷开关与隔离刀闸类似,有产气式灭弧室和真空灭弧室2类,以后者为主。敞开式负荷开关的多数元件露天,如果金属防腐处理不当很容易导致锈蚀,使其应用范围受到了一定的限制。
4 应用实例
        自2017年以来,湛江雷州供电局已对辖区内102条10kV架空线路进行配网自动化改造,配网自动化FTU安装数量达到596台,10kV架空线路的配网自动化改造是雷州局网架的一次升级;配网自动化具有准确隔离故障、自动恢复非故障区段供电、摇信、遥控、遥测功能。
        目前正在大力推广10kV配网架空线路的自动化改造,配网自动化柱上开关现已被广泛的应用,一个区县局的自动化开关数量大概会有400-600台,配网自动化开关FTU的预试、调试、消缺、故障处理将是重点运维工作,配网自动化柱上开关模拟器的应用会大大挺高工作效率,实现配网自动化柱上开关FTU的不停电调试、预试、消缺和故障处理;配网自动化柱上开关模拟器结构简单,使用灵活,只要配套相应航空插头就可使用,可推广至所有安装10kV配网自动化FTU的地区。
结束语
        综上所述,在电力电子技术和微电子技术等新技术的支持下,电力行业研发出了大量的新型智能设备,配网自动化水平不断提升。在配网自动化系统中,智能开关不仅减少了检修人员的工作量,同时也设立了隔离开关,提高了配网自动化系统的稳定性,减少了故障的发生,降低了经济损失,提高了经济和社会效益。
参考文献
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[2] 梁东成.配网自动化开关故障处理及运行维护[J].中外企业家,2018(33):144-145.
[3] 陈子民,杨春雨,谢海峰, 等.关于 10 k V 农村配网接地故障保护方案的新模式[J].企业科技与发展,2015,(13):70-72.
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