電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化改造方案范文

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摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，作為各行各業(yè)基礎(chǔ)之一的電力系統(tǒng)被提出了更高的要求，國家電網(wǎng)公司也提出了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略目標，從主干電網(wǎng)逐漸覆蓋到配電網(wǎng)。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化改造也在越來越多的地區(qū)得到開展，本文就工作實例淺析電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化改造方案。

關(guān)鍵詞：改造方案；電氣自動化；電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化

引言

對于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)而言，以往傳統(tǒng)的建設(shè)方式不包括自動化監(jiān)控系統(tǒng)，全部由人工進行監(jiān)控以及調(diào)節(jié)，在供電線路發(fā)生故障時，往往對故障點的查找需要花費大量時間，也經(jīng)常導致停電范圍過大，缺少對電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)控的實時性。為了解決這一問題，配電網(wǎng)自動化技術(shù)得以逐步發(fā)展，并且其快速應用極大的提高了配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，同時也提高了電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

一、配電網(wǎng)自動化簡述

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化，是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息、用戶信息、地理信息等數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)性集成，對配電系統(tǒng)在正常運行及事故情況下的工作狀態(tài)予以實時動態(tài)監(jiān)控和管理，實現(xiàn)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的保護和監(jiān)控智能化，從而提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量的一類自動化技術(shù)。

二、典型改造方案

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)設(shè)備在安裝地點分布上有著極為分散的特性，其變壓器和開關(guān)等電氣設(shè)備分散在配電網(wǎng)所供電區(qū)域的各個地方。為了便于管理，供電部門將配電網(wǎng)按一定的標準劃分為A+、A、B、C、D、E共6類區(qū)域。在此以某地區(qū)配電網(wǎng)為例簡述典型的改造方案。

（一）項目背景

該地區(qū)主要有A、B、C、D四類供電區(qū)域，有若干10kV線路，其中電纜線路和混合線路若干，大部分為聯(lián)絡(luò)線路，少量單一輻射線路。配電網(wǎng)設(shè)備主要為公用配電變壓器、柱上開關(guān)、配電開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)箱、電纜分支箱，因為之前未開展配電自動化建設(shè)的緣故，配電網(wǎng)線路及其設(shè)備大多不具備二次設(shè)備擴展的條件，比如一次設(shè)備無PT、CT，不具備電動操作功能、未預留安裝位置、無配電自動化接口等，同時通信系統(tǒng)也缺少統(tǒng)一規(guī)劃。

（二）改造方案總體原則

主站建設(shè)原則：采用“配電主站+配電終端”兩層結(jié)構(gòu)，按照“地縣一體化”構(gòu)架、標準化、通用型軟硬件進行系統(tǒng)升級部署。終端改造原則：1）線路中的關(guān)鍵性節(jié)點設(shè)備配置“三遙”終端，包含B類供電區(qū)域主干聯(lián)絡(luò)、重要分段、進出線較多的開關(guān)站或環(huán)網(wǎng)柜，以及C類供電區(qū)域重要負荷集中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)、重要分段開關(guān)。2）一般性節(jié)點配置“二遙”終端，包含B類供電區(qū)域一般分段環(huán)網(wǎng)柜、分支開關(guān)、無聯(lián)絡(luò)的末端站室，以及C類供電區(qū)域主干開關(guān)和大分支開關(guān)。3）對于C類供電區(qū)域，在大分支中5公里左右加裝故障指示器，D類供電區(qū)域利用故障指示器為主實現(xiàn)配電線路故障區(qū)間的判斷和定位。通信改造原則：1）“三遙”站所終端建設(shè)光纖通道。2）“二遙”終端采用無線公網(wǎng)，選用4G數(shù)據(jù)通信技術(shù)的無線通信模塊。

（三）具體建設(shè)原則和方案

1.配電網(wǎng)主站建設(shè)方案配電網(wǎng)饋線采用集中型自動化設(shè)備，主站根據(jù)各配電終端檢測到的故障報警，結(jié)合變電站、開關(guān)站等繼電保護信號、開關(guān)跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，進行故障類型判斷和發(fā)生位置定位，自動推出故障區(qū)域的配網(wǎng)單線圖，采用動態(tài)拓撲著色的方式明確地表示出故障區(qū)段，并輔以聲光、語音、打印事件等報警形式。對于核心區(qū)域根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析出故障位置兩側(cè)的開關(guān)，自動進行遙控操作實現(xiàn)故障區(qū)域的隔離，以及自動或人機交互方式實現(xiàn)非故障區(qū)域恢復供電。對于一般區(qū)域，主站進行故障定位，確定故障區(qū)段，同時給出故障處理方案，由人工現(xiàn)場處理。

2.配電網(wǎng)終端建設(shè)方案配電自動化系統(tǒng)有多種建設(shè)模式，其終端設(shè)備的類型也很多，但同類建設(shè)模式中終端應統(tǒng)一設(shè)計標準，統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式、外形尺寸和標識標準，統(tǒng)一的功能配置、端子排定義，統(tǒng)一的安裝、接線方式，以達到安裝簡單、維護方便、配置靈活、易于擴展的效果。對于開閉所、環(huán)網(wǎng)柜運行年限在10年以上的老舊設(shè)備采用更換方式，新設(shè)備需具備自動化接口，與DTU配合實現(xiàn)“三遙”或“二遙”功能。對于線路重要分段和聯(lián)絡(luò)點等關(guān)鍵位置的開閉所，設(shè)為“三遙”節(jié)點，每間隔配置1套電動操作機構(gòu)，其操作電源取自開閉所直流母線，且每間隔配置三相CT，同時根據(jù)間隔數(shù)量加裝16路組屏式DTU或者8路組屏式DTU，每臺DTU對應1臺ONU完成通信。對于不滿足自動化要求的柱上開關(guān)，進行整體更換并加設(shè)PT，通過與FTU配合實現(xiàn)“三遙”或“二遙”功能，其中主要分段和聯(lián)絡(luò)開關(guān)配置“三遙”自動化，非重要分段和分支開關(guān)配置“二遙”自動化。對于C類供電區(qū)域的架空線路，以聯(lián)絡(luò)開關(guān)、大負荷分段開關(guān)、重要負荷分支開關(guān)為主，在重要負荷處平均每2-3公里建設(shè)1個自動化終端，分支處平均每3公里處建設(shè)1組故障指示器。對于D類供電區(qū)域的架空線路，以故障指示器為主，平均每4-5公里處建設(shè)1組故障指示器。

3.配電通信網(wǎng)建設(shè)方案配電通信網(wǎng)在早期因配電網(wǎng)在整個電力系統(tǒng)中的定位性質(zhì)的原因，普遍存在缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)的問題，大多為根據(jù)用戶實際需要而分散建設(shè)，未能形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和規(guī)模。要達到現(xiàn)有配電自動化系統(tǒng)的需求，滿足數(shù)據(jù)采集的可靠性、安全性、實時性，要充分利用現(xiàn)有通信資源，與配電網(wǎng)一次網(wǎng)架同步規(guī)劃、同步建設(shè)。配電通信網(wǎng)的所有設(shè)備應具有標準的通信接口，并支持101、104、CDT等多種標準通信規(guī)約，可以隨時與各種通信設(shè)備、配電成套設(shè)備完成通信連接，并能隨電力線路的調(diào)整以及配電自動化系統(tǒng)的功能升級而方便的調(diào)整和升級，以及適應未來系統(tǒng)的大規(guī)模擴展和與其它網(wǎng)絡(luò)的互連。

三、結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各行業(yè)對動力源的要求，即對供電質(zhì)量的要求將不斷提高，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運行會越來越重要，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)開展自動化和智能化建設(shè)是必然的發(fā)展趨勢。本文通過工程方案的形式對配電網(wǎng)自動化技術(shù)進行探究和闡述，為相關(guān)從業(yè)者提供參考。

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作者：張世林 單位：江蘇南瑞帕威爾電氣有限公司