王俊锜

（國網(wǎng)重慶市電力公司 市區(qū)供電分公司，重慶 400030）

0 引 言

電纜配電環(huán)網(wǎng)的體系組成結構較為復雜，包含電纜線路、系統(tǒng)連接部位以及其他的關鍵結構部件。電纜配電環(huán)網(wǎng)如果表現(xiàn)為大規(guī)模的配電運行故障，那么電纜配電系統(tǒng)的良好經(jīng)濟效益與安全效益就無法得到保障，甚至還可能給電纜配網(wǎng)的系統(tǒng)操作使用人員帶來人身傷害風險。縱聯(lián)保護的自動化技術手段有助于配網(wǎng)管理人員準確識別電纜配電環(huán)網(wǎng)的安全風險因素，通過實施電纜網(wǎng)絡體系的故障隔離措施來保護網(wǎng)絡其他區(qū)域的配電運行安全，切實降低并控制配電網(wǎng)的運行事故損失。

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的電纜配電環(huán)網(wǎng)基本組成結構

現(xiàn)階段的城市配電網(wǎng)絡原有功能正在逐步得到拓展優(yōu)化，網(wǎng)絡電纜線路全面取代了架空輸電線路[1]。在此前提下，瞬時性的配電網(wǎng)安全使用故障產(chǎn)生概率將會得到顯著降低。在配網(wǎng)自動化模式下，電纜配電環(huán)網(wǎng)可以被設計為環(huán)網(wǎng)柜的體系結構，其中電纜線路應當連接系統(tǒng)中的雙重電源。電纜配電環(huán)網(wǎng)的核心組成部件為環(huán)網(wǎng)柜，可以確保不同系統(tǒng)電源控制下的系統(tǒng)饋線都能夠融入合環(huán)運行的范圍，充分提升了電纜配電環(huán)網(wǎng)本身的穩(wěn)定性和安全性[2]。

系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)柜有充足的配電運行負荷，如果系統(tǒng)中的一側供電電源表現(xiàn)為退出狀態(tài)，那么另一側的系統(tǒng)電源可以提供全部電纜運行所需的電能[3]。對于變電站系統(tǒng)中的母線組成結構而言，環(huán)網(wǎng)柜與系統(tǒng)母線之間主要經(jīng)由斷路器來進行開關連接，這是由于斷路器的系統(tǒng)進線開關組合連接方式可以縮短故障電流的響應切斷時間，對于系統(tǒng)故障側的隔離處理效果較好。電纜配電環(huán)網(wǎng)的體系結構如圖1所示。

2 電纜配電環(huán)網(wǎng)縱聯(lián)保護系統(tǒng)的總體設計思路

縱聯(lián)保護系統(tǒng)包括系統(tǒng)通信裝置、系統(tǒng)通信通道以及系統(tǒng)保護裝置等。縱聯(lián)保護的基本技術思路體現(xiàn)在兩側的系統(tǒng)線路部位實現(xiàn)縱向聯(lián)系的目標，確保一側的系統(tǒng)線路故障，信息數(shù)據(jù)能夠瞬時傳遞給另外一側的系統(tǒng)線路，實現(xiàn)聯(lián)合工作和聯(lián)合保護電氣系統(tǒng)的目的[4]。電纜配電環(huán)網(wǎng)包含了較多的電纜線路組成部件，技術人員針對網(wǎng)絡中的各條電纜線路通過實施統(tǒng)一化的縱聯(lián)保護，可以有效提升整個配電環(huán)網(wǎng)的安全性能[5]。

縱聯(lián)保護系統(tǒng)的總體設計思路在于準確定位網(wǎng)絡故障的產(chǎn)生部位區(qū)域，對于電流突變狀態(tài)下的故障信號傳輸處理模式進行了合理優(yōu)化，確保達到自動同步處理配電環(huán)網(wǎng)運行使用故障的目的。對于環(huán)網(wǎng)柜的系統(tǒng)運行狀態(tài)進行詳細劃分，確保環(huán)網(wǎng)范圍內(nèi)的起動元件能夠得到全面保護。在故障區(qū)段的定位過程中，統(tǒng)一的配網(wǎng)自動化閉鎖信號裝置將會傳輸特定頻率的系統(tǒng)故障信號，進而準確識別與定位環(huán)網(wǎng)故障區(qū)域位置[6]。

此外，系統(tǒng)設計人員針對自動化的環(huán)網(wǎng)保護仿真立體化模型進行構建，依靠仿真的三維動態(tài)化系統(tǒng)模型來選擇最佳的縱聯(lián)保護規(guī)劃方案。建立在統(tǒng)一閉鎖控制前提下的環(huán)網(wǎng)縱聯(lián)保護模式可以有效降低系統(tǒng)故障的識別定位成本。從根本上來講，縱聯(lián)保護系統(tǒng)優(yōu)化設計的宗旨就是嚴格確保環(huán)網(wǎng)穩(wěn)定運行，對于發(fā)送跳閘信號和系統(tǒng)故障隔離的全過程實現(xiàn)統(tǒng)一化管控。

3 電纜配電環(huán)網(wǎng)縱聯(lián)保護技術的實踐運用要點

3.1 系統(tǒng)通信通道

對于電纜配電環(huán)網(wǎng)的結構體系而言，現(xiàn)有的縱聯(lián)保護通信通道包括光纖通道和電力載波通道，這兩種類型的系統(tǒng)通信通道都可以被用來傳輸與發(fā)送縱聯(lián)保護數(shù)據(jù)信號[7]。對于光纖通信通道而言，包含光纖傳輸媒介的縱聯(lián)保護網(wǎng)絡通信通道可以達到較大的通信傳輸總量，并且可以與配網(wǎng)電纜線路實現(xiàn)共同運行的目標。光纖通道設有較長的通信數(shù)據(jù)發(fā)送傳輸空間距離，對于架空地線與光纜能夠進行結合布置，有助于實現(xiàn)最大化的配電環(huán)網(wǎng)電纜線路保護實效性。

電力載波通道重點對高頻電流進行發(fā)送與傳輸處理，其中包含400 kHz以內(nèi)的系統(tǒng)電流信號。電力載波通道體系包含耦合電容器、阻波器、收發(fā)信機以及高頻電纜線路，可以確保經(jīng)由高頻電纜線路的信號數(shù)據(jù)都能得到準確的發(fā)送或接收處理。在配電環(huán)網(wǎng)的兩側結構中，系統(tǒng)電氣量的數(shù)據(jù)信息可以得到準確安全的發(fā)送，有效節(jié)約了電纜環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理成本[8]。

3.2 發(fā)送閉鎖跳閘信號

電纜配電環(huán)網(wǎng)如果表現(xiàn)為錯誤的系統(tǒng)運行狀況或者配電環(huán)網(wǎng)的特定區(qū)域部位出現(xiàn)了安全事故風險，那么縱聯(lián)保護模式下的自動控制系統(tǒng)可以準確識別，進而實時發(fā)送閉鎖跳閘保護的指令信號[9]。閉鎖跳閘保護信號本身具有快速切斷環(huán)網(wǎng)電纜線路的效果，可以避免環(huán)網(wǎng)內(nèi)部的電纜線路被燒毀或者熔斷。在環(huán)網(wǎng)故障全面解除的狀態(tài)下，系統(tǒng)將會自動發(fā)出允許信號指令，表示配電環(huán)網(wǎng)可以恢復正常的運行使用狀態(tài)[10]。

電纜配電環(huán)網(wǎng)的基礎設施必須要達到較高的標準，否則將會給安全運行管理帶來難題[11]。系統(tǒng)管理技術人員應當將傳感監(jiān)測裝置布置在電纜配電環(huán)網(wǎng)體系的各個區(qū)域部位，以便準確控制與監(jiān)測空間環(huán)境因素。如果能夠確定電纜配電環(huán)網(wǎng)基礎設施的運行空間濕度過高，那么應當密切重視基礎設施的受潮損壞風險[12]。具體負責人員對電纜配電環(huán)網(wǎng)的電流泄漏安全隱患也要展開全面監(jiān)測和排查，妥善處理電纜配電環(huán)網(wǎng)體系的安全風險因素[13]。

3.3 構建智能化的縱聯(lián)保護模型

目前，配網(wǎng)自動化的智能技術手段已經(jīng)被推廣運用于電纜系統(tǒng)安全保護工作中。系統(tǒng)運維管理人員應當構建立體化和動態(tài)化的配電環(huán)網(wǎng)運行狀態(tài)模型，據(jù)此達到準確識別配電環(huán)網(wǎng)安全運行風險因素的目標[14]。與原有的人工實施配電網(wǎng)絡安全監(jiān)管保護方式相比，建立在動態(tài)化與三維立體化模型支撐下的縱聯(lián)保護技術方案可以達到最佳實踐效益，同時合理節(jié)約識別與檢修配電環(huán)網(wǎng)故障的成本。

為了提高電纜配電環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，需要嚴格保障電纜配電環(huán)網(wǎng)安全。自動化的縱聯(lián)保護模型可以幫助系統(tǒng)運維人員實時監(jiān)測系統(tǒng)設備風險，避免發(fā)生規(guī)模較大的運行事故[15]?？v聯(lián)保護技術手段運用于電纜配電環(huán)網(wǎng)的具體實踐要點如表1所示。

4 結 論

將縱聯(lián)保護技術手段全面運用于電纜配電環(huán)網(wǎng)的運行過程，依靠自動化的故障定位與相位信號交換處理技術來控制配網(wǎng)運行安全風險因素。在具體實踐中，電纜配電環(huán)網(wǎng)的運維管理人員應當結合網(wǎng)絡智能化手段來構建縱聯(lián)保護模型，通過仿真建模的方法來確保配電網(wǎng)絡的運行安全，避免電纜配電環(huán)網(wǎng)中的系統(tǒng)短路故障或其他故障擴散。