谢阳
内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局 内蒙古 阿拉善 750300
摘 要:为了适应现代社会用电量增加、用电方式发生变化的各种需求,电网公司对供电质量和服务质量提出了更高的要求,其中最重要的一项指标就是供电可靠性。加强配电网自动化建设不仅能提升供电可靠性还能辅助供电公司对电网的运行方式进行监视,规范配电网管理。文章首先介绍了配电网自动化系统的结构,然后对配网自动化建设如何影响供电可靠性进行了分析,最后以某地区的配电网自动化改造项目为例,验证了配电网自动化建设是提升配电网供电可靠性行之有效的手段。
关键词:配电网自动化;供电可靠性;影响
引言
作为承接输电网和用户的中间环节,配电网无疑起到了“承前启后”的作用,一方面它传输和配送电能,另一方面它又直接与电力用户相连。配电网网架结构的合理性和其自身的自动化水平程度可以在一定程度上影响供电可靠性的高低。在一次设备难以直接调整运行方式的情况下,配电自动化水平甚至可以直接决定配网的供电可靠性。在如今的科技趋势下,原有的传统配电网难以达到现阶段供电可靠性目标,因此推进配网自动化的建设可以实现故障快速定位与隔离以及恢复无故障区段负荷供电,能够缩短用户停电时间。加强配电网自动化系统的建设能够确保配电网的安全稳定运行,提高电力用户的电能质量,推动电网向智能化的方向发展。
1配电网自动化系统的介绍
配网自动化主要分为主站集中型和就地型两类,根据终端类型就地型又可分为电压时间型和电压电流型。
1.1配电网自动化系统的构成
由配网主站系统、子站系统、自动化终端、通信通道组成。配电主站是配电自动化系统的核心部分,主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能。配电终端安装于中压配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称,主要包括配电开关监控终端FTU(馈线终端)、配电变压器监测终端TTU(配变终端)、开关站和公用及用户配电所的监控终端DTU(站所终端)等。配电子站为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网设置了中间层,实现所辖范围内的信息汇集、处理或故障处理、通信监视等功能。通信网络实现配电终端与子站,子站与主站间的数据传输,考虑到配网通信对实时性、可靠性和安全性的特殊要求,随着通信手段的不断更新,目前可供选择的通信方式有多种。按照传统的分类方法,可简单地分为有线方式和无线方式。
1.2配网自动化终端设备
配网自动化设备主要是指安装在配电站、柱上开关等配电设施上的设备,其主要功能包括检测线路电流电压量、自动判断线路故障状态及实现一系列控制功能。根据其应用场合可分为架空线馈线自动化终端和配电房配网自动化终端。架空线馈线自动化终端主要应用于城市配网中的架空线路,按照检测的物理量可以分成电压电流型终端和电压时间型终端。电压电流型终端通过安装的电压互感器和电流互感器判断电压和电流的变化量来确定故障区域。当架空线路发生接地故障时,架空线上首级断路器检测到故障电流发生保护跳闸,架空线路上的各级分段开关实行失压延时分闸。若架空线首级断路器第一次合闸成功后,架空线上其余分段开关充电后逐级延时合闸,当合闸到故障点后,离得最近的开关闭锁合闸,架空线上的首断路器会二跳,所有架空线上分段开关再跳。隔离故障后,首级开关二合,非故障区段的架空线上分段开关再次延时合闸,恢复供电。电压时间型终端则依靠电压时间作为故障判据。当架空线发生故障后,变电站出线开关跳闸架空线即失压,电压型开关立即分闸。
当变电站重合闸成功恢复供电后,电压型开关测量到电源侧有压后便逐级送电,当某开关合于故障后变电站出线开关二跳,架空线又失压,该电压型开关因架空线无压又分,同时检测到在其合闸后架空线有压状态未保持5s以上,作出故障点位于此区域的判断,从而实现故障区域的隔离。配电房自动化终端适用于安装在环网柜、电缆分接箱、开闭所等处,通过采集电缆线路的遥测和遥信的采集,对线路的运行状态进行判断,遇到故障时可动作,直接隔离故障和恢复非故障区域的供电。相对架空线路的自动化终端,这类型的终端改造价格更为昂贵。
2配网自动化建设对供电可靠性影响分析
2.1缩小故障范围
通过安装在馈线终端的TV和TA采集电量构建“遥信”“遥测”或“遥控”。按照配电网络拓扑关系,有机融合多种通信方式,植入安全防护策略,构建基于光纤为主干网、多种通信方式接入具有高安全防护能力、电力网与通信网高度集成的智能配电通信网,可以实现配电通信网大规模组建及应用。主站系统凭借配电终端采集到的故障信号和报警信号,结合变电站和开关站的保护动作信息、开关刀闸等一次设备的位置进行综合判断,启动故障处理程序,确定故障类型和区域。结合电压电流型终端和电压时间型终端的灵活配合实现故障区域的快速隔离和非故障区域的电力重启与恢复。
2.2减少事故处理时间
若不进行配电自动化改造而采用传统人力走线法,发生配电网接地或相间故障后需要依靠大量人力对故障区域的线路逐一进行排查。这样一来不仅耗费大量人力资源还使得停电时间增加,降低供电可靠率和客户满意度。现阶段架空线路终端和配电网自动化终端含有真空开关、电压电流互感器和控制器。当配电网发生故障后TV失压,控制器通过自身的重合闸逻辑迅速动作将变电站和开关站的真空开关合闸,随后逐级合闸,直至找出故障区域,从而发现供电系统中存在的问题,大大减少了供电企业供电系统故障问题的处理时间。
2.3故障隔离与远程控制
具备“三遥”功能的配电网自动化系统实现了配电网运行状态的实时遥测、遥信、遥控,从而可以监控从变电站到用户家庭之间的各个角落,同样也可根据“遥控”自动化开关状态隔离故障区域,有效控制故障停电范围。配电网自动化是缩短故障报告、故障定位和故障隔离时间的有效手段,还可以依据主站服务器内所储存的数据发现配电网网架的薄弱环节,采取相应措施建立更加稳定、可靠的供电网络配网主网架。
2.4完善运维数据
自动化系统投运之前,电网企业需要完善各项运维数据,通过大数据分析、模拟网络中各节点的运行工况,有助于发现供电网络的不足之处。配电网自动化技术在配电网络模拟运行中能够依靠微机和算法对运行数据进行分析和处理,从而为配电网络模拟运行提供数据支持。
结语:
在我国社会对于供电系统的需求持续提高,要求也进一步增加的今天,电网企业加强供电可靠性是其进一步发展的必然趋势。然而我国大部分地区的配电网架构尚不够发达,通过有计划地对各地区配电网实施自动化建设和改造,构建坚强有序、灵活多变的配电网网架,从而实现配网供电可靠性和电能质量的明显提升。本文从此出发,对配网自动化的构成和对供电可靠性的影响进行分析,最后通过某地区配网自动化建设的案例论证了通过配网自动化改造这一手段能够带来供电可靠性和售电量的增加。
参考文献:
[1]邢和军.配网自动化技术对供电可靠性影响分析研究[J].数字通信世界,2017(12):193-277.
[2]胡一书.配网自动化建设对供电可靠性影响分析[J].南方农机,2018,49(16):180.
[3]王华.我国配网自动化建设研究[J].今日科苑,2014(9):120
[4]汤微.本溪市平山区配网自动化系统研究[D].北京:华北电力大学,2015.