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配網(wǎng)一般可以劃分為城市網(wǎng)和農(nóng)村網(wǎng)。二者之間存在較大差別。城市供電負荷相對集中于縣城及經(jīng)濟發(fā)達的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū),供電環(huán)境優(yōu)越;而農(nóng)網(wǎng)供電范圍大,線徑小。威脅供電安全的不利因素較多,事故發(fā)生幾率高,事故原因查找困難。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高。對供電質(zhì)量和可靠性也提出了更高的要求。大規(guī)模的兩網(wǎng)改造結(jié)束以后,配電網(wǎng)的布局得到了優(yōu)化,但要進一步提高配電網(wǎng)的可靠性,還必須全面實現(xiàn)高水平的配網(wǎng)自動化。配網(wǎng)自動化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理的現(xiàn)代化。需要結(jié)合電網(wǎng)改造在配電網(wǎng)中實現(xiàn)配電自動化,以提高配電網(wǎng)的管理水平,為廣大電力用戶不間斷的提供優(yōu)質(zhì)電能。
配網(wǎng)現(xiàn)狀分析
一直以來,我國生產(chǎn)過程中的一個重要矛盾就是電力的供應滿足不了生產(chǎn)的需要,電力是我國嚴重短缺的能源之一。所以,前幾年我國電力投資的重點放在電廠建設(shè)中,通過十幾年的不懈努力,我國現(xiàn)在的電力水平只是初步適應社會經(jīng)濟建設(shè)的需要。
目前主要的矛盾就是配電問題,由于先天配電投入和建設(shè)不足,導致現(xiàn)階段的配電畸形。雖然經(jīng)過農(nóng)網(wǎng)改造后,配電網(wǎng)各種新技術(shù)、新設(shè)備不斷投入運行,各地配電網(wǎng)線路、設(shè)備健康水平有了較大的的提高。但總體而言,我國大多數(shù)城市都是輻射型單端供電,如果出現(xiàn)故障就只能切除整條線路,結(jié)果就是引發(fā)大面積的停電,這類電網(wǎng)基本沒有自動化,一旦出現(xiàn)事故或故障都必須依靠人力解決,利用人力拉閘檢查,然后再靠人工查明故障點,通常一點小小的故障就會引發(fā)大面積、長時間停電,這些問題嚴重影響到社會建設(shè)以及人們的正常生活,同時增加了供電企業(yè)配電網(wǎng)生產(chǎn)維護人員,降低了勞動生產(chǎn)率??偠灾?,我國現(xiàn)階段的配網(wǎng)還存在輸送能力差、運行不可靠的問題。
縣級配電網(wǎng)自動化建設(shè)建議
目前對配網(wǎng)自動化的研究主要側(cè)重在市級配電網(wǎng),對縣級配網(wǎng)的研究相對較弱。與城市配電網(wǎng)相比,縣級10kV配電網(wǎng)的供電負荷主要集中在城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū),配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)差異性很大。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)、經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的縣級配電網(wǎng)以多電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的電纜線路為主,負荷大且集中;而其余地區(qū)的縣級配電網(wǎng)主要以架空線輻射方式為主,饋線較長,分支多,電力負荷分散,負荷受季節(jié)影響較大。
這些特點表明縣級配電自動化不能完全照搬城市配電自動化的建設(shè)模式,必須針對縣級配電網(wǎng)特點,研究制定相應的自動化模式。城鎮(zhèn)、開發(fā)區(qū)等對供電要求較高的地域可以采用遠方就地集中控制模式;由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、開關(guān)設(shè)備等因素制約,不能采用遠方就地集中控制模式的地域,可以采用配網(wǎng)故障監(jiān)測模式。
對于新建或改造的縣級調(diào)度自動化系統(tǒng),應該優(yōu)先考慮調(diào)配一體化主站系統(tǒng)。如果已經(jīng)建成有調(diào)度自動化系統(tǒng),并且其規(guī)模滿足當?shù)?-5年發(fā)展需要,可以考慮獨立配網(wǎng)自動化主站模式。根據(jù)當?shù)嘏渚W(wǎng)規(guī)模,配電自動化可以采用三層或兩層結(jié)構(gòu),子站層可以就近選擇變電站或開閉所內(nèi)。
配電網(wǎng)自動化建設(shè)的優(yōu)勢
配網(wǎng)自動化的目的
配網(wǎng)自動化可以提高整個配電網(wǎng)供電的可靠性,減少停電的時間和發(fā)生頻率,保障客戶的安全用電;能提高供電質(zhì)量和供電水平;以最優(yōu)秀的方式為客戶提供服務;提高整個供電部門的工作效率。
配網(wǎng)自動化的主要功能
配網(wǎng)自動化的建設(shè)可以監(jiān)督配電網(wǎng)的運行和使用,并能優(yōu)化整個供電系統(tǒng)的管理模式和運行模式,維護電網(wǎng)的安全運行;及時發(fā)現(xiàn)事故并通知解決,實現(xiàn)故障自動定位和迅速切除,使停電時間、范圍最小,提高供電可靠性。
配網(wǎng)自動化的分階段實施
無通訊的桿上配電自動化階段利用分段器具備的智能化功能與站內(nèi)開關(guān)配合,達到多電源和環(huán)網(wǎng)供電。利用站內(nèi)開關(guān)二次重合閘,隔離故障區(qū)域,恢復無故障區(qū)域的用電,通過站內(nèi)的專有指示儀器,準確判斷故障所在地區(qū),并且保護應具有可調(diào)次數(shù)和時間的重合閘功能,采用的分段器應予留通訊接口,以便下一步建設(shè)。
有通訊的計算機管理配電自動化階段利用通訊系統(tǒng)對配網(wǎng)變壓器、分段器等設(shè)備實現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能;配網(wǎng)主站能對配網(wǎng)實施狀態(tài)監(jiān)控、地理信息管理、與其他應用系統(tǒng)接口;對配電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控、信息交換、數(shù)據(jù)讀取和命令發(fā)送;與調(diào)度、辦公、營銷等其他管理系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享,實現(xiàn)計算機管理配電自動化。這是今后發(fā)展的努力方向。
配網(wǎng)自動化運行與維護
待配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建成,需要進行必要的系統(tǒng)維護,以保證整個配網(wǎng)的安全運行。由于配網(wǎng)自動化自身具有的特殊性,所以在維護的過程中存在一些難點。
由于配網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)場情況復雜,設(shè)點較多,而配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)控目標是進線變電所、10kV開閉所、小區(qū)變電所、配電變電所、分段開關(guān)、并聯(lián)電容器、客戶電能表和重要負荷等。所以,站點過多不僅會給現(xiàn)在的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)帶來維護上的困難,還會在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中凸顯出一些問題,由于要處理巨大的信息量,要在圖形工作站上清楚明白的顯現(xiàn)出運行圖像與矛盾所在,就有相當大的困難。另外如此眾多的終端設(shè)備,一但可靠性不夠高、或不方便維護,則將會使電力局陷入大量煩瑣的維護工作中,此外點多量大,系統(tǒng)造價也將是一個很大的問題。其次,配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備均需在戶外運行,外部自然環(huán)境惡劣,最好的工作環(huán)境要求是,溫度保持在25℃~75℃,耐濕度要求高達95%,還要特別預防大風,暴雨,沙塵暴等惡劣的自然因素。而配網(wǎng)自動化設(shè)備較多,如果在可靠性和運行維護中出現(xiàn)偏差,則會使整個電力局的工作陷入困境,嚴重影響其工作效率。
控制電源和工作電源的提取也是令配電自動化頭疼的問題,因為在變電所,可以通過所內(nèi)的直流電源屏或直流電池組獲取電源,而在現(xiàn)場,一旦線路停電,就將失去電源的主要來源,而故障判斷,隔離故障區(qū)域、恢復非故障區(qū)域的供電,是配電自動化的主要功能,為了實現(xiàn)這一功能,就必須確保在故障或停電期間能夠獲取一個環(huán)網(wǎng)區(qū)域所有開關(guān)處的線路信息及故障信息、能夠接受遙控命令、并準確可靠跳合閘,為此,往往在裝置內(nèi)不得不掛接蓄電池,而蓄電池的充放電以及在高低溫時電池的放電能力和長期未進行深放電后的性能將會受到較大影響等問題。
配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是包括一、二次設(shè)備,通訊設(shè)備、計算機等設(shè)施。系統(tǒng)建立后,需大量的全能型專業(yè)技術(shù)人員對該系統(tǒng)進行維護,培訓一支全方面檢修維護隊伍。需要時間和經(jīng)驗的累積,這也是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建立初期的一個難點。
結(jié)語
隨著計算機科技的不斷進步,配電網(wǎng)的自動化建設(shè)將會有更多的科技投入,配網(wǎng)自動化技術(shù)也會逐漸成熟,為配電網(wǎng)安全高效的運行提供技術(shù)保證。如今,電力市場的發(fā)展也不斷深化,電力市場的經(jīng)濟效益和社會效益顯得越來越重要,配電網(wǎng)自動化是實現(xiàn)雙重效益的關(guān)鍵手段。通過建設(shè)配電網(wǎng)自動化,實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)發(fā)展,這是我國配電自動化建設(shè)的重要目標。