浅谈自动化控制在低压配电系统中的应用

发表时间:2021/7/9   来源:《中国电业》2021年3月8期   作者:刘元晖
[导读] 随着当前我国科学技术水平的提高,对于自动化技术的应用在很多的行业领域中也起到了重要的影响。

        刘元晖
        国网宁波供电公司
        摘要:随着当前我国科学技术水平的提高,对于自动化技术的应用在很多的行业领域中也起到了重要的影响。其中自动化控制是在电力行业飞速发展的当下被逐渐广泛应用的一种新兴技术。低压配电系统作为与人们生产生活息息相关的电源末端系统,应用自动化控制技术发挥好对应的监管、预警等功能,使其作为国内电力供应系统中重要一环的作用得到最大发挥,从而提低压配电系统管理工作效率,是本文重点探究的问题。
        关键字:自动化控制;低压配电系统;自动化技术
        引言
        智慧城市已经成为了城市发展的核心动力与竞争力。目前城市建筑中的智能楼宇、安全监控布线以及智能家居等,都成为了人们生活中不可或缺的一部分。我国低压配网系统属于三相四线制,居民小区等商住两用建筑中,会大量使用单相负荷,随着居民用电量的不断增加,导致低压配电网内出现三相负荷不平衡的现象,也就是电力系统中三相电流或电压的幅值不同且相差超过规定范围。这种三相负荷不平衡会使供电效率下降,增加变压器和线路的电能损耗,损坏用电设备,还会使感应电动机的有功出力减少。
        1自动化控制定义及意义
        自动化控制是指通过电子产品、网络设施等对低压配电系统实施有效的控制管理,包括但不限于运维抢修、电力参数存储与上传、配电系统检测、风险报警与控制等在内的自动化控制与管理内容。其对于整个低压配电系统的高效、安全运转意义重大。首先,有效提低压配电系统运维抢修效率与质量。自动化控制能够在故障发生时自动记录故障发生时的电参量、故障原因、变压器散热状态,自动计算变压器负载率、断路器健康状态以及寿命信息。并可自动传输至运维系统,让工作人员提前获取足够详细、关键、准确的运维数据,实现设备健康度的有效管理。且由于自动化控制中的运维抢修系统的供电方式具有多样性与灵活性,因此,无论是否停电,都可以在现场查看所有采集的实时数据及记录的历史数据,便于运维人员及时找到故障原因,提高抢修效率。其次,有效降低电力安全风险,实现透明化管理。自动化控制是在大数据、智能化背景下,对整个低压配电系统实施的全面控制与管理。首先,自动化控制自身能够让低压配电系统有更多的冗余性来保证供电时的稳定性与持续性。其次,能够实现箱变以及小区的变压器出线及馈线回路设备感知,运行状态感知。覆盖监测盲区,实现“透明箱变”“透明配电室”,对配电设备状态及配网状态一目了然。对“亚健康”以及“不健康”状态的设备提前发出预警,提醒运维系统做预防性维护,减少突发事故发生,提高工作效率,提升供电连续性和经济效益。
        2自动化控制在低压配电系统中的应用
        2.1中性线断线保护措施
        中性线断线故障保护主要在于断线以及断线之后的保护。而断线之后的保护措施又可以分为电位联结和自动切断故障两种方法,前者主要是起到保护作用,后者属于辅助保护措施。在中性线断线故障中,N(PEN)线要尽可能满足一定的机械强度要求,架空线路的中性线截面不能小于规定数值,接户线截面的最小面积也要在规范数值之内。同时,N(PEN)线要充分满足截流量的需求,对截面与相线截面要保持稳定的联系。此外,为了能够确保连接点能够牢固,对于TN-C-S接地型配电系统,在电力系统进电处配电装置中的PEN、PE、N线的连接点以及对于TN-S、TT接地型配电系统中的N线连接点,要利用铜母线来作为连接端子,并对此母线和被连接的导线接线端子进行镀层处理,加强抗气化防腐蚀能力,将中性线出现断裂的问题概率降到最低。注意以上几点连接禁止采用相互铰接的方式连接。


        2.2短路故障处理技术
        在低压配电系统中,对电线以及绝缘材料的要求特别高,必须要具备一定的耐热性,这也就要求对低压配电线路的短路设备一定要采取科学合理的保护措施,避免出现短路情况。通常情况下,低压配电线路的总体长度较长,这就会导致线路的尾端电流偏小,而且线路中所使用的断路器热磁脱扣器对于电路中的短路保护并不优良。应用电子脱扣器中的断路装置,就可以有效保护配电线路。熔断器通常可以比作一段电线,它能够在低压配电线路出现故障时,快速熔断熔体,进而达到切断线路的作用,进而可以保护电力设备不受损坏。尤其是一些对过载系数要求不高的线路,可以利用熔断器来保护电力系统设备,避免出现严重的过载故障,也可以保证电力系统核心设备的安全性,减少供电企业的损失。
        2.3对低压配系统灵活的自动化监测
        在灵活性上,电力自动化控制在双电源供电系统中可实时监控电源的状态和两进线一母联开关的分合闸状态,转换时间和电压阈值可以根据现场负载情况现场灵活调整,工作方式也可以调整,既可以自投自复,也可以自投不自复,控制方式多样,既可以自动转换,也可以手动转换,便于电网运维人员查找、检修故障,人机界面操作直观简单,简化了检修人员的操作流程。并且本身在400V单母分断的供电方案中,均可用采用此电源自动转换系统。且对于低压配网的公变箱变、公变配电室、农网配电台区等,均具有应用价值,实现低压配网的透明管理,具有充分的机动性与灵活性,是大数据时代下智能设备和物联网技术的完美结合。在自动监测上,首先,能够及时监控低压配电系统中电源及设备状况,故障时可及时记录所有故障信息,停电后,运维人员仍可查看故障信息,提高了抢修效率。其次,在箱变中应用后,则至少能保持两个箱变的进线只要有一个有电,就能提供两个箱变的负载的供电,多了一个备份的功能。也就是说,除非两个箱变进线都断电,才会导致负载断电,冗余性多了一倍。这样就减低了电力故障或偶然事故发生时对人们生活等方面造成的影响。相应地,低压电源自动转换系统会检测电源的电压,检测到电压出现失压、缺相、过压、欠压任一种情况时,由控制器发命令让进线开关分闸、母联开关合闸,通过自动切换来实现自动化的电力事故预处理,大大缩短了停电时间和工作人员的劳动强度,保证了供电的连续性。
        2.4利用故障诊断和运行监控设备
        在新时期背景下,低压配电设备的运行与维护脱离不开数据信息的支撑。依托故障诊断与运行监控设备,能实现动态监测低压配电设备运行状况。结合电流开光状态信息与功率信息,判断低压配电设备的运行情况,确保系统运行稳定且安全。此系统能监测低压配电设备运行故障主要依托的是设备运行监控系统与故障诊断专家系统。利用设备运行监控系统,通过采集低压配电设备运行状态以及电源参数等,为顺利实现故障预警提供良好条件。为保证低压配电设备的应用功能,需积极建立设备故障诊断与运行监控系统,推动有关工作高效开展。故障诊断专家系统的运用,是从故障诊断的工作经验中提取有关内容,构成完整的故障诊断系统。针对大型动态系统而言,其发生运行问题依托人员很难达到有效判断,而合理应用故障专家诊断系统能够完成高效处理,为此相关工作人员要给予故障诊断和运行监控设备高度重视。
        结语
        随着目前我国各个行业领域的不断创新发展,其中的低压配电系统已经深入地融入到了人们的生活以及生产中。但是,很多地区的低压配电系统仅仅是满足基本的使用需求,尤其是在广大偏远农村地区中配电系统的维护管理存在很大缺陷,这是当前我国现代化发展与经济发展的必然需求。在具体应用中,要从利用电力自动化对低压配电系统进行适时检测、报警与控制、智能化数据采集与反馈,如此才能确保电力系统朝着信息化以及工艺化方向有效发展。
        参考文献
        [1]信志伟.浅谈自动化控制在低压配电系统中的应用[J].中国设备工程,2020(09):123-124.
        [2]向荣华.浅析自动化控制在低压配电系统中的应用[J].科技风,2019(21):191.
        [3]黄立忠.自动化控制在低压配电系统中的应用[J].世界有色金属,2019(02):261+263.
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