胡龍源 嚴鴻鵬
摘要:配電臺區(qū)是直接面向電力用戶的基礎供電單元,主要實現(xiàn)電能變換、分配、監(jiān)測、保護、控制、計量、無功補償?shù)裙δ?。近年來,隨著新型節(jié)能型配電變壓器、自動化、信息化及通信等先進技術在配電臺區(qū)的應用,配電臺區(qū)智能化水平不斷提升。智能配電臺區(qū)標準化、成套化等先進的建設理念在一定程度的有所體現(xiàn),發(fā)布了智能配變終端、智能配電箱功能規(guī)范和技術條件等系列標準,并在配電網(wǎng)建設改造中得到了推廣應用。
關鍵詞:智能;配電臺區(qū);建設模式
引言
智能臺區(qū)綜合管理平臺建設總體思路:緊密圍繞堅強智能電網(wǎng)發(fā)展總體目標,立足電網(wǎng)供電特點和需求,研究解決智能化建設中的基礎性關鍵技術問題。以建設中國特色智能化電網(wǎng)為中心任務,密切結合現(xiàn)狀和發(fā)展需求,密切結合智能電網(wǎng)技術發(fā)展趨勢,以實現(xiàn)自動化、信息化、互動化為技術導向,堅持統(tǒng)一規(guī)劃,因地制宜,重點突破,逐步深化,注重實效等推進原則,重點開展智能配電臺區(qū)、配電自動化、用電信息采集等工作。
一、智能配電臺區(qū)的建設意義
當前,配電臺區(qū)的相關設備很難對變壓器運行環(huán)境、狀態(tài)、回路與開關數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控,和管理臺區(qū)沒有建成聯(lián)系渠道,所以很難保障數(shù)據(jù)交換與傳遞的及時性。一旦設備出現(xiàn)故障,由于缺少自動預警系統(tǒng),很難及時、快速的搶修。目前,大部分配電臺還沒有形成一套健全的故障預警、智能配電與負荷調(diào)控機制,電能質量與設施維護達不到智能水平。從供電服務來看:大部分屬于單向提供,根本沒有在用戶與電網(wǎng)間建成雙向互動的平臺,所以很難適應當代客戶的建設要求。從供電部門的生產(chǎn)技術來看:因為技術手段有待完善,很難實時掌控配電臺區(qū)變量與數(shù)據(jù),所以配電設備出現(xiàn)故障只得搶修。而企業(yè)又缺乏技術人員,很難對相關故障進行精確的預測和分析。
二、智能配電臺區(qū)建設模式
(一)縱向集成型智能配電臺區(qū)
變壓器模塊和低壓配電模塊通過變壓器橫擔垂直固定,構成縱向集成式結構。其中高壓配電保護采用跌落式熔斷器;低壓一次回路部分采用封閉母線槽模塊直接連接;低壓配電模塊采用插拔式結構配合的母線系統(tǒng)和帶漏電保護功能的斷路器技術,實現(xiàn)低壓單元結構小型化與可維護性??v向集成型智能配電臺區(qū)與常規(guī)配電臺區(qū)的結構布局及運維方式差異不大,有利于現(xiàn)場安裝及運維人員開展工作;低壓一次回路部分采用封閉母線槽模塊直接連接,可實現(xiàn)工廠化預制和整體性能試驗;對于距離較遠的工程現(xiàn)場,高壓配電模塊、配電變壓器模塊、低壓配電模塊需要分別包裝運輸,有一定的現(xiàn)場安裝工作量;相對常規(guī)配電臺區(qū),成本提高幅度較低;該方案主要適用于農(nóng)村人密度較小、線路走廊交通量不大的供電區(qū)域。
(二)組合型智能配電臺區(qū)
以配電變壓器為中心,與高壓配電模塊、低壓配電模塊緊密布置,構成組合型結構。其中高壓側保護采用氣體絕緣負荷開關+熔斷器組合電器實現(xiàn);配電變壓器高壓進線采用肘型電纜連接方式,穩(wěn)定可靠;配電變壓器低壓側進線采用銅排連接方式,可實現(xiàn)工廠預制。組合型智能配電臺區(qū)建設方案密封及絕緣較好,在走廊資源緊張、環(huán)境要求高、人口密度較大的區(qū)域應用具有一定優(yōu)勢。高壓側采用氣體絕緣負荷開關+熔斷器結構,要求氣體絕緣負荷開關應具有較強的氣候耐受能力,配電變壓器油箱應滿足吊裝、運輸、安裝等過程的承重要求;高壓側氣體絕緣負荷開關手動操作及內(nèi)置熔絲更換的便捷性,需通過相應措施滿足。該方案成本較高,可作為新型智能配電臺區(qū)的發(fā)展方向之一進行探索性研究及應用,主要適用于經(jīng)濟發(fā)展水平高、供電可靠性要求高、樹線矛盾突出、對環(huán)境具有特殊要求的供電區(qū)域。組合型智能配電臺區(qū)建設方案由于成本相對較高,適用范圍特殊,可在具有特殊需求的供電區(qū)域應用。
三、智能化配電臺區(qū)規(guī)劃建設
(一)配電臺區(qū)的功能建設
(1)信息監(jiān)測
配電臺區(qū)的智能化建設對于電網(wǎng)的信息監(jiān)測具有十分重要的作用,可以實現(xiàn)配電臺區(qū)的模擬量監(jiān)測,并且能夠進行環(huán)境監(jiān)測、數(shù)字量監(jiān)測和狀態(tài)量監(jiān)測。配電臺區(qū)的信息數(shù)據(jù)主要有電壓、電流和功率。在監(jiān)測配電臺區(qū)的模擬量過程中,對于智能終端采集模擬量的管理和保存,通過智能化
能夠進行數(shù)據(jù)類型或時間區(qū)間這一類別的信息查詢。環(huán)境監(jiān)測主要包括變壓器的油溫、溫度和濕度。針對數(shù)字量的監(jiān)測問題,主要工作是整理和保存采集好的數(shù)字量,其中的核心數(shù)據(jù)有總電能量以及中電能示值。狀態(tài)量的監(jiān)測主要是開關狀態(tài)、配電監(jiān)測終端以及計量設備信息等幾個方面。
(2)電能質量監(jiān)控
電能質量的有效控制是可靠性供電的有力保障,臺區(qū)電能質量監(jiān)控是系統(tǒng)對臺區(qū)頻率、電壓、諧波、三相不平衡、智能采集終端運行狀況的監(jiān)測,以及對無功補償和漏電保護器的遠程測控。對臺區(qū)頻率和電壓的監(jiān)測分別以配電變壓器的實時頻率和線路電壓為監(jiān)測對象,監(jiān)測結果以圖形的形式表現(xiàn)出來,可以使工作人員實時了解當前電網(wǎng)的運行狀況。臺區(qū)的漏電保護器和無功補償?shù)倪h程測控可以減少網(wǎng)絡耗損,保障配電設備的安全運行。臺區(qū)諧波監(jiān)測是對電流和電壓變化程度和時間的監(jiān)測,監(jiān)測過程中可以呈現(xiàn)出每日電流和電壓變化的最大值,當諧波發(fā)生異常時說明電能質量出現(xiàn)異常,工作人員可根據(jù)諧波監(jiān)測的顯示數(shù)據(jù)進行實時控制。一體化智能采集終端作為智能配電臺區(qū)系統(tǒng)的核心,其運行狀況的監(jiān)測尤為重要。當終端設備發(fā)生故障時,系統(tǒng)會自動對智能終端的信息傳輸情況和信息采集狀況進行統(tǒng)計,并生成相應的統(tǒng)計報表。
(3)配電變壓器監(jiān)測分析
臺區(qū)配電變壓器監(jiān)測分析包括對電壓合格率、日負荷曲線、監(jiān)測信息的日統(tǒng)計和月統(tǒng)計以及功率因數(shù)統(tǒng)計進行分析。監(jiān)測分析過程是以智能終端采集的配電變壓器運行的實時數(shù)據(jù)為依據(jù),以圖形的方式將數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示出來并形成報表。當運行過程中出現(xiàn)異常報警時,系統(tǒng)還可生成相關報警事件,為監(jiān)測分析提供依據(jù)。
(二)配電臺區(qū)的智能改造
(1)避雷器
在配電臺區(qū)中使用跌落式硅橡膠絕緣金屬氧化物避雷器,可以將其完全拆除,進行預防性的試驗,保證不停電,操作簡單且具有安全性。同時,該種避雷器使用了硅橡膠和環(huán)氧樹脂等材料,能夠很大程度上防止惡性爆炸事故。另外,線路受到雷電侵襲的影響會自動跌落,斷開與線路的關聯(lián),能夠快速地找到落雷的故障點,從而使設備整體的安全性得到保障,保證可靠供電。
(2)無功集中補償
智能化配電臺區(qū)的無功自動跟蹤補償裝置選用電壓綜合控制功能和相應的功率因數(shù),以進行分組無觸點的自然投切,在負荷功率達到最高峰時,補償容量可達到90%。通常情況下,低壓配電系統(tǒng)的電容器的補償裝置中會應用到無功自動補償控制器,具有自動調(diào)節(jié)功能,保證用電設備的功率因素和電力系統(tǒng)功率因素能夠達到既定預期值。以此提高用電設備和電力變壓器的效率,使整體的線路損耗降低,促進供電電壓質量的改善,并且使供電系統(tǒng)設備利用率和工作效率大力提高。
結束語
總而言之,隨著科學技術的不斷發(fā)展,各種新型設備也應用到了電網(wǎng)的配電臺區(qū)中,配電臺區(qū)的智能化建設不僅關系著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益,也是和諧社會的需要。智能化配電臺區(qū)建設能夠保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性,減少安全事故,給用戶提供優(yōu)質的用電服務。供電企業(yè)應創(chuàng)新管理機制,改變觀念,提高電網(wǎng)的管理水平,加大投入。在基層人員中開展智能化配電臺區(qū)建設的培訓,讓員工了解到智能設備的相關知識,從而為智能化建設貢獻自己的力量。
參考文獻:
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