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        10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應用探析

        2015-04-17 08:10:15焦永泰
        機電信息 2015年33期
        關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)故障設備

        焦永泰

        (國網(wǎng)運城市鹽湖區(qū)供電公司,山西 運城044000)

        0 引言

        國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高,加上城市化的不斷推進,對電力產(chǎn)生了極大的需求,同時也在供電質(zhì)量、供電安全、供電可靠性等方面對電力系統(tǒng)提出了更高的要求。配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的末級,與用戶直接相連,其運行質(zhì)量的好壞直接體現(xiàn)了供電企業(yè)的供電品質(zhì)。因此,加強對配電網(wǎng)的研究,改善配電網(wǎng)的自動化水平,提高配電網(wǎng)的供電能力,是非常有意義的。

        配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是可以對配電網(wǎng)實施監(jiān)控、遠程控制和協(xié)調(diào)的自動化集成系統(tǒng),對保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行發(fā)揮了巨大的作用。配電系統(tǒng)自動化涉及范圍主要是10kV中壓系統(tǒng),一般是從變電站的主變低壓側(cè)和低壓母線開始,直至電力用戶為止。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要負責中壓網(wǎng)一次設備(開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、變壓器)的監(jiān)測與控制以及基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的設備管理。本文在分析10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎上,對其應用進行了探討。

        1 10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

        當前,我國的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要采用分布式分層體系結(jié)構(gòu),主要由主站層、配網(wǎng)子站層和配網(wǎng)測控端設備層三部分組成。這種分層體系結(jié)構(gòu)為保障配電網(wǎng)的日常工作發(fā)揮了重要作用,各層之間相互獨立又互為備用,提高了系統(tǒng)的魯棒性和可靠性,提升了系統(tǒng)的通信容量,確保了各類電力信息的實時傳輸。

        1.1 主站層

        主站層是整個10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的核心,負責整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和管理控制,即對從各區(qū)域配網(wǎng)子站采集到的實時信息進行匯集和處理,并利用所采集到的數(shù)據(jù)分析整個配電網(wǎng)的運行狀態(tài),從而對整個配電網(wǎng)實施高效管理和控制,保證整個配網(wǎng)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。此外,主站層還應具有系統(tǒng)維護和顯示功能,以確保配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

        1.2 配網(wǎng)子站層

        配網(wǎng)子站層是區(qū)域工作站層,負責對區(qū)域工作站相關(guān)儀器設備的運行信息進行調(diào)度、監(jiān)控和管理,并將所采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡緦印F渲饕δ苁牵海?)數(shù)據(jù)收集和存儲。對配網(wǎng)測控端設備層所監(jiān)測到的信息進行收集,同時存儲相關(guān)數(shù)據(jù),以備后期調(diào)閱和分析。(2)數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)中各類設備均需進行通信,配網(wǎng)終端、配電主站及其他各類智能設備之間均有數(shù)據(jù)傳輸、信令傳輸?shù)刃枨螅刹捎靡蕴W(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通信方式進行傳輸。此外,配網(wǎng)子站層還有自檢管理和自動控制功能,以便更好地支持配網(wǎng)系統(tǒng)工作。

        1.3 配網(wǎng)測控端設備層

        配網(wǎng)測控端設備層是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基礎,通過現(xiàn)代傳感器技術(shù)和檢測技術(shù),對變壓器、變電站、開閉所和開關(guān)柜等相關(guān)設備的工作狀態(tài)進行采集、傳輸和監(jiān)控。主要有配電變壓器檢測單元 TTU(Transformer Terminal Unit)、饋線終端單元FTU(Feeder Terminal Unit)和配電終端單元 DTU(Distribution Terminal Unit)。其中TTU安裝在配電變壓器上,對變壓器運行參數(shù)包括電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率和諧波分量等進行采集和測量。FTU安裝在配電網(wǎng)饋線的柱子、斷路器、負荷開關(guān)和分段開關(guān)等處,具有遙控、遙信、故障檢測功能,并與配電自動化主站通信,提供配網(wǎng)系統(tǒng)運行情況和各種參數(shù),即監(jiān)測控制所需信息。DTU主要負責對開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配變、箱式變等電力設備進行保護、監(jiān)測和控制。配網(wǎng)測控端設備層通過通信網(wǎng)與配網(wǎng)主站和子站相連,實現(xiàn)完整的配網(wǎng)自動化管理功能。

        2 10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)工程應用

        2.1 總體規(guī)劃

        近年來,山西省電力公司積極在全省部分縣市進行配網(wǎng)自動化系統(tǒng)試點建設工作,稷山供電公司作為試點之一,積極參與了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設工作,根據(jù)稷山縣供電線路和配電管理的實際情況,建設10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由管理主站、饋線自動化、光纖通信系統(tǒng)和配電網(wǎng)變壓器檢測等構(gòu)成,在線路沿線鋪設通信光纜并組成雙環(huán)自愈網(wǎng)接入配網(wǎng)主站,以便各類信息實時傳輸和處理。

        首先,對現(xiàn)有10kV線路進行饋線自動化、SCADA系統(tǒng)和配電變壓器監(jiān)測等建設,在線路供電區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)故障定位、隔離等功能,對全縣的配電網(wǎng)實現(xiàn)監(jiān)測自動化。其次,建設以太網(wǎng)光纖通信網(wǎng)、地理信息系統(tǒng),實現(xiàn)信息的實時傳輸和定位,幫助配網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)饋線的故障定位/隔離、用戶電表的遠程集抄和非故障區(qū)域的自動恢復供電等功能。

        2.2 工程實施

        根據(jù)稷山縣配電網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃,10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設計為分層分布式體系,采用三層結(jié)構(gòu)構(gòu)建,三層結(jié)構(gòu)間的通信主要采用光纖通訊方式。

        第一層:配電主站層,主要負責所有10kV及以下線路、設備及用戶的運行監(jiān)控和配電運行管理。

        第二層:配電子站層,主要負責各個10kV饋線下的終端裝置的信息采集和處理,并且上送給主站系統(tǒng);將主站層的控制及調(diào)度命令下達到配電終端。

        第三層:配網(wǎng)測控端設備層,架空線FTU主要負責對10kV線路、分段開關(guān)、聯(lián)絡開關(guān)進行數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、控制、故障判斷及處理。

        2.3 應用成效

        10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在稷山供電公司應用以來,一直運行穩(wěn)定,為保障稷山縣經(jīng)濟發(fā)展和人民安居樂業(yè)發(fā)揮了顯著成效,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

        (1)對原電網(wǎng)內(nèi)的開關(guān)設備與監(jiān)測設備裝設接口,并接入光纖通信網(wǎng),實現(xiàn)了遙測、遙信、遙控功能,充分提高了系統(tǒng)的自動化管理水平。

        (2)10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安裝應用后,實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的設備升級和優(yōu)化,充分提高了配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和魯棒性,降低了配電網(wǎng)的故障概率,減少了配電網(wǎng)故障所帶來的損失,同時大大減少了因設備故障、檢修和維修而停電的時間。

        (3)通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安裝應用,大大縮短了故障排查時間,能迅速確定故障發(fā)生位置,并由相關(guān)技術(shù)人員迅速前往維修,大大提高了工作效率;同時可以確保維修技術(shù)人員在監(jiān)控保障下進行維修,確保了工作人員的安全性。

        (4)10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安裝應用后,配電網(wǎng)的各項相關(guān)運行參數(shù)都在運行監(jiān)測中,實現(xiàn)了對配電網(wǎng)整體運行狀態(tài)的動態(tài)控制和無功補償,同時提高了配電網(wǎng)的功率因數(shù),達到了降低網(wǎng)損、提高電能利用率的目的。

        (5)10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安裝應用后,大大減少了稷山縣電網(wǎng)的停電次數(shù)和停電時間,以及電力客戶因停電而遭受的經(jīng)濟損失和時間損失,為廣大電力用戶提供了更為優(yōu)質(zhì)的供電服務。

        3 結(jié)語

        配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡技術(shù),集成配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息等,構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng),實現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理,它是集實時配電自動化與配電管理于一體的系統(tǒng)。稷山供電公司通過應用10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng),提升了該公司的電力信息化水平,大大改善了該公司的供電服務質(zhì)量,取得了很好的效果。

        [1]朱訓林,陳偉.10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].自動化應用,2013(6):106-107.

        [2]胡剛,郭航志.10kV配網(wǎng)自動化的推廣與應用[J].中國電力教育,2010(S2):294-296.

        [3]張仕利.關(guān)于10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設計問題的思考[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013(21):255-256.

        [4]于立濤,朱中華,王文龍.10kV饋線快速保護方案[J].電力建設,2011(2):62-65.

        [5]韓紫華.10kV配網(wǎng)自動化應用[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2014(11):200-201.

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