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    10kV配電網(wǎng)中自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

    2019-04-21 07:06:40婁崢
    科學(xué)與技術(shù) 2019年6期
    關(guān)鍵詞:主站重合饋線

    婁崢

    摘要:對(duì)于10kV配電網(wǎng)而言,饋線自動(dòng)化是其重要的構(gòu)成部分,能夠在運(yùn)行的過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)合閘、分閘的操作,確保10kV配電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行?;诖?,本文將從控制方式、控制功能兩方面入手,分析10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制技術(shù),探討了10kV配電網(wǎng)中饋線的自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用,旨在進(jìn)一步優(yōu)化饋線自動(dòng)化系統(tǒng),促進(jìn)我國電網(wǎng)的發(fā)展。

    關(guān)鍵詞:10kV配電網(wǎng);饋線自動(dòng)化系統(tǒng);控制技術(shù)

    引言

    饋線自動(dòng)化作為配電網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù),也是配電網(wǎng)自動(dòng)化的重要組成部分。這種技術(shù)主要是指在通常的情況下,系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控饋線運(yùn)行狀態(tài),包括對(duì)分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)以及饋線電流、電壓的監(jiān)測(cè)。擁有遠(yuǎn)程控制配電線路開關(guān)的開、合閘動(dòng)作的功能,當(dāng)配電線路發(fā)生故障時(shí),可以及時(shí)的記錄故障的狀態(tài)與時(shí)間以及位置,并進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷并隔離故障,還能完成非故障區(qū)的線路供電。

    1.10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制技術(shù)

    1.1控制方式

    在10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中,其控制方式主要分為遠(yuǎn)程控制、就地控制兩種,而控制方式的具體應(yīng)用受可控設(shè)備的影響。具體來說,如果系統(tǒng)中的設(shè)備屬于饋線線路,且為電動(dòng)負(fù)荷開關(guān),同時(shí)系統(tǒng)中存在通信設(shè)備,那么饋線自動(dòng)化控制技術(shù)便能夠?qū)h(yuǎn)程的開關(guān)進(jìn)行分閘、合閘操作;如果系統(tǒng)中的控制設(shè)備主要為重合器、分段器與重合分段器,那么所有開關(guān)的分閘、合閘的操作均需要由其自身完成,也就說饋線自動(dòng)化系統(tǒng)需采用就地控制方式。另外,對(duì)于遠(yuǎn)程控制而言,可以將其分為集中式、分散式兩種,集中式遠(yuǎn)程控制指的是采用SCADA系統(tǒng)對(duì)線路故障進(jìn)行自動(dòng)采集,并在分析、判斷的基礎(chǔ)上完成控制;分散式控制方式則會(huì)向設(shè)備發(fā)出指令,各個(gè)設(shè)備均依據(jù)指令信息實(shí)現(xiàn)控制。

    1.2控制功能

    對(duì)于10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制技術(shù)而言,其控制功能主要包含兩方面內(nèi)容:

    (1)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控,實(shí)際上就是對(duì)線路中主干、支路中的電壓、電流等相關(guān)的電氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外,系統(tǒng)還會(huì)對(duì)線路的分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、遙控,從而實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)遙信、遙測(cè)、遙控的相關(guān)功能。

    (2)定位故障并恢復(fù)。如果10kV配電網(wǎng)在運(yùn)行中,發(fā)生永久性的故障,則需要根據(jù)開關(guān)的實(shí)際順序?qū)⒕€路進(jìn)行隔離,并在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行或開關(guān)運(yùn)行的過程中,保證10kV配電網(wǎng)的故障線路能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)移供電。在故障線路進(jìn)行隔離以后,為了能夠減小停電的區(qū)域范圍,就應(yīng)該在根本上保障正常線路的狀態(tài),并對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu),確保在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。

    2.10kV配電網(wǎng)中饋線的自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用

    2.1就地智能分布式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

    就地智能分布式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)以線路中的電流和電壓為故障段的判斷依據(jù),根據(jù)故障線路的過流規(guī)律和失壓情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)方案進(jìn)行重新構(gòu)設(shè)。由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)在線路中的具體位置和線路分段的數(shù)目對(duì)此沒有影響,所以在選擇參數(shù)配置時(shí),無需考慮這兩點(diǎn)。

    當(dāng)選擇智能負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的組建時(shí),線路各段的開關(guān)會(huì)在預(yù)定功能的指導(dǎo)下協(xié)調(diào)合作,自發(fā)地對(duì)故障進(jìn)行有效地隔離,并能在故障發(fā)生后重構(gòu)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)選擇的是短路器時(shí),斷路器的開斷、重合功能可以得到充分的發(fā)揮,對(duì)故障進(jìn)行快捷、高效的切斷和隔離,并使正常線路段及時(shí)恢復(fù)供電?!皻垑簷z測(cè)”有一項(xiàng)重要的功能,就是可以使開關(guān)在附近發(fā)生故障的時(shí)候提前進(jìn)入分閘閉鎖狀態(tài),從而避免非負(fù)荷側(cè)的電源發(fā)生不必要的停電。

    2.2重合器方式的就地式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

    重合器的饋線自動(dòng)化主要有這兩種實(shí)現(xiàn)途徑:重合器與電壓—時(shí)間型和重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型,通過與分段器的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障位置的確定和隔離。重合器與電壓—時(shí)間型配合分段器方式的饋線自動(dòng)化一般采用的方式為電壓—延時(shí),在沒有故障的情況下,分段點(diǎn)的開關(guān)應(yīng)該是合閘的。

    當(dāng)線路中有故障發(fā)生或是因?yàn)橥k姸斐删€路出現(xiàn)失壓現(xiàn)象時(shí),開關(guān)就會(huì)變?yōu)榉珠l狀態(tài),當(dāng)首次重合后,線路將分段投入,等到達(dá)發(fā)生故障的線路段后會(huì)再次發(fā)生跳閘,從而將故障電壓傳遞給故障線路段周圍的開關(guān),使其在受到感應(yīng)后及時(shí)進(jìn)行閉鎖。

    站內(nèi)斷電器第二次合閘后,故障段將通過閉鎖被隔離,線路的非故障段恢復(fù)正常供電。位于聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置的開關(guān)在其兩端的電壓均為正常狀態(tài)時(shí)始終處于開閘狀態(tài),但若有一側(cè)的電源出于某種原因表現(xiàn)出失壓現(xiàn)象,開關(guān)就會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng),隨即延時(shí)并開始進(jìn)入對(duì)故障的辨識(shí)狀態(tài)。

    延時(shí)時(shí)間到后,開關(guān)會(huì)重新投入運(yùn)行,并啟動(dòng)備用電源,使并未發(fā)生故障的正常線路段恢復(fù)正常供電狀態(tài);而如果聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩端的電源在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生失壓,該開關(guān)就會(huì)閉鎖。

    2.3主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

    配電自動(dòng)化一般由饋線配電終端、配電主站和配電子站三個(gè)主要組成部分。主站監(jiān)控下的集中式饋線自動(dòng)化是指僅靠主站對(duì)饋線故障實(shí)行的緊急控制。

    作為10kV配電網(wǎng)的控制中心,配電主站通過現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、分析、檢測(cè)與控制,實(shí)現(xiàn)配電高級(jí)應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)為配電網(wǎng)設(shè)備、圖資管理的實(shí)現(xiàn)提供了平臺(tái),而配電、配電高級(jí)應(yīng)用和地理信息系統(tǒng)的一體化很大程度的強(qiáng)化了配電主站的功能,從而使集中式饋線自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)、監(jiān)控、管理與維護(hù)工作的全方位、自動(dòng)化運(yùn)行。

    主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)以通信為基礎(chǔ),以集中控制為核心,集電流保護(hù)、重合閘功能于一體,可以對(duì)故障做到迅速切斷,及時(shí)隔離,在幾分鐘內(nèi)恢復(fù)供電。但是由于該技術(shù)過于依賴配電網(wǎng)通信和主站,一旦通信系統(tǒng)或是控制中心發(fā)生故障,就會(huì)波及整個(gè)控制系統(tǒng),使其不能正常發(fā)揮功效。所以主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)的可靠性相對(duì)較差,在采用這種模式時(shí),要注意考慮緊急控制功能的分步實(shí)現(xiàn)和下放[3]。

    2.4子站監(jiān)控式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

    配電子站一般位于配網(wǎng)或變電站的分控制中心,主要負(fù)責(zé)就地監(jiān)控和通信處理,在子站層能獨(dú)立對(duì)饋線信息進(jìn)行采集和控制,在饋線故障的處理工作中,起到故障識(shí)別和故障隔離的作用。子站監(jiān)控式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)使主站中緊急控制功能的下放成為現(xiàn)實(shí),還增強(qiáng)了子站的監(jiān)控能力,分擔(dān)了一部分配電主站在饋線故障處理中的工作,減輕了主站的壓力,被廣泛應(yīng)用于10kV配電網(wǎng)中。這種控制模式要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移和故障隔離之間的關(guān)系。

    通常情況下,主站能夠在發(fā)生故障時(shí)通過配電網(wǎng)的信息調(diào)度出最優(yōu)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案,只有在特別復(fù)雜的大型配電網(wǎng)中出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)才會(huì)需要轉(zhuǎn)移較大的負(fù)荷,這時(shí)就需要自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治鲎龀鰢?yán)謹(jǐn)有序的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。而對(duì)于常見、簡單的饋線故障,可以交給配電子站去完成。最理想的模式是在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí),由主站根據(jù)故障預(yù)測(cè)做出相應(yīng)的控制策略,并將配電子站可以勝任的故障處理下載到子站中。

    結(jié)語

    綜上所述,饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)能夠有效提高10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,因此需要將其科學(xué)合理的應(yīng)用在電網(wǎng)運(yùn)行中。以此為基礎(chǔ),依據(jù)10kV配電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行需求,將饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中不同的控制技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)中,實(shí)現(xiàn)了快速定位故障、隔離故障的目的。所以,進(jìn)一步發(fā)揮饋線自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì),將其應(yīng)用在10kV配電網(wǎng)的具體工作中,是非常必要的。

    參考文獻(xiàn)

    [1]冼偉源.淺談新形勢(shì)下10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)及應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013(23):67-68.

    [2]10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)分析及應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2012(15):96-98.

    [3]王亮.10kV配電網(wǎng)中中性點(diǎn)接地電阻柜保護(hù)誤動(dòng)原因分析與解決措施[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù),2015,33(6):79-81,85.

    [4]嚴(yán)雄偉.簡論10kV配電網(wǎng)運(yùn)行管理及技術(shù)實(shí)踐問題[J].科技經(jīng)濟(jì)市場,2015(08):5.

    (作者單位:國網(wǎng)江蘇省電力有限公司新沂市供電分公司)

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