農村配電網自動化水平提升探究
1農網現狀
我國農村配網的容量為100~200MVA,城市配網的容量為200~300MVA.與城市配網相比,農村供電網架的結構比較薄弱,仍采用傳統設備,線路損耗大,供電的可靠性和安全性難以得到保障,因此我國農村電網的發展水平和城市電網相比,仍存在著較大的差距,尤其是在電網的供電能力和技術裝備上,整體的水平遠不及城市電網的發展。而且農村配網的建設缺乏足夠資金支持,改造進程緩慢,再加上地理位置等條件的影響,改造難度大。
我國農網尚未形成統一的信息化建設,造成了資源的浪費,并存在重復開發的現象。農村一般配有大面積的低壓電網,在電網建設初期采用的標準較低,因而導致結構不完善。而后隨著越來越多用戶的加入,用電負荷增大,使得網架結構更趨于不合理;同時,受到供電的限制,農網抗災害和抗故障的水平極大地削弱了。由于地區的負荷量逐漸增大,早期建設的線路的負荷也隨之增大,從而出現不能和配電變壓器適應的情況;農村配網的供電半徑較大,常出現供電半徑的配置不符合實際負荷的情況,具有較高的線損率,影響計量效果,用戶側的電壓普遍較低,供電可靠性難以得到保障。由于線路的設備大多老化,自動化水平和智能化水平較低,因此直接影響了電網運行的效率,并增加了供電的成本,不利于電網實現安全可靠運行。
2農村配網自動化設計
2.1柱上開關和故障指示器的配合
若配網發生故障,則要及時查找故障區域,并打開柱上開關,將故障區域隔離,從而恢復其它非故障區域的供電。雖然這種方式不需要借助通信手段,投資相對較少,但是恢復供電的過程較慢,停電后需要較長的等待時間。
若饋線的分段越多,則轉移負荷的時間就會越長,所以該方案的自動化水平較低。
2.2智能化開關設備間的配合
通過智能化開關和相關設備的配合,可自動隔離故障,并恢復供電。這種方式下,需要多次分合開關來完成故障的隔離,其自動化水平較高,也不用建立復雜的通信系統。
2.3分布式智能控制方式
在饋線開關和旁邊的開關監控裝置間建立通信通道,可進行故障的自動隔離。這種方式的柱上開關具有電動操作機構,饋線終端單元可對電流、電壓、開關狀態信號進行檢測,經比較處理后記錄故障開關的狀態,并傳送到靠近開關的饋線終端單元,實現點對點的通信,從而識別出故障發生區域,隔離故障,恢復非故障區域供電。這種方式處于向配網自動化過渡的階段。
2.4集中遠方控制方式
由開關設備和監控終端集成的智能化裝置可采集和傳輸數據,具有一定的控制功能,能和配調中心進行通信。
計算機控制中心可對線路進行遙控,還能準確定位故障區域并進行有效隔離,恢復非故障區域的供電。這種方式需要有復雜的通信通道的支持,具有更為先進的技術,處于配網自動化的最高級階段,但是投資較大,結構更復雜,對技術條件的要求高,很多因素都會影響供電的可靠性和安全性。
3饋線自動化設計
要根據配網的特點來選擇與之匹配的自動化技術,及時處理電網線路中發生的故障,并能對故障進行隔離,恢復非故障區域的用電。
3.1重合器+電流+時間型分段器的處理方式
重合器+電流+時間型分段器的處理方式在單電源且層次較少的輻射狀農網中被廣泛應用,是農網中最常見的類型。重合器主要用于開關線路的負荷電流、短路電流。
分段器在分閘時需要滿足三個條件:第一,故障電流大于額定電流;第二,計數的次數達到了整定值;第三,線路失壓。將分段器的整定次數和重合器的重合次數相互配合,使分段器在重合器合閘后才動作。
重合器+電流+時間型分段器的配合使用,有利于處理不同區域的故障情況,還可在分段器上安裝故障遠傳器,用于收集、發送設備的運行情況,也可通過遠程計算機監測設備的運行狀況,并由地理信息系統進行定位。
3.2重合器+電壓+時間型分段器的處理方式
重合器+電壓+時間型分段器的處理方式中,運用了具有兩次重合功能的重合器。通常,第一次合閘的時間較長,大約為15s;而第二次合閘的時間較短,一般為5s.
利用這種分段器可實現兩種功能:第一,作為分段開關,當線路在平穩運行時,分段器呈現閉合狀態;第二,作為聯絡開關,當線路在平穩運行時,分段器內部的故障檢測繼電器可動作,對這兩種功能進行轉換。
電壓+時間型分段器需要整定的參數主要有兩個。第一個是X合閘時限,主要是指在給分段器電源加上電壓后那一刻開始計時,直到分段器合閘。第二個是Y時限,也稱為故障檢測時間,主要是指在斷開分段器后,若在Y時限能持續檢測到電壓,則當分段器再次失壓后將不會出現閉鎖的情況,當饋線來電后,經X時間分段器后仍會閉合;當其在Y時限,處于無電壓的狀態時,分段器可開始分閘閉鎖的動作,此時若進行通電,則分段器也不會出現合閘的情況。
4配網地理信息系統設計和應用
在對縣級供電企業的配網進行規劃時,由于其電氣設備結構較復雜,且管轄的區域較廣,因此在農網運營的過程中需借助一個基礎平臺進行統一管理和規劃。在配電圖資地理信息系統中,最主要的就是地理信息系統,它可充分利用計算機圖形和數據庫技術,展示地理信息圖形和各屬性之間的關系,從而實現不同平臺之間的數據共享。
要充分結合農村實際情況,運用先進的設計思想,實現農網信息化、自動化,建立統一的電網設備模型,推動配網的一體化。將谷歌地球引入系統,從而推動電網可視化和集成功能的實現。其中,功能的實現主要依賴于電網規劃設計和輸變配電的運行,同時融合一些系統的接口。
配電圖資地理信息平臺系統從整體上可分為三個重要的部分:一是配電線路GIS,結合農網實際需求,利用數據庫編程,對網絡接線進行拓撲分析,以便尋找到更好的運行方式;二是變電站GIS,可顯示設備的運行狀態和出線狀態,對供電范圍進行細節上的處理;三是報裝管理GIS,通過搜索客戶的地理位置,既可幫助客戶設計接電方案,還可快速到達搶修地點。
在農網線路中,高壓線損率要低于10%,低壓線損率要低于12%.農戶用電要采用一戶一表計費的方式,依據農戶用電負荷,對電能表進行配置。依據國家相關規定,農網改造過程中要按既定規范進行設計和施工,以提高供電的穩定性和可靠性。
5結束語
近年來,隨著現代化建設的飛速發展,城市配網運用了大量的先進技術,可基本實現自動化,而農村配網的自動化水平還不完善,因此要對農網線路和配電變壓器進行改造,利用計算機進行統一控制管理,提高配網的自動化水平。農村配網自動化設計可根據實際需求采用多種類型,推動自動化技術發展,同時要優化饋線設計,運用現代地理信息系統,提高農網的改造水平。
參考文獻
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責任編輯:電力交易小郭
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