電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電三部分組成。發(fā)電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在元件保護(hù),其主要目的是確保發(fā)電廠發(fā)生電氣故障時(shí)將設(shè)備的損失降為最小。輸電網(wǎng)的保護(hù)集中在輸電線路的保護(hù),其首要目的是維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定。配電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在饋線保護(hù)上,配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問題,一般認(rèn)為饋線故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的。不同的配電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷供電可靠性和供電質(zhì)量要求不同。許多配電網(wǎng)僅是考慮線路故障對(duì)售電量的影響及配電設(shè)備壽命的影響,尚未將配電網(wǎng)故障對(duì)電力負(fù)荷(用戶)的負(fù)面影響作為配電網(wǎng)保護(hù)的目的。
目前,我國配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多試點(diǎn),由配電主站、子站和饋線終端構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)已得到普遍認(rèn)可,光纖通信作為主干網(wǎng)的通信方式也得到共識(shí)。饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也完全能夠建立在光纖通信的基礎(chǔ)上,這使得饋線終端能夠快速地彼此通信,共同實(shí)現(xiàn)具有更高性能的饋線自動(dòng)化功能。
1 概述
我國配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展是電力市場和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然結(jié)果,長期以來配電網(wǎng)的建設(shè)未得到應(yīng)有的重視,建設(shè)資金短缺,設(shè)備技術(shù)性能落后,事故頻繁發(fā)生,嚴(yán)重影響了人民生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,隨著電力的發(fā)展和電力市場的建立,配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)顯得越來越突出,形成了與電網(wǎng)建設(shè)不協(xié)調(diào)的局面。
國家頒布實(shí)施的《電力法》的貫徹后,電力作為一種商品進(jìn)入市場,接受用戶的監(jiān)督和選擇,甚至于對(duì)電力供應(yīng)中的停電影響追究電力經(jīng)營者的責(zé)任。另一方面,高精密的技術(shù)和裝備對(duì)電能質(zhì)量要求,配電網(wǎng)供電可靠性已是電力經(jīng)營者考慮的主要方面。
隨著市場觀念的轉(zhuǎn)變和電力發(fā)展的需求,配電網(wǎng)的自動(dòng)化已經(jīng)作為供電企業(yè)十分緊迫的任務(wù),大城市電網(wǎng),從八十年代就意識(shí)到配電網(wǎng)的潛在危險(xiǎn),并竭力呼吁積極努力地致力于城市電網(wǎng)的改造工程,并組織全國性的大會(huì)對(duì)配電網(wǎng)改造提出了具體實(shí)施計(jì)劃,各種渠道湊集資金,提出更改計(jì)劃,利用高技術(shù)、性能好的設(shè)備從事電網(wǎng)的改造。例:1990年5月召開了全國城網(wǎng)工作會(huì)議,提出了城市配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)的重要位置,要求采取性能優(yōu)良的電力裝備,以提高供電能力、保證供電質(zhì)量。根據(jù)電網(wǎng)供電的要求,供電部門提出了配電系統(tǒng)對(duì)用戶供電的可靠性要求,供電可靠性指標(biāo)達(dá)到99.6%,對(duì)機(jī)場、銀行及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)監(jiān)控中心是電力質(zhì)量要求高的場所,沒有可靠的配電網(wǎng)是無法保障的。
配電網(wǎng)改造是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的前期,沒有好的電網(wǎng)是不可能實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化,由于早期的縣級(jí)電網(wǎng)已經(jīng)基本形成,只能在原有配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,難度大,要力爭達(dá)到高自動(dòng)化的目的,應(yīng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃,從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求,因此,城市配電網(wǎng)電力裝備的基本要求是:技術(shù)上先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠、操作維護(hù)簡單、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境保護(hù)要求。
配電網(wǎng)的應(yīng)用是經(jīng)濟(jì)建設(shè)所決定的,因此,無論是大城市配電網(wǎng)還是小型城市、縣級(jí)城市甚至農(nóng)村配電網(wǎng),在配電網(wǎng)改造及配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)立足于以下幾方面:
(1) 立足于國情,城市電網(wǎng)的實(shí)際要求,以真正解決配電網(wǎng)的實(shí)際問題,以符合供電可靠性及用戶供電的要求,不搞形式、不追潮流,將有限的資金投入到較為實(shí)際有效的電網(wǎng)改造中去。
(2) 以保證供電可靠性為前提,確保電力用戶用電的時(shí)效性,滿足電力用戶的供電需求。較長一段時(shí)間以來,電力能源緊缺,限制供電現(xiàn)象較為普遍,但如何確保用戶在不限電時(shí)避免其它事故所造成供電的影響,應(yīng)從用戶用電的實(shí)際要求為出發(fā)點(diǎn),做好用戶用電的服務(wù)工作,體現(xiàn)用戶是上帝的精神,在電力經(jīng)營部門也應(yīng)得到體現(xiàn)。
① 從用戶用電的實(shí)際要求出發(fā),保證用電的需求,滿足用電要求; ② 提高網(wǎng)絡(luò)的輸送能力,做好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整; ③ 提高技術(shù)裝備的可靠性及運(yùn)行部門的免維護(hù)要求; ④ 完善設(shè)備的自動(dòng)化程度及故障的判斷能力。
(3) 滿足和確保供電的質(zhì)量,隨著城市高新技術(shù)用裝備和居民家用電器的要求,高峰低谷現(xiàn)象對(duì)電能質(zhì)量是相對(duì)應(yīng)的,除電壓幅值,頻率以及諧波對(duì)用戶都將產(chǎn)生不良的影響外,甚至?xí)绊戨娔艿挠?jì)量,因此要采用調(diào)峰、調(diào)壓來保證電能質(zhì)量。
(4) 降低電網(wǎng)的損耗、電能損耗往往作為電力經(jīng)營和運(yùn)行不可避免的事,但是損耗決定于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和輸送電負(fù)荷的條件來決定,城市電網(wǎng)改造之一是改進(jìn)導(dǎo)線截面,降低線路的電阻率,采用新的輸送電金具,減少線路電能損失。采取無功就地補(bǔ)償,提高功率因素,合理調(diào)度和負(fù)荷分配,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)潮流,做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(5) 提高網(wǎng)絡(luò)的供電能力,減少用戶的停電機(jī)率,網(wǎng)絡(luò)的互供能力主要反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接線、負(fù)荷的合理調(diào)整。
(6) 采用自動(dòng)化裝備,提高設(shè)備的故障判斷能力和自動(dòng)隔離故障,恢復(fù)非故障線路的供電條件,選擇自動(dòng)化程度較高的自動(dòng)化設(shè)備。
(7) 解決配電網(wǎng)用設(shè)備的技術(shù)性能,提高設(shè)備的自身可靠性運(yùn)行能力,尤其是配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的操動(dòng)機(jī)構(gòu)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)適應(yīng)于戶外(戶內(nèi))運(yùn)行條件,做到不檢修周期長,設(shè)備運(yùn)行可靠。大大地減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)費(fèi)用。
(8) 便于系統(tǒng)的監(jiān)控,實(shí)行配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度,實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)分析,歷史數(shù)據(jù)的記錄和查備,事件記錄的查詢規(guī)劃。
2 .當(dāng)前我國配電網(wǎng)存在的問題
配電網(wǎng)的發(fā)展主要是隨城市建設(shè)規(guī)模及用電負(fù)荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的,由于城市規(guī)劃與電力的條塊分割,形成了不相適應(yīng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu),使配電網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)展不適應(yīng)城市發(fā)展的需求,突出反映在如下幾點(diǎn):
(1) 配電網(wǎng)絡(luò)電源點(diǎn)落后于城市建設(shè)的發(fā)展,由于城市規(guī)模和商業(yè)的建立,電源點(diǎn)容量及電能輸出受到限制,尤其是電力線的傳輸通道。
(2) 瓶頸效應(yīng)比較突出,出現(xiàn)卡脖子現(xiàn)象嚴(yán)重,電能輸不出去,往往因此而引起停電事故。改革開放以來,城市建設(shè)速度加快,負(fù)荷增長率高,但電力建設(shè)不及時(shí),輸出線半徑小,線路長。
(3) 出線通道影響與城市規(guī)劃不相適應(yīng),有的地方改用地下電纜,施工及投資不允許,采用架空導(dǎo)線環(huán)境條件受限,有的采用絕緣導(dǎo)線,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的情況較為普遍。
(4) 早期建設(shè)的線路導(dǎo)線細(xì)、年久失修,高能耗設(shè)備多,線損率高,由于導(dǎo)線半徑小及無功缺額較大,綜合線損損耗大,個(gè)別地區(qū)配電網(wǎng)損耗達(dá)到30%,一般地區(qū)在15%~20%,造成能源大量浪費(fèi)和環(huán)境污染。
(5) 供電不可靠因素增大,由于配電網(wǎng)投資不足,設(shè)備老化和技術(shù)性能低劣,供電事故頻繁,往往是一點(diǎn)故障引發(fā)全線甚至大面積停電事故。城市繁華地段,往往是局部故障引進(jìn)重要場所、用戶停電,影響社會(huì)治安及經(jīng)濟(jì)市場。早期設(shè)備技術(shù)性能差,設(shè)備動(dòng)作頻繁,引發(fā)事故多,對(duì)機(jī)構(gòu)的可靠性要求高。
(6) 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)接點(diǎn)較多。
(7) 城市電網(wǎng)改造涉及面廣,要求較高,停電難度大。
因此,對(duì)于城市配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性的工程,最基本的條件是應(yīng)具有較為完整的多路電源的配電網(wǎng)點(diǎn),具有較好的城市規(guī)劃及電源路徑的分布,利用各種較為先進(jìn)的設(shè)備,當(dāng)前城市建設(shè)的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)提出了較高的要求,各級(jí)部門都給予充分的重視,在資金上給以投入,形成了一種較好的外部環(huán)境。
3 配電網(wǎng)系統(tǒng)的接線方案
由于配電網(wǎng)的復(fù)雜性,不是單一方案就可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化要求,對(duì)于不同的供電模式,應(yīng)具有不同的供電方案,以力求達(dá)到較完美的條件。
(1) 環(huán)網(wǎng)電纜方案
以電纜作為配電主干線的配電網(wǎng)自動(dòng)化方案,主要在城市商業(yè)繁華、人口密集地方,以環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜為主體,負(fù)荷開關(guān)柜據(jù)所在地域和用戶的數(shù)量的要求設(shè)定出線保護(hù)多少,一般為二進(jìn)(四出),當(dāng)進(jìn)出線回路較多,規(guī)模更大時(shí)可轉(zhuǎn)變?yōu)殚_閉所,環(huán)網(wǎng)柜和開閉所中設(shè)計(jì)量柜、聯(lián)絡(luò)等。
環(huán)網(wǎng)柜一般以負(fù)荷開關(guān)與熔斷器相配合,當(dāng)一路電源發(fā)生故障后,會(huì)有另一路電源快速切換到母線,恢復(fù)正常的供電。對(duì)開閉所監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方式,在放設(shè)電纜時(shí)一并設(shè)置,主要以光纖和市話線為主,以減少干擾。環(huán)網(wǎng)柜的主要特點(diǎn)是運(yùn)行環(huán)境較好、外界影響因素較少,也是城市主干道的較好的方案,見圖1。
(2) 市區(qū)架空配網(wǎng)方式
市區(qū)架空配網(wǎng)方式一般在城市道路規(guī)模較好,兩側(cè)路幅較為寬敞的條件下,以裸線架空導(dǎo)線和架空絕緣導(dǎo)線為主,一般情況下是雙回路架設(shè),在配電線路上根據(jù)用戶要求設(shè)配電變壓器或設(shè)雙電源,架空線路通常是雙電源環(huán)網(wǎng)供電方式。見圖2
這種配電方式結(jié)構(gòu)簡單,布置形式靈活,設(shè)備都集中在戶外式安裝,受環(huán)境條件的影響較深,正常條件下R0為開路運(yùn)行,B1、B2分別供電。當(dāng)異常情況下向另一端自動(dòng)供電,采用柱上重合器或自動(dòng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。分支線采用分段器與主干線的配電開關(guān)相配合。用來隔離支線上的永久性故障。這種方案在一次和二次設(shè)備配合上,完成自動(dòng)隔離故障功能。
(3) 輻射型配電網(wǎng)
輻射性配電網(wǎng)是在市郊和農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)以單電源供電,控制設(shè)備由變電站主開關(guān)作保護(hù),配電線路可根據(jù)需要設(shè)多級(jí)重合器和分段器保護(hù),達(dá)到自動(dòng)隔離和恢復(fù)供電的條件。在我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)能力條件和配電網(wǎng)的實(shí)際情況下,大量采用斷路器(重合器)作為配電網(wǎng)線分支線自動(dòng)開關(guān),尚不具備充足的資金條件,以分段器更為合適。見圖3
注:定值的整定值應(yīng)IR2〈IR1〈IB1動(dòng)作次數(shù)MR2〈MR2分段器的動(dòng)作次數(shù)由需要定為一或二次
(4) 配電網(wǎng)自動(dòng)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫能系統(tǒng)全面地反應(yīng)配電網(wǎng)的信息,用戶的檔案資料、桿型的結(jié)構(gòu),配電變壓器的型號(hào)記錄,歷史檢修記錄、設(shè)備技術(shù)參數(shù)、備品備件、保護(hù)定值記錄、線路路徑及桿號(hào)記錄,并實(shí)時(shí)記錄有關(guān)參量和對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。是配網(wǎng)自動(dòng)化的核心,高級(jí)應(yīng)用軟件、良好的人機(jī)界面,實(shí)時(shí)量的信息庫是配網(wǎng)自動(dòng)化的基本要求。
(5) 無功自動(dòng)補(bǔ)償功能,能準(zhǔn)確反映配電系統(tǒng)無功需求狀況,對(duì)高低壓無功補(bǔ)償裝置能自動(dòng)控制和合理調(diào)節(jié),對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度提供依據(jù)。配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償,除在10kv母線進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償還要在線路上對(duì)無功進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)投切。
(6) 負(fù)荷控制不是簡單理解為對(duì)用戶的用電量進(jìn)行控制。對(duì)負(fù)荷控制并了解負(fù)荷的動(dòng)態(tài)平衡狀況,調(diào)整各負(fù)荷運(yùn)行環(huán)境,合理地投入無功補(bǔ)償,使之能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。負(fù)荷控制是為了更好地指導(dǎo)用戶的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(7) 遠(yuǎn)方讀表是電力部門對(duì)用電管理的主要手段,定時(shí)限地對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行平衡,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行的方式,同時(shí)可大大地減輕抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
(8) 設(shè)備的基本條件
根據(jù)我國城市電網(wǎng)及配網(wǎng)工作特點(diǎn),對(duì)設(shè)備的要求是要做到安全可靠性高、技術(shù)參數(shù)高、效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、便于安裝、維護(hù)工作量小、污染小、噪音小、價(jià)格合理,并針對(duì)城市繁華的特點(diǎn),要朝著無油化、絕緣化、組合化、機(jī)電一體化方向發(fā)展。
4 配電網(wǎng)設(shè)備基本條件
配電網(wǎng)自動(dòng)化是近幾年來電力應(yīng)用技術(shù)的新型技術(shù),主要涉及中低級(jí)電網(wǎng),作用對(duì)象是電力經(jīng)營企業(yè)和用電企業(yè)的結(jié)合。目前世界各國對(duì)此都表示十分關(guān)注,由于該技術(shù)尚沒有明確定論,但至少可以說明配電網(wǎng)自動(dòng)化不僅僅簡單是配電線路及其所相應(yīng)的設(shè)備,還有通訊、計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用、電力(負(fù)荷)監(jiān)控、節(jié)能、電網(wǎng)規(guī)劃等,可歸納為如下幾個(gè)方面:
(1) 可靠安全的供電網(wǎng)絡(luò),包括電源點(diǎn)應(yīng)保證電力輸送線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,開關(guān)變壓器等設(shè)施的可靠性。
(2) 對(duì)故障的自動(dòng)判斷和隔離,在人工或自動(dòng)條件下恢復(fù)非故障線路的供電,對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行自我隔離和診斷。
(3) 判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,采用分布式的SCADA(遠(yuǎn)動(dòng)),對(duì)配電網(wǎng)所需的信息進(jìn)行技術(shù)處理,對(duì)配電網(wǎng)的各種信息的上發(fā)下傳,及時(shí)反應(yīng)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況和事故的處理級(jí)分析能力。
(4) 用電管理包括用戶對(duì)電能的管理要求,用戶對(duì)電能的意見及要求能夠反映到配電管理中心,由配電管理中心對(duì)此作出反應(yīng)和處理。對(duì)電能進(jìn)行調(diào)整,對(duì)用電負(fù)荷的控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。
對(duì)用電管理系統(tǒng)可對(duì)用戶直接或間接地進(jìn)行控制,這種控制方式一般由人為進(jìn)行設(shè)定,可由遠(yuǎn)動(dòng)操作也可由現(xiàn)場就地操作,與通常的事故處理有不同的管理方式。
5 配電網(wǎng)自動(dòng)化通訊的主要技術(shù)問題
配電網(wǎng)自動(dòng)化程度的重要標(biāo)志是通訊是否符合自動(dòng)化的要求,它擔(dān)負(fù)著設(shè)備及用戶與自動(dòng)化的聯(lián)絡(luò),起著紐帶作用。擔(dān)負(fù)著信息的處理、命令的發(fā)送和返回。所有數(shù)據(jù)的傳遞,沒有可靠有效的通訊,配電網(wǎng)無法與自動(dòng)化相聯(lián)系。關(guān)于自動(dòng)化通訊,通常概念有兩種:一是外圍通訊,主要是數(shù)據(jù)以及語言的通道。采用的方法為有線和無線二大類。有線分光纖通訊、音頻電纜通訊、電力載波通訊;無線通訊分微波通訊、擴(kuò)頻通訊以及無線電通訊。對(duì)于城市配電網(wǎng)應(yīng)結(jié)合城區(qū)的特殊情況,以及實(shí)際應(yīng)用效果來決定采取那一種通訊方式。另一種通訊通常是在計(jì)算機(jī)上的軟件通訊,由統(tǒng)一規(guī)約。各種計(jì)算機(jī)軟件以及數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)動(dòng)裝置都是由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,在實(shí)際計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中的某一種規(guī)定的方式進(jìn)行,通訊規(guī)約一般是由設(shè)備自身來設(shè)定的,同一生產(chǎn)單位的產(chǎn)品規(guī)約是一致的,當(dāng)有不同的生產(chǎn)廠家時(shí),通訊規(guī)約則發(fā)生不一致,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳遞的失敗。
光纖通訊是城市配電網(wǎng)通訊的主要方式,主要特點(diǎn)是可靠性高,干擾小,不受環(huán)境條件的影響,可作為語言、數(shù)據(jù)和圖象的傳輸,是當(dāng)前較好的通訊方式。但是由于光纖所相關(guān)的設(shè)施的費(fèi)用較高,在使用中受到限制。尤其是在配電網(wǎng)中,因配電柱上開關(guān)及用戶分布在沿線,對(duì)于每一開關(guān)及用戶所需的通訊很難從一根多芯的通訊光纜中取出。
音頻有線是城市電網(wǎng)較為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的方法,通訊的布設(shè)及各通訊端的連接無特殊要求,造價(jià)較低,容易實(shí)施,但容易受環(huán)境的影響,尤其是與高壓配電線路同桿架設(shè),高壓的強(qiáng)電場和強(qiáng)磁場對(duì)通訊線的干擾影響較大。
電力載波是電力系統(tǒng)常用的通訊方法,在對(duì)于無斷點(diǎn)的線路。例如變電站與變電站之間,已經(jīng)有成熟的經(jīng)驗(yàn),使用效果好。但對(duì)于配電網(wǎng)線路,由于線路多臺(tái)配電變壓器以及線路,由于柱上開關(guān)的斷點(diǎn),使載波通訊在配電線路中使用受到了較大的影響,有些問題尚待進(jìn)一步研究。
微波通訊對(duì)于配電網(wǎng)多點(diǎn)通訊點(diǎn)是很難采用的,考慮到微波通訊的接收裝置,以及工程投資,對(duì)于城市配電網(wǎng)的應(yīng)用不完全滿足。而擴(kuò)頻通訊廣泛地被應(yīng)用到各行各業(yè)的通訊,對(duì)于電網(wǎng)變電站與調(diào)度中心,長距離的通訊能體現(xiàn)出擴(kuò)頻技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn),抗干擾能力強(qiáng),保真性高,誤碼率低,可實(shí)現(xiàn)碼分多址復(fù)用,功譜密度低,發(fā)射功率小。但對(duì)于高樓林立的城市配電網(wǎng),柱上開關(guān)及配電網(wǎng)變壓器的位置很難確定最好的通訊環(huán)境時(shí),其放射信號(hào)的接收會(huì)受到波傳輸?shù)挠绊?繞射功能差)。往往出現(xiàn)在城市應(yīng)用效果不佳的現(xiàn)象。
無線通訊主要是音頻,通常作為我國負(fù)荷控制的應(yīng)用領(lǐng)域,在城市應(yīng)用效果得到充分證實(shí),主要問題是無線通訊裝置的使用效果,早期的無線通訊裝置是產(chǎn)品質(zhì)量不佳,影響了通訊效果。
計(jì)算機(jī)通訊,主要是通訊規(guī)約問題,對(duì)于我國電力系統(tǒng),采用了標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約,由國家和行業(yè)遠(yuǎn)動(dòng)、通訊標(biāo)準(zhǔn)來決定,通常的規(guī)約為CDT、POLLIG等。
近幾年來,通訊接口以485型式出線,增強(qiáng)了通訊的傳輸能量。因此無論配電網(wǎng)采用何種通訊方式,對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)(RTU)與主站系統(tǒng)的通訊必須符合某一規(guī)定的要求。
6 配電網(wǎng)自動(dòng)化軟件應(yīng)用及信息處理
配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)建立在較為通用的、符合計(jì)算機(jī)時(shí)代要求的軟件平臺(tái)上,具有相應(yīng)的開放式支持環(huán)境,有通用的按標(biāo)準(zhǔn)程序編寫的應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫的接口,具有友好的人機(jī)界面和屏幕操作,具有應(yīng)用化的多層次的地理信息系統(tǒng),符合運(yùn)行的實(shí)際狀況。
對(duì)于配電網(wǎng)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)的應(yīng)用平臺(tái)必須在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、用戶界面和通信接口上遵循公認(rèn)的。
7 發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)注意的問題
(1) 分析地區(qū)配電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況,找出本地區(qū)配電網(wǎng)存在的技術(shù)方案問題,本著實(shí)事求是立足國情和網(wǎng)情。當(dāng)前我國配電網(wǎng)處于高速發(fā)展的時(shí)期,但又處于方案的探索時(shí)期,所以在吸收國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上,應(yīng)廣泛開展中國配電網(wǎng)改造和自動(dòng)化的研究。
(2) 配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性工程,涉及的專業(yè)多,規(guī)劃性強(qiáng)的系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)、城市電網(wǎng)的規(guī)劃進(jìn)行,避免盲目性。
(3) 配網(wǎng)自動(dòng)化方案是自動(dòng)化的核心,在引進(jìn)國外技術(shù)的同時(shí)結(jié)合國內(nèi)配電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分析,國外配電網(wǎng)與國內(nèi)在很大程度上不盡相同,應(yīng)有所區(qū)別,吸取精華,適合國情、地情、網(wǎng)情。
(4)配電設(shè)備的使用面廣、量大、運(yùn)行環(huán)境較為嚴(yán)酷,設(shè)備選擇應(yīng)符合當(dāng)前配電網(wǎng)形勢要求,具有高度可靠性和優(yōu)越的技術(shù)性能。并以真空斷路器為主,免維護(hù)周期長,二次保護(hù)控制設(shè)備具有可靠性,抗干擾能力及適合戶外高溫和低溫等較為嚴(yán)酷的運(yùn)行環(huán)境;應(yīng)具有遠(yuǎn)方通訊的接口。自動(dòng)化程度高,一次開關(guān)設(shè)備與二次保護(hù)裝置能良好地配合,能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)隔離故障,恢復(fù)正常供電的能力,具有就地和遙控的功能。
(5)遠(yuǎn)方通訊是自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù),RTU要適合配電網(wǎng)使用,分布(散)式,單點(diǎn)的特點(diǎn);通訊方式應(yīng)選擇合理,通訊功能強(qiáng),誤碼率小,速度快,符合遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。
(6)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā),首先選擇具有開放、兼容的操作平臺(tái),對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有聯(lián)接功能,地理信息應(yīng)實(shí)時(shí)地反應(yīng)配電系統(tǒng)的潮流及負(fù)荷情況,對(duì)事故記錄及信息反饋,可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制、遠(yuǎn)方抄表、設(shè)備數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)及規(guī)劃、無功優(yōu)化的理論計(jì)算等。計(jì)算機(jī)軟件功能是配電系統(tǒng)自動(dòng)化的核心技術(shù),好的軟件可充分體現(xiàn)出技術(shù)和自動(dòng)化的水平,應(yīng)充分進(jìn)行比較。
(7) 配電網(wǎng)的工程設(shè)施應(yīng)有計(jì)劃地分期、分批實(shí)施。應(yīng)確定配電網(wǎng)絡(luò)的基本條件,導(dǎo)線截面、輸送容量、線路走向及用戶的基本條件。先采用具有自動(dòng)化功能的一次開關(guān)設(shè)備和二次保護(hù)監(jiān)控設(shè)備完成自動(dòng)送電,故障自動(dòng)分閘和隔離故障功能,能做到隔離和區(qū)分故障點(diǎn)。在條件具備時(shí),再投入通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),可以少走彎路,資金投入可以分批實(shí)施。
配電網(wǎng)是當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的熱點(diǎn),無論是大型、中小型城市都是把配電網(wǎng)改造建設(shè)及自動(dòng)化的實(shí)施列入工作重點(diǎn),投入大量的資金和人力,將對(duì)整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)有重大影響,各地區(qū)在改造中應(yīng)慎重對(duì)待,尤其是設(shè)備引進(jìn)的技術(shù)問題較多。
相信配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施在各方面的共同努力下,不斷完善并上升為標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理,一定會(huì)取得較好的成效,得到更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
過電流保護(hù)是最基本的繼電保護(hù)之一??紤]到經(jīng)濟(jì)原因,配電網(wǎng)饋線保護(hù)廣泛采用電流保護(hù)。配電線路一般很短,由于配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問題,為了確保電流保護(hù)動(dòng)作的選擇性,采用時(shí)間配合的方式實(shí)現(xiàn)全線路的保護(hù)。常用的方式有反時(shí)限電流保護(hù)和三段電流保護(hù),其中反時(shí)限電流保護(hù)的時(shí)間配合特性又分為標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、極端反時(shí)限和超反時(shí)限,參見式(1)、(2)、(3)和(4)。這類保護(hù)整定方便、配合靈活、價(jià)格便宜,同時(shí)可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖,以提高可靠性;增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。
電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)的前提是將整條饋線視為一個(gè)單元。當(dāng)饋線故障時(shí),將整條線路切掉,并不考慮對(duì)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電,這些不利于提高供電可靠性。另一方面,由于依賴時(shí)間延時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性,導(dǎo)致某些故障的切除時(shí)間偏長,影響設(shè)備壽命。
FTU即Feeder Terminal Unit,饋線終端裝置。具有遙控、遙信,故障檢測功能,并與配電自動(dòng)化主站通信,提供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測控制所需信息,包括開關(guān)狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障...
配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端FTU與傳統(tǒng)RTU區(qū)別有哪些?
饋線自動(dòng)化終端(FTU)是自動(dòng)化系統(tǒng)與一次設(shè)備聯(lián)結(jié)的接口,主要用于配電系統(tǒng)變壓器、斷路器、重合器、分段器、柱上負(fù)荷開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、調(diào)壓器、無功補(bǔ)償電容器的監(jiān)視和控制,與饋線主站通信,提供配電系統(tǒng)運(yùn)行控制...
電氣自動(dòng)化技術(shù)《電機(jī)及電力拖動(dòng)》、《工廠電氣控制設(shè)備》、《可編程序控制器及應(yīng)用》、《單片機(jī)及接口技術(shù)應(yīng)用》、《電力電子技術(shù)及應(yīng)用》、《過程控制系統(tǒng)》、《工廠供電系統(tǒng)》等核心課程,以及鉗工初級(jí)工、電工初...
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本文論述了國內(nèi)配電系統(tǒng)保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的現(xiàn)狀,并通過配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施的技術(shù)原則和目的概述,討論了實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化過程中要注意的問題。
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配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 摘要 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,電網(wǎng)逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展, 而作為電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分,配電網(wǎng)對(duì)提高供電量以及供電的 可靠性起到十分關(guān)鍵的作用?;诖?,本文重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)階段配電網(wǎng)自 動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用問題展開分析,并對(duì)其的發(fā)展做進(jìn)一步分析,以不 斷加快配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展,增強(qiáng)其的供電可靠性。 關(guān)鍵詞 配電網(wǎng);自動(dòng)化;應(yīng)用;發(fā)展 引言 配電網(wǎng)自動(dòng)化目前的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,主要包括通信系統(tǒng)、 管理主站、管理結(jié)構(gòu)和終端設(shè)備 4個(gè)部分,工程相當(dāng)龐大。在現(xiàn)在 這個(gè)階段,想要實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化,主要采取下列幾種手段:在 10kv 輻射線路使用重合器或者分段器的方式。因?yàn)椴恍枰髡鞠到y(tǒng)和配 置通道,可以借助分段器及重合器二者的功能隔離線路故障,迅速 恢復(fù)供電,相對(duì)比較容易實(shí)施,同時(shí)還可以節(jié)省投資。在 10kv環(huán) 形電纜內(nèi),配電網(wǎng)絡(luò)大多使用重合器 , 經(jīng)過配合環(huán)網(wǎng)柜來真正實(shí)現(xiàn)
配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中布置在控制中心內(nèi),對(duì)采集到的配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理,為調(diào)度人員提供配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)方控制與調(diào)節(jié)的人機(jī)界面計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。
《配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)》根據(jù)配電網(wǎng)自動(dòng)化的系統(tǒng)組成、層次結(jié)構(gòu)編排教學(xué)章節(jié),遵循高等職業(yè)院校情境化、項(xiàng)目化教學(xué)改革的思路,是《配電網(wǎng)自動(dòng)化》福建省省級(jí)精品課程立項(xiàng)項(xiàng)目的建設(shè)成果之一。全書共分9章,主要內(nèi)容包括:配電網(wǎng)及其自動(dòng)化;配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信系統(tǒng);變電站自動(dòng)化系統(tǒng);饋線自動(dòng)化設(shè)備及實(shí)現(xiàn);配電自動(dòng)化系統(tǒng);配電地理信息系統(tǒng);電力用戶用電信息采集系統(tǒng);智能配電網(wǎng)簡介;配電網(wǎng)自動(dòng)化工程實(shí)例。
第1章 緒論
1.1 配電網(wǎng) 及其特點(diǎn)
1.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化的概念
1.3 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.4 實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化的效益
1.5 當(dāng)前實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化的難點(diǎn)及分析
1.6 國內(nèi)外配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.7 本書內(nèi)容的一些說明
第2章 配電網(wǎng)通信系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸原理簡介
2.1 概述
2.2 配電網(wǎng)通信系統(tǒng)
2.3 配電網(wǎng)中的通信系統(tǒng)
2.4 SCADA的基本概念
2.5 RTU的信息采集
2.6 遠(yuǎn)動(dòng)裝置的分類及其規(guī)約
第3章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
3.1 概述
3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能
3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
3.4 變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)
3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控
3.6 變電站綜合自動(dòng)化新增調(diào)控及管理功能簡介
第4章 饋電線自動(dòng)化
4.1 概述
4.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端
4.3 配電網(wǎng)中幾種自動(dòng)化開關(guān)器件
4.4 故障定位、隔離和自動(dòng)恢復(fù)供電系統(tǒng)
4.5 就地?zé)o功平衡與饋電線電壓調(diào)整
4.6 負(fù)荷控制系統(tǒng)
第5章 用戶電力技術(shù)概論
5.1 概述
5.2 配電網(wǎng)存在的問題及用戶電力的提出
5.3 固態(tài)斷路器及故障電流限制器
5.4 靜止無功功率發(fā)生器
5.5 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器
5.6 用戶電力控制器概念
5.7 有源電力濾波器
5.8 用戶電力技術(shù)提高供電質(zhì)量舉例
第6章 配電管理系統(tǒng)
6.1 概述
6.2 配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)
6.3 配電管理系統(tǒng)的應(yīng)用軟件概述
6.4 配電網(wǎng)電壓/無功優(yōu)化
6.5 配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)
6.6 配電網(wǎng)的負(fù)荷管理及負(fù)荷管理系統(tǒng)
6.7 遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)
第7章 需方用電管理概論
7.1 概述
7.2 DSM的實(shí)施方案
7.3 實(shí)現(xiàn)DSM的技術(shù)簡介
7.4 DSM的電價(jià)策略
要點(diǎn)、復(fù)習(xí)、思考