淺談城市10kv配電自動(dòng)化建設(shè)

1、<p>　　淺談城市10kv配電自動(dòng)化建設(shè)</p><p>　　摘要: 配電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷功能模式合理，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的運(yùn)行狀況作分析與診斷，幫助電網(wǎng)運(yùn)行管理人員在大量數(shù)據(jù)海洋中提出有用的信息，以提高配電網(wǎng)運(yùn)行其中電網(wǎng)運(yùn)行模擬功能，達(dá)到安全可靠運(yùn)行，降低損耗的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞: 10KV配電 饋線自動(dòng)化 配電自動(dòng)化 運(yùn)行診斷 </p><p

2、>　　中圖分類號(hào)： F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　新型城鎮(zhèn)化，無(wú)疑是中國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最重要命題之一，而加快城市配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，是推動(dòng)城鎮(zhèn)化和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的有力支撐。按照電網(wǎng)的規(guī)劃，優(yōu)先安排增加電網(wǎng)傳輸容量、提高電網(wǎng)安全和供電質(zhì)量的項(xiàng)目，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)．滿足合理的變壓器容載比的要求。城市配電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)環(huán)

3、網(wǎng)結(jié)構(gòu)．提高互供能力。積極采用配電自動(dòng)化技術(shù)。實(shí)行環(huán)網(wǎng)供電，饋線自動(dòng)化．縮短故障隔離時(shí)間．縮小停電范圍。10kV配電線路上已經(jīng)或正在安裝大量的無(wú)功補(bǔ)償裝置或綜合測(cè)量記錄裝置。這些自動(dòng)裝置不僅對(duì)降低配電變壓器和線路的損耗、提高功率因數(shù)以及改善用戶電壓質(zhì)量有積極的作用,而且能夠自動(dòng)測(cè)量記錄電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù),為配電自動(dòng)化的全面實(shí)施打下了良好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　一、10KV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化運(yùn)行要求 </p&

4、gt;<p>　　傳統(tǒng)的電壓型饋線自動(dòng)化模式已不能滿足配網(wǎng)實(shí)際發(fā)展需求，需要探討一種功能豐富、適合發(fā)展的饋線自動(dòng)化模式，這對(duì)10kV架空饋線的發(fā)展將起到重要作用. 對(duì)饋線進(jìn)行快速地故障定位、故障隔離、非故障區(qū)域供電恢復(fù)，最大限度地減少故障引起的停電范圍、縮短故障恢復(fù)時(shí)間；配電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。要減少故障引起的停電范圍，就必須使線路合理分段，故障時(shí)只跳開靠近故障區(qū)域的下游開關(guān)，使開關(guān)動(dòng)作引起的停電范圍最小。 </

5、p><p>　　1.1減少變電站出線開關(guān)跳閘 </p><p>　　饋線出線開關(guān)跳閘將影響整條饋線的全部供電區(qū)域，停電影響范圍最大。饋線發(fā)生相間短路或單相接地故障時(shí)，應(yīng)通過(guò)增設(shè)分段斷路器和負(fù)荷開關(guān)的方法，盡可能在出線開關(guān)跳閘之前有效隔離故障區(qū)域，減少出線開關(guān)動(dòng)作次數(shù)。 </p><p>　　1.2提高變電站出線開關(guān)重合成功率 </p><p>　

6、　在10kV架空線路裝設(shè)自動(dòng)化開關(guān)的線路投入二次重合閘，滿足實(shí)施饋線自動(dòng)化的基本要求。饋線出線開關(guān)跳閘后應(yīng)依靠自動(dòng)化開關(guān)自動(dòng)切除永久性故障區(qū)域，最終使得重合閘成功，縮小故障引起的停電范圍，從而大大提高重合閘成功率，減少故障跳閘次數(shù)(重合閘不成功)。10kV饋線故障跳閘率是反映配網(wǎng)運(yùn)行管理水平的重要指標(biāo)，降低此項(xiàng)指標(biāo)意義非常重大。 </p><p>　　1.3減少靠近電源側(cè)的開關(guān)動(dòng)作次數(shù) </p>&

7、lt;p>　　靠近電源側(cè)越近的開關(guān)，其跳閘引起的停電范圍也越大，應(yīng)盡量使靠近電源側(cè)的開關(guān)少動(dòng)作。 </p><p>　　1.4杜絕用戶故障出門 </p><p>　　由于10KV配電網(wǎng)是中性點(diǎn)小電阻接地系統(tǒng)，因此采取有效措施避免單相接地故障所引起的跳閘，在用戶出門處設(shè)置分支分界斷路器自動(dòng)切除單相接地故障。 </p><p>　　1.5控制單元靈活采用多種通信方

8、式，可上傳開關(guān)狀態(tài)信號(hào) </p><p>　　饋線自動(dòng)化開關(guān)控制器(FTU)應(yīng)根據(jù)需求靈活配置多種通信模塊，開關(guān)動(dòng)作后控制器(FTU)可采用無(wú)線、載波、光纖等多種通信方式將告警信號(hào)上傳至后臺(tái)，縮短運(yùn)行人員的故障查找時(shí)間。架空線路覆蓋范圍廣闊，可使用無(wú)線通信方式。 </p><p>　　二、配電網(wǎng)運(yùn)行分析診斷的功能模式 </p><p>　　2.1配電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷

9、在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中功能 </p><p>　　配電自動(dòng)化總體功能歸納為四個(gè)主要功能組。它們分別為：電網(wǎng)運(yùn)行功能組、運(yùn)行計(jì)劃及優(yōu)化功能組、維修管理功能組和用戶接口管理及控制功能組。目前國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化的研究和實(shí)施主要集中在“電網(wǎng)運(yùn)行功能”,已投入運(yùn)行的許多配電自動(dòng)化系統(tǒng)都具備了運(yùn)行監(jiān)視與控制、故障管理和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。但是對(duì)“運(yùn)行計(jì)劃及其優(yōu)化功能組”包括電網(wǎng)運(yùn)行模擬和運(yùn)行工作計(jì)劃和優(yōu)化功能的研究和系統(tǒng)開發(fā)相對(duì)欠缺。其

10、中電網(wǎng)運(yùn)行模擬功能的目的就是對(duì)配電網(wǎng)歷史運(yùn)行狀態(tài)狀況進(jìn)行分析和診斷,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工作計(jì)劃和電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化,從而提高電網(wǎng)運(yùn)行效益。 </p><p>　　2.2分析與診斷功能模式 </p><p>　　配電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷可以分為兩個(gè)大的功能組:配變及用戶運(yùn)行分析與診斷和電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷。 </p><p>　　配變及用戶運(yùn)行分析與診斷功能組以一臺(tái)配變低壓側(cè)的歷史運(yùn)行數(shù)

11、據(jù)作為分析基礎(chǔ),由配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析與診斷、無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行分析與診斷、用戶電壓質(zhì)量分析和用戶供電可靠性及設(shè)備可靠性分析與診斷四個(gè)功能模塊組成。 </p><p>　　電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷功能組包括基于三相潮流的電網(wǎng)運(yùn)行模擬、電網(wǎng)電能損耗分析與診斷、電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化和系統(tǒng)可靠性分析四個(gè)功能模塊。該功能組以全系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),包括所有記錄的配變低壓側(cè)的數(shù)據(jù)、對(duì)非測(cè)點(diǎn)記錄的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和饋線首端的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。值得指

12、出的是,在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中所記錄的這些數(shù)據(jù)都應(yīng)該是經(jīng)過(guò)配電系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估處理后的數(shù)據(jù)。此外，實(shí)際中壓低壓配電系統(tǒng)中的電流和電壓是三相不對(duì)稱的,因此三相潮流計(jì)算是電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷功能組的基礎(chǔ) </p><p>　　2.2.1配變及用戶運(yùn)行分析與診斷 </p><p>　　配變及用戶運(yùn)行分析與診斷功能組中的配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析與診斷模塊包括配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域分析和配變電能損耗分析兩大功能。分析與診

13、斷的輸出為：配電變壓器每日、月綜合、季度綜合和年度綜合的日運(yùn)行點(diǎn)軌跡、運(yùn)行點(diǎn)處于各運(yùn)行區(qū)域的統(tǒng)計(jì)及運(yùn)行合理性診斷(變壓器運(yùn)行是否合理、不合理的原因)、電能損耗(配變的銅損、鐵損和總損耗率)。無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行分析與診斷模塊包括電容器投切和無(wú)功補(bǔ)償效益分析、補(bǔ)償裝置運(yùn)行效果分析與診斷和無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行模擬三個(gè)部分。根據(jù)電容器投切的歷史記錄和運(yùn)行參數(shù)的歷史記錄，電容器投切和無(wú)功補(bǔ)償效益分析的輸出為：帶時(shí)標(biāo)的電容器投切曲線、電壓無(wú)功及電容器運(yùn)行

14、綜合曲線、無(wú)功補(bǔ)償電量、局部節(jié)電量和綜合節(jié)電量。補(bǔ)償裝置運(yùn)行效果分析與診斷的輸出為:電容器投入運(yùn)行總時(shí)間、補(bǔ)償裝置運(yùn)行限值合理性診斷、配電變壓器分接頭位置合理性診斷。無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行模擬功能應(yīng)能夠?qū)ο拗祷蚍纸宇^位置不合理給出改進(jìn)的數(shù)值，用歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行電容器投切模擬，為自動(dòng)裝置確定更合理的動(dòng)作限值和配變分接頭的合理位置。 </p><p>　　用戶電壓質(zhì)量分析模塊包括電壓合格率計(jì)算、諧波分析和電壓不平衡度分析。

15、電壓合格率計(jì)算結(jié)果應(yīng)包括：分相的和三相綜合的日、月、季度、年度累計(jì)電壓越上限時(shí)間和累計(jì)電壓越下限時(shí)間、電壓合格率、電壓最高值和電壓最低值。諧波分析和電壓不平衡度分析的輸出為：分相的和三相的電壓、電流波形和頻譜、電壓畸變率和電流畸變率、負(fù)序電壓分量、不平衡度。 </p><p>　　用戶供電可靠性分析給出該負(fù)荷點(diǎn)的月、季度、年度累計(jì)用戶停電（計(jì)劃停電和故障停電）持續(xù)時(shí)間、供電可靠率。設(shè)備可靠性分析給出變壓器、隔離開

16、關(guān)、負(fù)荷開關(guān)等電氣設(shè)備的累計(jì)故障停運(yùn)時(shí)間和累計(jì)檢修停運(yùn)時(shí)間、可靠率和故障率、累計(jì)過(guò)負(fù)荷時(shí)間和次數(shù)、過(guò)負(fù)荷最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備壽命消耗等。 </p><p>　　2.2.2電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷 </p><p>　　電網(wǎng)運(yùn)行分析和診斷功能組中的電網(wǎng)運(yùn)行模擬主要實(shí)現(xiàn)以下功能：重演歷史任意記錄時(shí)刻的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，模擬在最大負(fù)荷、最小負(fù)荷和平均負(fù)荷情況下采用不同運(yùn)行方式時(shí)系統(tǒng)各元件的三相

17、電流、各節(jié)點(diǎn)三相電壓以及三相功率分布，計(jì)算三相饋電線路負(fù)載率以及疲勞元件的評(píng)估與報(bào)警。 </p><p>　　電網(wǎng)電能損耗分析與診斷模塊計(jì)算各元件、各條線路和全系統(tǒng)的月、季度、年度的理論電能損耗和實(shí)際電能損耗，診斷可能的漏電元件的漏電現(xiàn)象。 </p><p>　　電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化包括配電系統(tǒng)電壓無(wú)功運(yùn)行最優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)兩部分。配電系統(tǒng)電壓無(wú)功運(yùn)行最優(yōu)化在各負(fù)荷點(diǎn)歷史運(yùn)行月均、季度或年均日負(fù)荷曲

18、線的條件下，在配電變壓器低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和配變分接頭可調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，以網(wǎng)絡(luò)損耗最小為目標(biāo)，確定線路首端和各配電變壓器低壓最佳運(yùn)行電壓日曲線、配變分接頭最佳位置和各低壓無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)的最佳無(wú)功補(bǔ)償容量日曲線。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是在最大負(fù)荷、最小負(fù)荷和平均負(fù)荷情況下，以網(wǎng)絡(luò)損耗最小為目標(biāo)確定最佳的運(yùn)行方式，并且計(jì)及從當(dāng)前運(yùn)行方式進(jìn)行改變時(shí)所需的費(fèi)用。 </p><p><b>　　三、結(jié)束語(yǔ) </b>&l