農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)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(yuǎn)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(jìn)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(fèi),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(biāo)準(zhǔn)較低,因而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不完善。而后隨著越來越多用戶的加入,用電負(fù)荷增大,使得網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更趨于不合理;同時(shí),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(fù)荷量逐漸增大,早期建設(shè)的線路的負(fù)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(shí)際負(fù)荷的情況,具有較高的線損率,影響計(jì)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(dòng)化水平和智能化水平較低,因此直接影響了電網(wǎng)運(yùn)行的效率,并增加了供電的成本,不利于電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行。
2農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)
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(shí)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(duì)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(shí)間。
若饋線的分段越多,則轉(zhuǎn)移負(fù)荷的時(shí)間就會(huì)越長,所以該方案的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jìn)行故障的自動(dòng)隔離。這種方式的柱上開關(guān)具有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu),饋線終端單元可對(duì)電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)信號(hào)進(jìn)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信,從而識(shí)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(dòng)化過渡的階段。
2.4集中遠(yuǎn)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(jìn)行通信。
計(jì)算機(jī)控制中心可對(duì)線路進(jìn)行遙控,還能準(zhǔn)確定位故障區(qū)域并進(jìn)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(jìn)的技術(shù),處于配網(wǎng)自動(dòng)化的最高級(jí)階段,但是投資較大,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,對(duì)技術(shù)條件的要求高,很多因素都會(huì)影響供電的可靠性和安全性。
3饋線自動(dòng)化設(shè)計(jì)
要根據(jù)配網(wǎng)的特點(diǎn)來選擇與之匹配的自動(dòng)化技術(shù),及時(shí)處理電網(wǎng)線路中發(fā)生的故障,并能對(duì)故障進(jìn)行隔離,恢復(fù)非故障區(qū)域的用電。
3.1重合器+電流+時(shí)間型分段器的處理方式
重合器+電流+時(shí)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(fù)荷電流、短路電流。
分段器在分閘時(shí)需要滿足三個(gè)條件:第一,故障電流大于額定電流;第二,計(jì)數(shù)的次數(shù)達(dá)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(dòng)作。
重合器+電流+時(shí)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(yuǎn)傳器,用于收集、發(fā)送設(shè)備的運(yùn)行情況,也可通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況,并由地理信息系統(tǒng)進(jìn)行定位。
3.2重合器+電壓+時(shí)間型分段器的處理方式
重合器+電壓+時(shí)間型分段器的處理方式中,運(yùn)用了具有兩次重合功能的重合器。通常,第一次合閘的時(shí)間較長,大約為15s;而第二次合閘的時(shí)間較短,一般為5s.
利用這種分段器可實(shí)現(xiàn)兩種功能:第一,作為分段開關(guān),當(dāng)線路在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí),分段器呈現(xiàn)閉合狀態(tài);第二,作為聯(lián)絡(luò)開關(guān),當(dāng)線路在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí),分段器內(nèi)部的故障檢測繼電器可動(dòng)作,對(duì)這兩種功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
電壓+時(shí)間型分段器需要整定的參數(shù)主要有兩個(gè)。第一個(gè)是X合閘時(shí)限,主要是指在給分段器電源加上電壓后那一刻開始計(jì)時(shí),直到分段器合閘。第二個(gè)是Y時(shí)限,也稱為故障檢測時(shí)間,主要是指在斷開分段器后,若在Y時(shí)限能持續(xù)檢測到電壓,則當(dāng)分段器再次失壓后將不會(huì)出現(xiàn)閉鎖的情況,當(dāng)饋線來電后,經(jīng)X時(shí)間分段器后仍會(huì)閉合;當(dāng)其在Y時(shí)限,處于無電壓的狀態(tài)時(shí),分段器可開始分閘閉鎖的動(dòng)作,此時(shí)若進(jìn)行通電,則分段器也不會(huì)出現(xiàn)合閘的情況。
4配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用
在對(duì)縣級(jí)供電企業(yè)的配網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃時(shí),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(yùn)營的過程中需借助一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)共享。
要充分結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況,運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想,實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)信息化、自動(dòng)化,建立統(tǒng)一的電網(wǎng)設(shè)備模型,推動(dòng)配網(wǎng)的一體化。將谷歌地球引入系統(tǒng),從而推動(dòng)電網(wǎng)可視化和集成功能的實(shí)現(xiàn)。其中,功能的實(shí)現(xiàn)主要依賴于電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和輸變配電的運(yùn)行,同時(shí)融合一些系統(tǒng)的接口。
配電圖資地理信息平臺(tái)系統(tǒng)從整體上可分為三個(gè)重要的部分:一是配電線路GIS,結(jié)合農(nóng)網(wǎng)實(shí)際需求,利用數(shù)據(jù)庫編程,對(duì)網(wǎng)絡(luò)接線進(jìn)行拓?fù)浞治?,以便尋找到更好的運(yùn)行方式;二是變電站GIS,可顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和出線狀態(tài),對(duì)供電范圍進(jìn)行細(xì)節(jié)上的處理;三是報(bào)裝管理GIS,通過搜索客戶的地理位置,既可幫助客戶設(shè)計(jì)接電方案,還可快速到達(dá)搶修地點(diǎn)。
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(jì)費(fèi)的方式,依據(jù)農(nóng)戶用電負(fù)荷,對(duì)電能表進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)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(yùn)用了大量的先進(jìn)技術(shù),可基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,而農(nóng)村配網(wǎng)的自動(dòng)化水平還不完善,因此要對(duì)農(nóng)網(wǎng)線路和配電變壓器進(jìn)行改造,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一控制管理,提高配網(wǎng)的自動(dòng)化水平。農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)可根據(jù)實(shí)際需求采用多種類型,推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展,同時(shí)要優(yōu)化饋線設(shè)計(jì),運(yùn)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(xiàn)
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責(zé)任編輯:電力交易小郭
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