刁子豪

摘要：本文首先簡(jiǎn)單介紹了傳統(tǒng)配網(wǎng)饋線自動(dòng)化方案的缺點(diǎn)，然后，則具體分析了10kV配網(wǎng)分布式區(qū)域自動(dòng)化系統(tǒng)方案的運(yùn)行與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng);供電;安全性

0 ?引言

經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展增加了對(duì)電力電能的需求，對(duì)此電能質(zhì)量也面臨著更大的挑戰(zhàn)，如何提高供電可靠性成為電力行業(yè)面臨的艱巨任務(wù)。通過改良配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，采用分布式區(qū)域自動(dòng)化方案，則能妥善提高供電可靠性。

1 ?傳統(tǒng)配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)方案

1.1 基于電壓時(shí)間型開關(guān)的饋線自動(dòng)化方案

此方案一般通過重合器、分段負(fù)荷開關(guān)等來逐步、逐序進(jìn)行重合控制，達(dá)到對(duì)故障的隔離，并重新供電。其優(yōu)勢(shì)為：節(jié)省了通訊環(huán)節(jié)，成本低，方便實(shí)施，缺點(diǎn)為：故障出現(xiàn)時(shí)可能造成饋線出線開關(guān)跳閘，未發(fā)生故障段也將斷電。要想隔開永久性故障，必須對(duì)饋線出線開關(guān)進(jìn)行二次重合閘，使得未發(fā)生故障的部分反復(fù)停電，從而頻繁地襲擊系統(tǒng)。一般在1-3分將故障隔開，延長了故障隔離時(shí)間。

1.2 主站集中式自動(dòng)化方案

此自動(dòng)化方案主要依托于負(fù)荷開關(guān)，將其充當(dāng)分段開關(guān)，其特點(diǎn)為：線路故障依然通過變電站出線斷路器開關(guān)跳閘的方式得以處置，憑借饋線終端所傳輸?shù)墓收蠙z測(cè)數(shù)據(jù)、信息等來達(dá)到定位、隔開故障，并對(duì)應(yīng)回歸非故障區(qū)域的正常供電。在這一方案下，一般由控制主站借助通訊系統(tǒng)來統(tǒng)一搜集來自于不同饋線終端的故障信號(hào)，結(jié)合系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造、預(yù)設(shè)算法等來鎖定故障，以遠(yuǎn)距離自動(dòng)化控制方式來達(dá)到轉(zhuǎn)供電目標(biāo)。這一自動(dòng)化方案可以高效地監(jiān)督、檢查中壓配網(wǎng)的故障是否被隔離，其功能也更為健全，無需變電站的出口斷路器發(fā)生重合閘反應(yīng)，也省去了系統(tǒng)可能遭受過流沖擊的問題，適合于架空線路、電纜線路等。其缺點(diǎn)為：要求通訊通道、控制主站等的運(yùn)轉(zhuǎn)，成本較高。不適合于多監(jiān)控點(diǎn)的配網(wǎng)系統(tǒng)，而且無論是通訊系統(tǒng)還是主站發(fā)生故障都需要更長的時(shí)間進(jìn)行查找，供電恢復(fù)時(shí)間更長，而且任何一條線路的故障都必須全線跳閘斷電，為用戶帶來諸多不便。以下為負(fù)荷開關(guān)作為分段開關(guān)的主站集中式自動(dòng)化系統(tǒng)。如圖1所示：

1.3 雙電源互為備自投的饋線自動(dòng)化方案

將兩路電源都安裝在各個(gè)公用電房，并將這兩路電源充當(dāng)進(jìn)線，憑借備自投控制器來達(dá)到兩路電源進(jìn)線的彼此備用，從而達(dá)到高度穩(wěn)定、安全地提供電能。線路開關(guān)選擇負(fù)荷開關(guān)，變電站的出口開關(guān)負(fù)責(zé)故障保護(hù)。理論上來看，此饋線自動(dòng)化方案在供電方面更加平穩(wěn)、安全、可靠，然而，缺點(diǎn)在于其主干線往往需要更多的電纜、開關(guān)等的之處，需要較多的投入，而且設(shè)備的使用效率也更低。

2 ?分布式區(qū)域自動(dòng)化方案

2.1 基于電流差動(dòng)保護(hù)的自動(dòng)化方案

從上個(gè)世紀(jì)初期，電流差動(dòng)保護(hù)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，由于現(xiàn)代通訊科技、電子科技等的進(jìn)步，各類保護(hù)裝置都逐步更新并應(yīng)用于高壓輸電線路保護(hù)中，從差動(dòng)保護(hù)的通道方面，各種差動(dòng)保護(hù)更新?lián)Q代，經(jīng)歷了導(dǎo)引線差動(dòng)保護(hù)、微波差動(dòng)保護(hù)、光纖差動(dòng)保護(hù)等。其中電流差動(dòng)保護(hù)具有一定的先進(jìn)性，因?yàn)檫@一保護(hù)體現(xiàn)出高度的靈敏性、方便易于操作、動(dòng)作快等優(yōu)勢(shì)特征，最主要的是差動(dòng)電流能夠有效地控制負(fù)荷電流的干擾，可以被用在不同供電系統(tǒng)的拓?fù)錁?gòu)造，普通的單端電氣量保護(hù)難以達(dá)到此效果。然而，長期以來電流差動(dòng)保護(hù)多數(shù)應(yīng)用在高壓輸電系統(tǒng)，這是由于此要求高昂的通訊信道提供信息傳輸，需要更多的資金投入。隨著現(xiàn)代通訊科技、自動(dòng)化技術(shù)等的發(fā)展，不同類型的新材料、技術(shù)等的引進(jìn)，傳統(tǒng)的光纖材料與線路等逐漸走向平民化，這就使得長久以來影響光纖差動(dòng)保護(hù)的通訊通道建設(shè)問題不復(fù)存在，使得配網(wǎng)光線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用創(chuàng)造條件。

2.2 基于光纖差動(dòng)保護(hù)的自動(dòng)化系統(tǒng)

2.2.1自動(dòng)化系統(tǒng)目標(biāo)

區(qū)域內(nèi)部的干線故障時(shí)，能及時(shí)切斷（在100ms以下），區(qū)域內(nèi)部分支線路出現(xiàn)故障能夠就地切斷，時(shí)間也要控制在100ms以下，其他的未發(fā)生故障的區(qū)域能夠自動(dòng)地轉(zhuǎn)供電，時(shí)間也要控制在500ms以下。

2.2.2自動(dòng)化系統(tǒng)方案

區(qū)域內(nèi)部的配網(wǎng)主線主要通過兩路10kV電源來提供電能，公共開關(guān)房內(nèi)部一律安裝斷路器開關(guān)，各個(gè)電房之間以手拉手的方式相連，可以將2號(hào)電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)開關(guān)充當(dāng)聯(lián)網(wǎng)開關(guān)。

公共電房之間通過光纜點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)彼此通訊、達(dá)到點(diǎn)與點(diǎn)之間的聯(lián)系和對(duì)接，從而為智能測(cè)控單元的光纖差動(dòng)保護(hù)創(chuàng)造一個(gè)理想的信息傳輸通道，同時(shí)，它也將為網(wǎng)絡(luò)備自投創(chuàng)造一個(gè)信息數(shù)據(jù)交流的通道。如圖2所示：

主體線路如果出現(xiàn)故障，光纖差動(dòng)則能對(duì)應(yīng)提供過流保護(hù)、零序保護(hù)等，從而及時(shí)、有效地切斷故障。用戶負(fù)荷的分支則可以從分界控制設(shè)備來對(duì)應(yīng)進(jìn)行就地保護(hù)。

2.2.3方案故障處理流程與方法

第一，區(qū)域系統(tǒng)中當(dāng)1號(hào)、2號(hào)公用電房中的線路出現(xiàn)問題，光纖差動(dòng)保護(hù)發(fā)出動(dòng)作，線路2端斷路器開關(guān)分閘，隔出故障，聯(lián)絡(luò)開關(guān)與智能測(cè)控單元能夠獲取差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作標(biāo)識(shí)，并收到差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的兩大開關(guān)位置都顯示為“分位”，同時(shí)，達(dá)到其余的備自投條件，備自投控制聯(lián)絡(luò)開關(guān)則為合閘狀態(tài)，2號(hào)公用電房的變電站2號(hào)線則能夠回歸正常供電。

第二，區(qū)域內(nèi)當(dāng)1號(hào)公共電房中的某一支線出現(xiàn)問題，其開關(guān)保護(hù)將動(dòng)作，就地隔出線路故障，其余的線路依然正常運(yùn)行。

第三，區(qū)域內(nèi)部，變電站1號(hào)線、公共電房二者中間發(fā)生線路故障，對(duì)應(yīng)的1號(hào)開關(guān)保護(hù)發(fā)出動(dòng)作，對(duì)應(yīng)的進(jìn)線開關(guān)也失去電壓發(fā)出分閘動(dòng)作，2號(hào)公共電房聯(lián)絡(luò)開關(guān)備自投控制，閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)，則可以讓1、2號(hào)電房正常供電。

3 ?結(jié)語

配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)持續(xù)進(jìn)步為配網(wǎng)自動(dòng)化方案提供了全新的方法和出路，只有積極地采用多種自動(dòng)化技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)的高度平穩(wěn)、安全供電，分布式區(qū)域自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展相對(duì)完善、合理的技術(shù)，將其應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)，能夠發(fā)揮應(yīng)有的自動(dòng)化功效，從而提高供電的安全性、可靠性。

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