摘 要:城市配網(wǎng)結(jié)構依然存在多種問題,需要科學優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構,提高配網(wǎng)運行效率,保護配網(wǎng)安全。文章首先分析了城區(qū)配網(wǎng)建設中存在的問題,然后分析了配網(wǎng)結(jié)構優(yōu)化策略,以及故障隔離技術。
關鍵詞:城區(qū)配網(wǎng)結(jié)構;優(yōu)化;故障隔離技術
城區(qū)配網(wǎng)結(jié)構相對繁瑣,配網(wǎng)承受較大的運行壓力,要想維護配網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行,就必須對配網(wǎng)結(jié)構加以優(yōu)化,提高配網(wǎng)運行效率,采用先進的故障隔離技術,及時隔離配網(wǎng)故障,維護配網(wǎng)的安全運行。
1 城區(qū)配網(wǎng)建設現(xiàn)狀分析
城市用電量不斷增加對配網(wǎng)運行帶來了巨大的壓力,然而,目前的城區(qū)配網(wǎng)架構依然落后,實際體現(xiàn)在:架空裸線較多,線路絕緣水平低、不具有自我保護能力,易受外界侵襲,配網(wǎng)多為輻射架設,缺少手拉手接線模式,干線截面較小、網(wǎng)構不科學,增加了城區(qū)用戶的停電發(fā)生率,配網(wǎng)規(guī)劃也相對落后,接線較為隨意,無法滿足用戶的需求。
當前的SCADA系統(tǒng)具有一定的實用價值,能夠?qū)崿F(xiàn)對短路故障的精準化判斷,也能更加高效地切斷故障,但是在實際運用中依然有多種問題,無法精準地接地故障所在區(qū)段,也不能及時地隔離故障,故障判斷總體達不到規(guī)定標準。而且故障切除耗時較長,無法達到預期的配網(wǎng)運行標準。
2 城區(qū)配網(wǎng)結(jié)構優(yōu)化
2.1 設定優(yōu)化目標
依據(jù)相關部門的要求與規(guī)定,結(jié)合一個地區(qū)電力需求與經(jīng)濟發(fā)展情況,城區(qū)配網(wǎng)建設需要達到以下標準:低壓配網(wǎng)線路中的用戶應享受兩個以上的電源,確保供電的安全可靠,而且要有70%以上的用戶能夠享受N-1可靠性準則,中壓配網(wǎng)各項設備故障情況下,憑借倒閘操作可以更為快捷地重新構建配網(wǎng)系統(tǒng),將故障部位隔離開來,非故障部位的供電能夠被及時恢復。配網(wǎng)重構以及轉(zhuǎn)移負荷過程中,其他的載流設備依然處于穩(wěn)定狀態(tài),用戶依然能夠正常享受供電,當網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)部的一個設備發(fā)生故障,對應的停電用戶數(shù)需控制在一定數(shù)量范圍內(nèi),同時,要在確保網(wǎng)構簡單、便捷基礎上來進行結(jié)構設計,以此來確保運行模式更為簡便、靈活,讓機電保護更為基礎化、簡單化,支持配網(wǎng)的智能化發(fā)展。
網(wǎng)絡結(jié)構需要同城市發(fā)展相符合,設置一定的拓展余度,而且要確保網(wǎng)架改造達到最優(yōu)性價比。
2.2 配網(wǎng)接線模式的優(yōu)化
(1)各類電源環(huán)網(wǎng)供電接線。若干電源供應一個線路,線路開環(huán)運行,這一類配網(wǎng)主干線通常選擇分段式接線,分支線路則可選擇真空開關,刀閘設備等同干線鏈接起來??梢赃x擇手拉手的接線模式,這一接線模式有著良好的適應性,存在兩個或以上變電站的地區(qū)都較為適宜選擇這一接線模式,線路開環(huán)運轉(zhuǎn),電源能夠交替發(fā)揮供電功能,線路內(nèi)部的分段數(shù)量會直接影響安全度,通常來說分段數(shù)越多,對應的停電范圍越小。一般來說分段數(shù)量會影響N-1準則運用的穩(wěn)定性,為了獲得更大的經(jīng)濟利益,城區(qū)環(huán)網(wǎng)干線長如果小于6km,通常應該將該線路分成3-5段,單段長度控制在1km,如果線路長度達到10km,則應該結(jié)合線路中用戶多少來對應分段。
(2)多電源環(huán)網(wǎng)供電接線。該接線模式的特征為:若干電源為一只配網(wǎng)線路供電,開環(huán)運行,若干電源交替使用,有著高度的安全性、穩(wěn)定性,網(wǎng)絡構建模式靈活,然而,倒閘則相對繁瑣,本著環(huán)網(wǎng)結(jié)構最簡的原則,所連接的電源一般要控制在3個以下。
(3)環(huán)網(wǎng)接線模式。當個別城市中僅存在一個變電站,可以嘗試采用環(huán)網(wǎng)接線模式。該接線模式運行的特征為:相同變電站各類母線供電,兩條母線輪流使用,有著更加安全、穩(wěn)定的供電效果。
(4)網(wǎng)格供電接線。這一接線模式適合于市中心經(jīng)濟高度發(fā)達地帶,同時,負荷相對密布、供電較為穩(wěn)定的地區(qū),也可以嘗試在最新開發(fā)的地域來選擇這一接線模式。此接線通常適合選擇電纜模式,或者將架空線同電纜配合進行接線,如果配網(wǎng)采用了雙電源供電,小區(qū)電源適合從各個環(huán)網(wǎng)線路進行連接,打造出一個環(huán)網(wǎng)供電格局,常規(guī)情況下,小區(qū)電源處于開環(huán)狀態(tài),當線路發(fā)生故障則可以轉(zhuǎn)移負荷,這一接線模式特征體現(xiàn)為:能夠有效提高干線上用戶的供電服務水平,使其達到N-1可靠性,對應的分支線路的一些用電客戶也能達到這一安全穩(wěn)定的標準。而且在這一接線模式下,網(wǎng)絡結(jié)構較為基礎、簡單,無需對故障進行大范圍隔離,能夠支持并促進負荷的大范圍轉(zhuǎn)移。
3 城區(qū)配網(wǎng)故障隔離技術措施
3.1 相間短路故障的隔離
(1)電流速斷保護
變電站出線開關,通常被配置為電流速斷模式,遇到較大電流時將發(fā)出保護性動作,無論是分段開關還是聯(lián)絡開關都有一定的保護性作用,遇到短路時,變電站出線開關將發(fā)出保護性動作,切斷線路,重合閘發(fā)出反應,使線路走向充電狀態(tài)。若為長期性短路故障,則將又一次切斷線路,對應斷定故障位置。
(2)饋線故障隔離技術
該技術是建立在電流與時間相協(xié)調(diào)基礎上的技術,能夠?qū)_到饋線自動化的配網(wǎng)線路進行科學地分段,根據(jù)電流保護整定原則來保護各個開關安全,當出現(xiàn)短路故障時,不同開關依照相關定值來切斷故障。這一技術優(yōu)勢體現(xiàn)在:更為高效地分辨故障區(qū)域從而隔離故障,而且分支線路發(fā)生故障時,配網(wǎng)感想依然健康運行,因為能夠針對地進行隔離。饋線故障不會帶來太大影響,而且設置了更多的后備保護,保護設備運行相對基礎、運行靈便,未發(fā)生故障的線路也能更快地回歸到正常運行狀態(tài)。不足之處:故障判斷的精準度有待提高,而且系統(tǒng)運行狀態(tài)的不確定性也將影響保護動作的準確度。
同時,也可以從電壓、時間保護相互協(xié)調(diào)的角度出發(fā)來進行故障隔離,配網(wǎng)應該選擇特殊的開關,例如:失壓脫扣型負荷開關。當線路短路時,開關斷開、線路失壓,其他分段開關因為沒有壓力而斷開。重合閘能夠發(fā)出響應,不同負荷開關當發(fā)現(xiàn)線路中出現(xiàn)電壓時,再逐漸閉合,此時故障依然存在,開關將第二次跳閘,對應不同區(qū)段的負荷開關也將再次反復以上操作,最終將故障隔離開來,此類技術的優(yōu)勢:成本低、易于操作、建設規(guī)模有限,容易實現(xiàn)。不足:開關需反復重合閘動作,會增添開關負擔,故障隔離過程中會影響用戶的持續(xù)用電,而且將會對電氣設備帶來不良影響,特別是干線為主如果設置了分支開關,區(qū)段的故障可能影響分支開關的運行,使得更多的用戶出現(xiàn)故障停電,將加劇故障查找工作負擔。
3.2 接地故障的隔離
立足于目前的配網(wǎng)設備質(zhì)量、特征,一旦系統(tǒng)發(fā)生接地故障,一般通過合、拉變電站內(nèi)出線開關的方法來尋找出現(xiàn)故障問題的線路,然而,這一方法具有一定的局限性,無法準確確定故障位置,為了確保故障被精準地定位、隔離,則需要第一步拉開或閉合分支線路,對應斷定故障所處大致范圍,在此基礎上安排專業(yè)的檢修人員來對各個設備、線路等進行故障查找與檢修。
4 結(jié)束語
城市經(jīng)濟在不斷發(fā)展,用電量在持續(xù)增加,必須積極優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構,采用先進的故障隔離技術,通過科學地接線,配網(wǎng)結(jié)構改造等來提高配網(wǎng)運行穩(wěn)定性,及時隔離故障,提高配網(wǎng)運行水平。
參考文獻
[1]陳章潮,唐德光.城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造[M].中國電力出版社,1998.
[2]束洪春.配電網(wǎng)絡故障選線[M].機械工業(yè)出版社,2008.
[3]桑安慶,桑志超.10kV配電線路故障自動定位與隔離技術研究[J].中國新技術新產(chǎn)品,2015(19).
[4]王占宇.配電網(wǎng)故障檢測、隔離與恢復系統(tǒng)的算法研究及應用[D].華北電力大學,2013.
[5]馬軍,蒙金有,馮慶東,等.配電網(wǎng)故障定位、隔離和供電恢復系統(tǒng)工程實踐[J].中國電力,2003,4(S1):60-62.