農(nóng)村配電網(wǎng)自動化水平提升探究
1農(nóng)網(wǎng)現(xiàn)狀
我國農(nóng)村配網(wǎng)的容量為100~200MVA,城市配網(wǎng)的容量為200~300MVA.與城市配網(wǎng)相比,農(nóng)村供電網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)比較薄弱,仍采用傳統(tǒng)設(shè)備,線路損耗大,供電的可靠性和安全性難以得到保障,因此我國農(nóng)村電網(wǎng)的發(fā)展水平和城市電網(wǎng)相比,仍存在著較大的差距,尤其是在電網(wǎng)的供電能力和技術(shù)裝備上,整體的水平遠不及城市電網(wǎng)的發(fā)展。而且農(nóng)村配網(wǎng)的建設(shè)缺乏足夠資金支持,改造進程緩慢,再加上地理位置等條件的影響,改造難度大。
我國農(nóng)網(wǎng)尚未形成統(tǒng)一的信息化建設(shè),造成了資源的浪費,并存在重復(fù)開發(fā)的現(xiàn)象。農(nóng)村一般配有大面積的低壓電網(wǎng),在電網(wǎng)建設(shè)初期采用的標準較低,因而導致結(jié)構(gòu)不完善。而后隨著越來越多用戶的加入,用電負荷增大,使得網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更趨于不合理;同時,受到供電的限制,農(nóng)網(wǎng)抗災(zāi)害和抗故障的水平極大地削弱了。由于地區(qū)的負荷量逐漸增大,早期建設(shè)的線路的負荷也隨之增大,從而出現(xiàn)不能和配電變壓器適應(yīng)的情況;農(nóng)村配網(wǎng)的供電半徑較大,常出現(xiàn)供電半徑的配置不符合實際負荷的情況,具有較高的線損率,影響計量效果,用戶側(cè)的電壓普遍較低,供電可靠性難以得到保障。由于線路的設(shè)備大多老化,自動化水平和智能化水平較低,因此直接影響了電網(wǎng)運行的效率,并增加了供電的成本,不利于電網(wǎng)實現(xiàn)安全可靠運行。
2農(nóng)村配網(wǎng)自動化設(shè)計
2.1柱上開關(guān)和故障指示器的配合
若配網(wǎng)發(fā)生故障,則要及時查找故障區(qū)域,并打開柱上開關(guān),將故障區(qū)域隔離,從而恢復(fù)其它非故障區(qū)域的供電。雖然這種方式不需要借助通信手段,投資相對較少,但是恢復(fù)供電的過程較慢,停電后需要較長的等待時間。
若饋線的分段越多,則轉(zhuǎn)移負荷的時間就會越長,所以該方案的自動化水平較低。
2.2智能化開關(guān)設(shè)備間的配合
通過智能化開關(guān)和相關(guān)設(shè)備的配合,可自動隔離故障,并恢復(fù)供電。這種方式下,需要多次分合開關(guān)來完成故障的隔離,其自動化水平較高,也不用建立復(fù)雜的通信系統(tǒng)。
2.3分布式智能控制方式
在饋線開關(guān)和旁邊的開關(guān)監(jiān)控裝置間建立通信通道,可進行故障的自動隔離。這種方式的柱上開關(guān)具有電動操作機構(gòu),饋線終端單元可對電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)信號進行檢測,經(jīng)比較處理后記錄故障開關(guān)的狀態(tài),并傳送到靠近開關(guān)的饋線終端單元,實現(xiàn)點對點的通信,從而識別出故障發(fā)生區(qū)域,隔離故障,恢復(fù)非故障區(qū)域供電。這種方式處于向配網(wǎng)自動化過渡的階段。
2.4集中遠方控制方式
由開關(guān)設(shè)備和監(jiān)控終端集成的智能化裝置可采集和傳輸數(shù)據(jù),具有一定的控制功能,能和配調(diào)中心進行通信。
計算機控制中心可對線路進行遙控,還能準確定位故障區(qū)域并進行有效隔離,恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。這種方式需要有復(fù)雜的通信通道的支持,具有更為先進的技術(shù),處于配網(wǎng)自動化的最高級階段,但是投資較大,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,對技術(shù)條件的要求高,很多因素都會影響供電的可靠性和安全性。
3饋線自動化設(shè)計
要根據(jù)配網(wǎng)的特點來選擇與之匹配的自動化技術(shù),及時處理電網(wǎng)線路中發(fā)生的故障,并能對故障進行隔離,恢復(fù)非故障區(qū)域的用電。
3.1重合器+電流+時間型分段器的處理方式
重合器+電流+時間型分段器的處理方式在單電源且層次較少的輻射狀農(nóng)網(wǎng)中被廣泛應(yīng)用,是農(nóng)網(wǎng)中最常見的類型。重合器主要用于開關(guān)線路的負荷電流、短路電流。
分段器在分閘時需要滿足三個條件:第一,故障電流大于額定電流;第二,計數(shù)的次數(shù)達到了整定值;第三,線路失壓。將分段器的整定次數(shù)和重合器的重合次數(shù)相互配合,使分段器在重合器合閘后才動作。
重合器+電流+時間型分段器的配合使用,有利于處理不同區(qū)域的故障情況,還可在分段器上安裝故障遠傳器,用于收集、發(fā)送設(shè)備的運行情況,也可通過遠程計算機監(jiān)測設(shè)備的運行狀況,并由地理信息系統(tǒng)進行定位。
3.2重合器+電壓+時間型分段器的處理方式
重合器+電壓+時間型分段器的處理方式中,運用了具有兩次重合功能的重合器。通常,第一次合閘的時間較長,大約為15s;而第二次合閘的時間較短,一般為5s.
利用這種分段器可實現(xiàn)兩種功能:第一,作為分段開關(guān),當線路在平穩(wěn)運行時,分段器呈現(xiàn)閉合狀態(tài);第二,作為聯(lián)絡(luò)開關(guān),當線路在平穩(wěn)運行時,分段器內(nèi)部的故障檢測繼電器可動作,對這兩種功能進行轉(zhuǎn)換。
電壓+時間型分段器需要整定的參數(shù)主要有兩個。第一個是X合閘時限,主要是指在給分段器電源加上電壓后那一刻開始計時,直到分段器合閘。第二個是Y時限,也稱為故障檢測時間,主要是指在斷開分段器后,若在Y時限能持續(xù)檢測到電壓,則當分段器再次失壓后將不會出現(xiàn)閉鎖的情況,當饋線來電后,經(jīng)X時間分段器后仍會閉合;當其在Y時限,處于無電壓的狀態(tài)時,分段器可開始分閘閉鎖的動作,此時若進行通電,則分段器也不會出現(xiàn)合閘的情況。
4配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用
在對縣級供電企業(yè)的配網(wǎng)進行規(guī)劃時,由于其電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,且管轄的區(qū)域較廣,因此在農(nóng)網(wǎng)運營的過程中需借助一個基礎(chǔ)平臺進行統(tǒng)一管理和規(guī)劃。在配電圖資地理信息系統(tǒng)中,最主要的就是地理信息系統(tǒng),它可充分利用計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù),展示地理信息圖形和各屬性之間的關(guān)系,從而實現(xiàn)不同平臺之間的數(shù)據(jù)共享。
要充分結(jié)合農(nóng)村實際情況,運用先進的設(shè)計思想,實現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)信息化、自動化,建立統(tǒng)一的電網(wǎng)設(shè)備模型,推動配網(wǎng)的一體化。將谷歌地球引入系統(tǒng),從而推動電網(wǎng)可視化和集成功能的實現(xiàn)。其中,功能的實現(xiàn)主要依賴于電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計和輸變配電的運行,同時融合一些系統(tǒng)的接口。
配電圖資地理信息平臺系統(tǒng)從整體上可分為三個重要的部分:一是配電線路GIS,結(jié)合農(nóng)網(wǎng)實際需求,利用數(shù)據(jù)庫編程,對網(wǎng)絡(luò)接線進行拓撲分析,以便尋找到更好的運行方式;二是變電站GIS,可顯示設(shè)備的運行狀態(tài)和出線狀態(tài),對供電范圍進行細節(jié)上的處理;三是報裝管理GIS,通過搜索客戶的地理位置,既可幫助客戶設(shè)計接電方案,還可快速到達搶修地點。
在農(nóng)網(wǎng)線路中,高壓線損率要低于10%,低壓線損率要低于12%.農(nóng)戶用電要采用一戶一表計費的方式,依據(jù)農(nóng)戶用電負荷,對電能表進行配置。依據(jù)國家相關(guān)規(guī)定,農(nóng)網(wǎng)改造過程中要按既定規(guī)范進行設(shè)計和施工,以提高供電的穩(wěn)定性和可靠性。
5結(jié)束語
近年來,隨著現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,城市配網(wǎng)運用了大量的先進技術(shù),可基本實現(xiàn)自動化,而農(nóng)村配網(wǎng)的自動化水平還不完善,因此要對農(nóng)網(wǎng)線路和配電變壓器進行改造,利用計算機進行統(tǒng)一控制管理,提高配網(wǎng)的自動化水平。農(nóng)村配網(wǎng)自動化設(shè)計可根據(jù)實際需求采用多種類型,推動自動化技術(shù)發(fā)展,同時要優(yōu)化饋線設(shè)計,運用現(xiàn)代地理信息系統(tǒng),提高農(nóng)網(wǎng)的改造水平。
參考文獻
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責任編輯:電力交易小郭
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