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      10kV配網(wǎng)自動化建設的規(guī)劃與設計分析

      2022-06-10 22:28:22葉琳葉軍俏
      科技尚品 2022年4期
      關鍵詞:子站饋線配電網(wǎng)

      葉琳 葉軍俏

      摘 要:經(jīng)濟發(fā)展過程中,社會生產(chǎn)與生活對用電要求持續(xù)提升,國家重視配網(wǎng)技術發(fā)展,電網(wǎng)穩(wěn)定性對用戶用電體驗影響大,多數(shù)行業(yè)發(fā)展都依賴于電力能源。在發(fā)展進程中,注重提升配網(wǎng)水平的重要性顯著,加強配網(wǎng)安全性?;诖耍恼轮攸c研究討論10 kV配網(wǎng)自動化建設問題,提出科學的規(guī)劃與設計措施,僅供參考。

      關鍵詞:10 kV配網(wǎng)自動化;工程建設;規(guī)劃設計

      中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1674-1064(2022)04-0-03

      DOI:10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.024

      配網(wǎng)系統(tǒng)中,10 kV配網(wǎng)運行目的是向社會提供電力能源,供電范圍廣,供電量高,電能供應不滿足用戶需求,會影響社會生產(chǎn)與生活。10 kV配網(wǎng)為標準配置,屬于電能傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)。10 kV配網(wǎng)與電力系統(tǒng)主網(wǎng)相連接、與電力用戶相連接,在電網(wǎng)結構中具有過渡效應。配網(wǎng)系統(tǒng)屬于綜合化用電管理系統(tǒng),涉及監(jiān)控系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、變電站等。在近年來的發(fā)展中,將自動化技術應用到配網(wǎng)建設中,既可以確保供電系統(tǒng)自動化運行,還可以確保電網(wǎng)內(nèi)外環(huán)境協(xié)調(diào)度,增加經(jīng)濟效益與社會效益[1]。

      1 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

      在新時期下,為了維護電力人員安全,提升電力供應穩(wěn)定性,加快配電網(wǎng)項目發(fā)展,以科學方案與規(guī)劃設計,不斷提高項目質(zhì)量。10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中,面臨較多不良問題,如果沒有處理好相關問題,則會影響配電網(wǎng)正常發(fā)展,影響電力行業(yè)發(fā)展。

      第一,通信系統(tǒng)建設面臨配電網(wǎng)項目工程量大、內(nèi)容復雜等難題,涉及多個參建方、專業(yè),建設周期長,自動化檢測與運維問題較多。多數(shù)施工企業(yè)的資質(zhì)、施工隊伍綜合素質(zhì)差距大,為提高通信系統(tǒng)質(zhì)量,應注重電網(wǎng)智能化交互,加強電網(wǎng)運行效率,降低停電故障損失,維護供電穩(wěn)定性。

      第二,當前,各地區(qū)注重建設自動化系統(tǒng),然而受到地區(qū)條件影響,設備老舊,運行環(huán)境差,導致自動化建設阻礙大,且部分工作開展不順利,無法保障供電的安全性與穩(wěn)定性[2]。

      2 10kV配網(wǎng)自動化建設要素

      2.1 自動化終端

      在10 kV配網(wǎng)自動化建設中,自動化終端屬于重要組成。自動化終端建設,應全面發(fā)揮主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)運行穩(wěn)定作用,運行期間出現(xiàn)的不良問題能夠反映到自動化終端中,按照問題種類發(fā)揮輔助作用,實時監(jiān)控管轄區(qū)域內(nèi)容,維護配網(wǎng)運行穩(wěn)定,維護供電過程順利性。

      2.2 主站系統(tǒng)

      詳細劃分主站系統(tǒng),將主站系統(tǒng)劃分為故障診斷系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、應用子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。

      2.3 子站系統(tǒng)

      子站系統(tǒng)的作用在于管理,涉及周邊開閉與開關等,具有重要管理作用,能夠科學管控饋線與監(jiān)控設備。應用子站系統(tǒng)可以節(jié)約主干道通道,實際運行期間,子系統(tǒng)能夠收集運行數(shù)據(jù),同時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ盘幚砥髦小?/p>

      3 配網(wǎng)自動化功能目標

      在近年來的發(fā)展中,配網(wǎng)自動化網(wǎng)絡成熟度高,組成包括地理信息系統(tǒng)、集中控制中心、配調(diào)自動化網(wǎng)、接口系統(tǒng)、綜合類管理系統(tǒng)。

      10 kV配網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集自動化系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控配電網(wǎng),處理數(shù)據(jù)信息。在配網(wǎng)監(jiān)控技術中,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)可以按照遠傳數(shù)據(jù)信息、值班報修熱線、自診斷故障報告,實現(xiàn)故障定位與隔離、故障自診斷、故障檢修安排、事故報告存檔、處理信息交換。支持無人值班模式,根據(jù)無功電流、功率因數(shù)、電網(wǎng)電壓值參數(shù),自動進行饋線保護,實現(xiàn)閉環(huán)網(wǎng)絡控制,遠方切換定值,集成地理接線圖。

      饋線自動化可以自動隔離配網(wǎng)饋線故障、供電恢復系統(tǒng)。饋線自動化處于正常狀態(tài)時,可以遠程測量饋線與變壓器電流、電壓、功率、電能量、功率因數(shù),遠程監(jiān)控電力設備運行狀態(tài),科學控制電容器運行狀態(tài),確保配電網(wǎng)調(diào)配效益,減少電網(wǎng)線路損耗。監(jiān)測斷路故障時,饋線自動化能夠自動識別故障區(qū)段,斷電隔離保護故障區(qū)段,恢復用戶供電[3]。

      高級效應分析系統(tǒng),能夠計算分析數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù),通過電量計算分析、母線分析方式,連接配電網(wǎng)設備、帶電網(wǎng)絡拓撲,注重電網(wǎng)運行分析,實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度、操作培訓。

      預測母線負荷、計算饋線潮流,建設配網(wǎng)預估網(wǎng)絡,均衡配置電荷分配。遵循網(wǎng)絡線路損耗、配變負荷參數(shù),能夠優(yōu)化重構配網(wǎng)網(wǎng)絡,針對不同級別用戶提供相應的電力服務,確保用戶負荷平衡度。

      4 10 kV配網(wǎng)自動化建設規(guī)劃和設計

      4.1 分批改造,滿足線路需求

      配網(wǎng)自動化建設對線路要求高,必須分批改造線路,編制詳細方案,提取配網(wǎng)線路負荷指標。線路改造期間,參考配網(wǎng)建設問題,制定科學改造計劃,確保分批改造質(zhì)量。積極響應配網(wǎng)變化情況,按照實際情況制訂調(diào)整計劃,緩解電力企業(yè)資金壓力。在改造期間,應滿足配網(wǎng)自動化建設的設備需求。

      4.2 確立規(guī)劃原則

      10 kV配網(wǎng)自動化建設能夠促進配網(wǎng)架構的合理性,規(guī)劃設計期間,配網(wǎng)分布與架構屬于基礎工作,能夠實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。規(guī)劃設計期間要掌握相關建設規(guī)則。

      第一,建設過程中,合理控制建設標準,遵循配網(wǎng)建設法規(guī),實地考察區(qū)域情況,結合地區(qū)實際做好配網(wǎng)規(guī)劃工作。

      第二,實行配網(wǎng)自動化建設時,選擇主干道建設方式,應用環(huán)網(wǎng)接線措施,應用相關電力設備與導線,使用期間加強功能作用,可以在大負荷載量上轉移負荷。

      第三,線路安裝操作時,按照標準原則劃分線路段,分段監(jiān)控,綜合考慮分段線路位置不同因素。在選擇配電設備時,注重提高設備信息水平,推廣數(shù)字化應用,可以確保設備可操作性,優(yōu)先選擇具備遠程遙控功能的系統(tǒng)。

      第四,對于配網(wǎng)自動化架構,包括傳統(tǒng)配網(wǎng)基礎元件,做好保留與技術改造處理。智能控制中心,應用計算機技術。執(zhí)行元件能夠延伸智能控制中心,屬于重要終端。附屬工作設備涉及遠程電表、數(shù)字化顯示器。上述部分利用通信線路,以物理形式連接。PLC控制器管理多功能結構,通過智能技術控制智能控制中心,提高配電網(wǎng)自動化水平,以有線方式傳輸信息,減少電磁干擾影響[4]。

      4.3 通信系統(tǒng)規(guī)劃

      通信系統(tǒng)屬于重要組成內(nèi)容,對10 kV配網(wǎng)自動化建設影響非常大。電力企業(yè)具備信息交換系統(tǒng),通信系統(tǒng)在信息交換中的作用顯著。

      10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng),注重提高通信手段的可靠性,遠程存儲監(jiān)控單元可以實時收集信息,之后傳輸至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心發(fā)布相關信息,利用通信手段傳輸至遠方終端實施。通信系統(tǒng)對自動化系統(tǒng)影響大,建設期間必須做好通信系統(tǒng)規(guī)劃建設。變電站建設期間,極易受到外力的破壞和影響,還可能需要改造線路。在此期間,必須根據(jù)實際情況科學選擇通信組網(wǎng)方式[5]。

      4.4 配網(wǎng)中心站設計

      在配網(wǎng)系統(tǒng)中,中心站為重要部分。中心站任務在于監(jiān)測配網(wǎng)狀態(tài)。配網(wǎng)自動化中,組成結構復雜,涉及內(nèi)容較多。基礎系統(tǒng)涉及定位與通信,同時包括計算機設備與監(jiān)測儀器。

      建設期間,光纖網(wǎng)絡為最佳選擇,必須及時傳輸數(shù)據(jù)信息,維護數(shù)據(jù)時效性。當出現(xiàn)問題時,能夠及時發(fā)出警報,深入分析問題產(chǎn)生原因,采取有針對性的處理措施。

      4.5 直屬子站實時監(jiān)控

      電力系統(tǒng)運行期間,電力器械設備運行穩(wěn)定性屬于重要內(nèi)容。為確保電力設備運行穩(wěn)定性,需要采用直屬子站實施監(jiān)控。

      網(wǎng)絡狀態(tài)下,電子設備運行時,將直屬子站作為維護場,合理安排工作技術,掌握倒班與夜班制度,更換電網(wǎng)設備零件時直接操作。

      電網(wǎng)運行期間,聯(lián)合實際情況操作,利用此種方式可以高效完成電網(wǎng)運行設備檢查工作。定期優(yōu)化電網(wǎng)運行設備,做好更新與升級處理。采用此種方式,可以加強數(shù)據(jù)可靠性。優(yōu)化整合和分析數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)制作為圖表,并編寫工作報告。在監(jiān)控站獲取信息內(nèi)容比較多,可以直接開展分析,完善直屬子站,提高運行效率。

      4.6 環(huán)網(wǎng)形式

      配網(wǎng)建設期間,環(huán)網(wǎng)形式比較多。配電線路選擇中,不能選擇遠距離線路,近距離配電線路能夠改變輸電線路,實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)效果。配網(wǎng)10 kV必須做好基礎工作,通過優(yōu)化實現(xiàn)理想化效果。建設與應用期間,可以減少線路問題,通過計算機與互聯(lián)網(wǎng)技術,加強互聯(lián)網(wǎng)連接效果。

      10 kV配網(wǎng)設計期間,應用環(huán)網(wǎng)形式減少不良問題,順利開展配網(wǎng)建設工作。在具體應用中,可以維護配網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。10 kV配網(wǎng)自動化建設應用期間,當某一線路存在問題時,要確保地區(qū)供電穩(wěn)定性。解除故障問題后,可以在短時間內(nèi)恢復供電,加強用戶用電感受[6]。

      4.7 提升系統(tǒng)信息安全性

      自動化技術具備復雜性、多樣性特點,會直接影響配網(wǎng)運行過程,受到多家電力企業(yè)歡迎。因此,安全性保障對信息系統(tǒng)發(fā)展影響非常大。

      為維護配網(wǎng)運行信息系統(tǒng)的安全性,必須應用殺毒軟件、防護軟件,加大信息保護力度?;谟布O施,保障企業(yè)安全性。由于信息安全問題,屬于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)軟件程序面臨挑戰(zhàn),當周邊環(huán)境無法發(fā)揮出系統(tǒng)安全性時,則會加劇信息泄露。

      信息安全防護人員,應基于外部因素入手,加強安全防護軟件使用功能,減少外部環(huán)境的不良影響,維護電力網(wǎng)絡運行平穩(wěn)性,加強企業(yè)市場競爭實力。

      4.8 完善硬件支持系統(tǒng)

      優(yōu)化完善硬件支持系統(tǒng),聯(lián)合實際情況進行操作。由于硬件支持系統(tǒng),對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)展影響大,必須全面加強硬件質(zhì)量,做好后續(xù)工作,準確預測市場發(fā)展,修復系統(tǒng)建設。

      自動化系統(tǒng)具備優(yōu)質(zhì)性能,能夠不斷提高發(fā)展水平,加大安全防護力度,維護系統(tǒng)穩(wěn)定性,合理應用先進技術措施,更新傳統(tǒng)思想理念,能夠突破傳統(tǒng)建設,實現(xiàn)深化發(fā)展。

      5 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設案例

      以某地區(qū)供電企業(yè)為例,企業(yè)處理配網(wǎng)自動化問題,分配改造線路,優(yōu)化通信系統(tǒng),實現(xiàn)自動化、全面化處理。通過配電電源、諧波防治、無功補償內(nèi)容,維護配網(wǎng)自動化效率,滿足供電需求。電力企業(yè)要加大資金投入,落實配網(wǎng)自動化運維,提高檢修效率、質(zhì)量,保證配網(wǎng)自動化運行效益。

      第一,自動調(diào)整分段器,感應和控制電閘開關。通過此種措施,可以提升配網(wǎng)自動化系統(tǒng)水平。閘門存在電壓時,注重監(jiān)測電壓。在分段器作用下,延遲啟動輸電程序,此時會斷開相關線路,提高電流安全穩(wěn)定性。

      第二,應用環(huán)網(wǎng)供電方案,多數(shù)10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用此種方案,選擇鄰近配電線路,采用環(huán)網(wǎng)狀線路,優(yōu)化原有配網(wǎng)結構。

      網(wǎng)狀結構下,要注重處理路線問題,提高通信系統(tǒng)穩(wěn)定性。注重分析配網(wǎng)自動化系統(tǒng),形成新的環(huán)網(wǎng)供電模式,穩(wěn)定性強。通過配電主站層、子站層、終端層,全面控制配電網(wǎng)。主站層具備管理、監(jiān)控功能;子站層具備轉發(fā)、監(jiān)控信息功能;終端層具備采集和控制數(shù)據(jù)功能。

      利用試驗結果可知,線路出現(xiàn)故障后,自動隔離故障區(qū)間,非故障區(qū)域供電正常,自動轉換停電區(qū)域負荷。通過此種處理方式,確保用戶不停電體驗,饋線自動化功能完成運作[7]。

      6 結語

      綜上所述,10 kV配網(wǎng)自動化建設,會直接影響電力建設發(fā)展。配電網(wǎng)自動化建設的目的在于共享信息資源,維護配網(wǎng)運行安全性與穩(wěn)定性。然而,地區(qū)限制影響較大,各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、技術水平差異大,因此在建設期間會面臨較多問題,必須按照實際情況作出科學規(guī)劃,全面促進配網(wǎng)自動化技術進步發(fā)展。

      系統(tǒng)規(guī)劃設計時,采用分批改造模式,滿足線路需求,確立規(guī)劃原則,通過系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化配網(wǎng)中心站設計、實時監(jiān)控直屬子站、自動重合分段器等,全面維護配網(wǎng)自動化建設效益。

      參考文獻

      [1] 周何,尹志貴,粟偉.10 kV配網(wǎng)線路FTU分級保護與饋線自動化方式配合的研究[J].大眾用電,2021(8):43-44.

      [2] 姜以浩,劉強,趙媛媛.配網(wǎng)自動化230 MHz無線局域網(wǎng)安全技術的相關思考[J].科技與創(chuàng)新,2021(15):106-107.

      [3] 殷一洲.探索基于配網(wǎng)自動化的事故判斷失敗原因及其改進措施[J].中阿科技論壇(中英文),2021(7):69-73.

      [4] 李玉泉.電網(wǎng)建設中配網(wǎng)自動化規(guī)劃及改造的問題探究[J].電子測試,2020(22):101-102.

      [5] 代沖.淺析城市配網(wǎng)自動化管理工作的問題及治理措施[J].科技資訊,2020(20):59-60,63.

      [6] 單玉涵.配網(wǎng)自動化建設對供電可靠性的影響及問題解決策略探析[J].通信電源技術,2020(11):245-247.

      [7] 劉旺.配網(wǎng)自動化成套設備運維中的問題分析及解決措施探究[J].電子測試,2020(11):121-122.

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