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浅谈县城配电网自动化技术应用与改造

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/26 21:53:42   

随着社会的不断发展进步,电网自动化已成为电网的发展趋势和方向,配电网作为电力网的重要组成部分,对提高供电质量和供电可靠性起着至关重要的作用,配电网自动化研究与应用已成为一个多学科技术的综合性系统,1996年部颁DL/T599《城市中低压配电网改造技术导则》和《城市中低压配电网改造技术导则的实施情况及补充意见》,对城市配电网自动化提出了明确规定和要求:配电自动化应包括变电所内自动化、配网自动化、用电负荷监控、用电抄表计费、配电网地理信息管理系统(GIS)、数据库、配网规划等内容;配电网络自动化分为电缆网络自动化和架空网络自动化二大类;配电网络自动化的实施基础是必须具备网络负荷的可转移性、网络设备的可靠性、自动化设施的可靠性、自动化设施的可维护性、自动化设施接口的标准性。
  1998年以来国家投资对81个中大城市进行了城市电网改造,全国有1000多个县级城市,从某种程度上来说,县城配电网应做为农村配电网的一部分,但它与农村配电网有明显的区别:人口相对较为密集,用电负荷相对较大,季节性负荷反差较大,用电可靠性要求相对较高,用城市配电网的标准要求他似乎过高,用农村配电网的标准要求它又明显过低,因此,如何因地制宜的搞好县城配电网的规划与改造,提高县城配电网自动化水平或为配电网自动化打好基础,逐步实现配电网自动化,对今后县城电网的发展有着至关重要的意义。
  从目前情况来看,县城配电网一般采用单电源辐射网络,线路之间缺少必要的联络手段,往往一条线路故障或停电,就造成大面积停电。不少配电变压器没有无功自动补偿装置,功率因数低、线路损耗大,末端电压低。县城配电网一般没有安装任何自动化监控和远方操作设备,分支线路的停送电和变压器的停送电,主要靠调度值班人员通知供电值班员到现场进行人工操作,线路故障时,要靠供电值班员沿街查线,直到发现问题才能处理。
  不难看出,县城配电网的现状与配电网自动化的要求差距很大,要实现县城配电网自动化,还有相当大的工作量,需要相当长的时间,解决相当多的矛盾,克服相当多的困难,但如不及早着手配电网自动化的前期工作,必然改造投资的被动性和重复性,笔者认为应从以下几方面考虑,统筹安排,搞好试点,逐步实现配网自动化。
一、编制制县城电网发展规划并因地制宜的制定配电网自动化实施方案:
  县城电网规划作为县城电网的发展方向和目标,应请有关专家编制或指导编制,使电网逐步达到国内甚至国际先进水平。电网发展规划作为指导性意见一般不具体到细节问题,特别是中低压配电网,由于面积广、设备多、变化快,规划中不可能很细致全面的考虑,因此县级供电企业必须在电网规划的基础上,因地制宜的制定出切实可行的县城配电网自动化规划实施方案,并注意以下几点:1.关于配电网电压等级选择问题
  《城网导则》指出:城市配电网分为高压配电网(110kV、35kV)和中低压配电网(10kV、0.4kV),从目前情况来看,县级城市采用35kV及以上电压等级作为配电主网显然不太切合实际,应以110kV和35kV为主供电源,以10kV为中压配电主网,以0.4kV低压配电主网较为合适。
  90年代国家曾组织有关单位对国内现行电压等级进行过一次论证,提出了取消35kV和10kV电压等级,增设20kV电压等级概念,其理论可行性和技术可行性都得到论证,经济效益也是无可非议的,但因投资庞大、范围太广而无法实施,县城电网范围较小,如进行大规模城网改造时选用20kV电压等级作为配电主网,是比较合适的,但因无定型产品,实施的可能性不大,建议国家有关部门对此抱以积极的态度,在县城电网改造时进行实施,并在适当时机予以推行。2.关于配电网主网模式的选择
配电网络自动化分为电缆网络自动化和架空网络自动化,它们的要求也有所不同,因此选择合适的配电主网非常重要,由于县城电力网是介于城乡电网之间的一种特殊模式,在确定配电主网模式时,必须因地制宜,把供电区划分为若干个区域,根据不同情况选择使用电缆网络或架空网络。3.关于配网自动化配合问题
  所谓电网自动化即:利用现代电子、计算机、通讯及网络技术,将电网的在线数据和离线数据,电网和用户数据,电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现电网自动化和管理自动化。随着近年来科学技术的日新月异,电网自动化技术也突飞猛进,日趋完善,产品质量不断提高,县城配电网范围不大,非常适用电网自动化应用和推广,但由于受资金和多方面因素影响,不可能一步实现县城电网自动化,因此在配电网建设改造时,应有超前意识,制定出配网自动化和改造方案,要求配电主网线路实现“三分段、四连接”式的手拉手供电,加装自动化开关设备,配电系统智能控制装置,做到线路故障时能迅速自动检测故障,自动隔离故障段,自动恢复非故障区供电,建立相应的通信通道,配置“四遥”功能(遥控、遥测、遥信、遥调),至少应考虑四遥接口问题,待具备条件时,接入电网自动化、调度自动化、MIS、GIS、等系统。
二、以规划方案为依托,积极采用新技术,逐步提高配网自动化水平。
  配网自动化是一项综合技术的应用,涉及一次设备(如断路器、刀闸)、二次保护装置、电源、RTU监控、配网自动化软件、通讯等一系列问题,受诸多因素影响,因此不可能一蹴而就,县级供电企业应在电网规划指导下,制定出配网自动化整体改造方案,并根据城市改造和经济能力有计划的逐线路、逐街道进行改造,下面举例说明:如图所示为某条街道的10kV线路自动化方案示意图:甲、乙分别为两个不同电源,A、B、C分别为线路的三段,DL1为出线断路器,DL2为重合断路器(简称重合器),DL3为分段断路器(简称为段器),DL4为联络重合断路器(简称联络器),正常运行时,DL1、DL2、DL3分别在合闸位置,DL4在分闸位置,线路A、B、C段由电源甲供电,电源乙为备用电源。
  1)、A段发生故障时:出线断路器DL1跳闸、重合、跳闸闭锁,重合器DL2检测到DL1失压,T秒后跳闸闭锁,将故障段A隔离;联络器DL4检测到DL1失压,T N后合闸成功,非故障段B、C恢复供电。
  2)、B段发生故障时,重合器DL2跳闸、重合、跳闸后闭锁,非故障段A正常供电,在重合器DL2跳闸期间,分段器DL3计数一次分闸并闭锁,将故障段B隔离;联络器DL4检测到DL2失压,T秒后合闸成功,非故障段C恢复供电。
  3)、C段发生故障时,重合器DL2跳闸,非故障段A正常供电,在重合DL2跳闸期间,分段器DL3计数一次并分闸闭锁,重合器DL2重合闸成功,非故障段B恢复供电;联络器DL4检测到DL2失压,T后合闸于故障上,分闸、重合不成功,分闸并闭锁,将故障段C隔离。
  上述方案保护配合相对简单,单凭一次设备的相互配合就可以完成故障的隔离与网络重合,供电可靠性高、投资相对少,以后可根据整个县城电网自动化系统的需要扩充通讯通道,与自动化系统联成一体,避免投资浪费。
  对配电变压器和低压网络(0.4kV)也应考虑新技术的推广,考虑自动化设备的配置,如低压配电网的无功补偿装置,已有自动化定型产品,可以在新增配变和配变改造时一并考虑,重要地段的0.4kV线路也可以考虑相临配变间的加装联络开关,以保证一台配变故障或检修时的0.4kV供电问题,优先采用新技术和新设备,尽可能的提高电网自动化水平,即使现有条件不能实现自动化,也要按照电网自动化要求配置设备或预留接口,打好电网自动化基础。
  总之,县城配电网自动化建设非一朝一夕之功,供电企业应以发展的眼光,制定出配网自动化宏伟蓝图,积极采用新技术、新产品,抓住时机,有计划有步骤的搞好县城配电网建设改造,为提高供电质量和供电可靠性奠定坚实基础,争取早日实现配网自动化

来源:中国电力资料网
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