摘 要:智能電網(wǎng)的發(fā)展對配電網(wǎng)自動化水平要求越來越高,配電自動化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用狀況,直接決定著配電網(wǎng)自動化水平的高低。文章深入探討了配電自動化終端設(shè)備的構(gòu)成,并分析其在電力配網(wǎng)的應(yīng)用情況。通過對上述問題的研究,促進(jìn)配電網(wǎng)終端設(shè)備應(yīng)用技術(shù)的增強(qiáng),提高了配電網(wǎng)的自動化水平。
關(guān)鍵詞:配電自動化終端設(shè)備;電力配網(wǎng);應(yīng)用分析
引言
電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動化中重要的環(huán)節(jié),其采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等手段對配電線路進(jìn)行監(jiān)測,并優(yōu)化配電網(wǎng)的管理技術(shù)。利用該項(xiàng)技術(shù)能夠提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性,減少停電次數(shù),提高供電質(zhì)量和電力管理的效率。
在配電網(wǎng)正常運(yùn)行的狀況下,配電網(wǎng)自動化通過建設(shè)電力配網(wǎng)的運(yùn)行工況,并優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式;當(dāng)配電網(wǎng)運(yùn)行異常時(shí),配電網(wǎng)自動化能夠迅速查出故障區(qū)域及異常情況,從而快速隔離故障區(qū)域,并快速恢復(fù)非故障區(qū)域的正常供電,減少停電面積;還能根據(jù)配電網(wǎng)電壓合理的調(diào)節(jié)無功負(fù)載和電壓水平,改善供電質(zhì)量,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。因此,配電網(wǎng)自動化是電力配網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢[1]。
配電自動化終端設(shè)備主要安裝于電力網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié),比如:配電變壓器、配電站等饋線自動化設(shè)備(FTU),入機(jī)接口電路,電源回路等部分。文章首先闡述配電自動化終端設(shè)備的組成和功能,并對其中核心技術(shù)加以分析,以促進(jìn)配電自動化技術(shù)的改善。
1 配電自動化終端設(shè)備的構(gòu)成
構(gòu)成配電自動化終端設(shè)備主要有配電自動化系統(tǒng)底層的饋線終端FTU和站終端DTU,它們是用于實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站與設(shè)備之間的連接,以實(shí)現(xiàn)在配電過程中數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程控制的功能。除此之外,還有人機(jī)接口電路、中心監(jiān)控單元、通信終端、操作控制回路以及電源回路。
人機(jī)接口電路主要用于維護(hù)設(shè)備相關(guān)配置,如將測量的電壓、電流及功率等數(shù)據(jù)顯示出來。還能對設(shè)備故障進(jìn)行定值檢測及對設(shè)備中的部分運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整等功能。中心監(jiān)控單元是整個(gè)配網(wǎng)自動化終端設(shè)備的核心組成單元,其具有諸多功能:故障區(qū)域和類型檢測、有功功率參數(shù)計(jì)算、模擬量輸入、遠(yuǎn)程通訊等功能[2]。通信終端能夠有效連接控制單元的通信介質(zhì)、進(jìn)行通信。由通信通道的種類被封為載波終端、光纖終端及無線終端。操作控制回路能及時(shí)使工作人員了解現(xiàn)場線路開關(guān)的狀況。電源回路是用于對控制回路、設(shè)備終端及通信設(shè)備提供不間斷電源、直流電源或逆變電源燈,防止線路停電后,設(shè)備失效的情況。
2 配電自動化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)的應(yīng)用
配電終端技術(shù)涵蓋了配電自動化終端設(shè)備故障檢測技術(shù)、配電自動化終端設(shè)備通訊技術(shù)、配電自動化終端設(shè)備故障自動隔離技術(shù)。
2.1 配電自動化終端設(shè)備故障檢測技術(shù)
在現(xiàn)場最常發(fā)生的故障是短路故障,特別是單相接地故障發(fā)生的幾率是很高的,這種故障對配電網(wǎng)帶來很大的危害。通過配電終端(主要指DTU、FTU)能可靠檢測和處理這兩種故障類型。在采用遠(yuǎn)方遙控模式的饋線自動化系統(tǒng)中,各配電終端檢測到短路故障信息,將其報(bào)告到配網(wǎng)自動化主站(或配電子站),而等待主站對各配電終端的故障檢測進(jìn)行比較后,最后確認(rèn)故障發(fā)生的區(qū)段。
短路故障檢測技術(shù)只要能夠檢測出有短路電流的出現(xiàn),不用像保護(hù)繼電器那樣具有選擇性。也不需要輸出跳閘信號,不嚴(yán)格要求故障檢測時(shí)間,故分析判斷采樣數(shù)據(jù)、可靠地檢測故障情況有較充分的時(shí)間。按常規(guī)的做法,接入保護(hù)電流互感器(TA)的二次電流的配電終端檢測短路電流,是通過判斷線路電流是否超過整定值,而躲過最大負(fù)荷電流值是電流整定值的選擇原則。在采用小電阻接地方式的系統(tǒng)中,配電終端通過判斷零序電流是否超過整定值,來檢測是否發(fā)生單相接地短路的情況。由于保護(hù)電流互感器的動態(tài)范圍較大,因而會導(dǎo)致電流測量精度不高。特別是當(dāng)線路負(fù)荷較小的時(shí)候,往往出現(xiàn)測量電流接近于零值的情況,這種情況將導(dǎo)致不能有效地監(jiān)視負(fù)荷電流的變化。建議使用飽和型電流互感器或者測量電流互感器,這種設(shè)備可以對故障檢測與測量精度都有效果,發(fā)展趨勢良好。
2.2 配電自動化終端設(shè)備通訊技術(shù)
對大多數(shù)配電自動化終端通信而言,其都有分散性、多點(diǎn)性等特點(diǎn)。針對上述特點(diǎn),將配電子站設(shè)置在變電所、開閉所內(nèi),從而通過子站發(fā)送附近一個(gè)區(qū)域內(nèi)的配電終端的數(shù)據(jù)。作為配電子站與主站的主干通道,通常采用SDH光纖網(wǎng)絡(luò)。對通信速率的要求不高的配電子站與配電終端的分支信道,可采用數(shù)據(jù)電臺、配電載波(DLC)、電話撥號、有線、移動通信(GPRS/CDMA)、現(xiàn)場總線等形式。FTU對可靠性要求比較高,可采用光纖以太網(wǎng)或點(diǎn)對多點(diǎn)光纖通道。光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展和逐漸降低的光端設(shè)備成本,大部分供電企業(yè)的分支信道都選擇用光纖網(wǎng)絡(luò)。針對工程中個(gè)別大型的開閉所,由于其通信數(shù)據(jù)量較多,可以將DTU直接接入主干的SDH光纖網(wǎng)絡(luò),直接通信主站。由標(biāo)準(zhǔn)RS-232通信接口對配電終端相互通信。而以太網(wǎng)接口的終端可直接接入以太網(wǎng)的通道[3]。
點(diǎn)對多點(diǎn)的采樣方式經(jīng)常用于配電子站與配電終端間的通信,但遇到查詢時(shí)訪問所有的點(diǎn)的情況時(shí),則訪問時(shí)長就會增加,常常會影響故障信息等重要信息的上傳。因此,一種比較理想的采樣方式是配電終端能主動向上級主站報(bào)告異常信息,如故障信息、遙測量越限、遙信量變位等。而主站在固定的間隔時(shí)間下(如30分鐘),訪問配電終端,確認(rèn)其是它是否工作正常,并讀取各種測量數(shù)據(jù)。這種方法能夠有效防止因訪問點(diǎn)數(shù)增加而引起的訪問時(shí)長增加的現(xiàn)象。
2.3 配電自動化終端設(shè)備故障自動隔離技術(shù)
饋線自動化(FeederAutomation,F(xiàn)A)作為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的一個(gè)核心功能,其故障處理(定位、隔離、恢復(fù)供電)的速度與可靠性對配網(wǎng)自動化的實(shí)施效果有直接的影響。饋線自動化系統(tǒng)常規(guī)處理短路故障的常見方法有兩種:
(1)集中處理配電主站或子站與FTU間的故障,實(shí)現(xiàn)的集中智能模式;(2)在沒有通信時(shí),將配合有保護(hù)功能的重合器和分段器的時(shí)序,來觸發(fā)重合器模式。這兩種模式能夠中斷故障線路上的所有非故障區(qū)段的供電,一般在分鐘內(nèi)即可快速恢復(fù)供電的時(shí)間。對于一些重要的敏感負(fù)荷,如有重要比賽的體育場、半導(dǎo)體集成電路制造廠、有重要活動的會議中心等,即使是很短暫停電,也會造成不良社會影響和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此應(yīng)該在敏感負(fù)荷區(qū)域采用新型的故障處理技術(shù),最大限度減少故障引起的停電時(shí)間和停電范圍,從而提高電能質(zhì)量與供電可靠性。
3 結(jié)束語
文章研究配電網(wǎng)自動化終端設(shè)備在配電網(wǎng)自動化應(yīng)用,并深入探討了相關(guān)終端設(shè)備的組成、功能和核心技術(shù)。以供相關(guān)人員進(jìn)行參考,以便促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、完善不足,增強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的可操作性和實(shí)用性。
參考文獻(xiàn)
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