配網(wǎng)自動化的一次設(shè)備改造效益探究

引言

一次設(shè)備作為配網(wǎng)自動化的重要組成部分,其運行效果直接影響著配網(wǎng)經(jīng)濟效益,成為了新時期人們關(guān)注的焦點。我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中一次設(shè)備老化現(xiàn)象嚴重,設(shè)備選型不合適、零部件老化問題諸多,導致配網(wǎng)輸配電的安全性、可靠性大打折扣。結(jié)合區(qū)域輸配電情況完善配網(wǎng)框架,做好一次設(shè)備改造升級工作,形成高效益的"手拉手"輸配電體系已刻不容緩。

1配網(wǎng)自動化一次設(shè)備改造要求

配網(wǎng)自動化涉及內(nèi)容較為復(fù)雜,包括自動化系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等,設(shè)備選型及接口多樣,需要依照實際情況進行針對性調(diào)整,以保證輸配電工作能夠正常開展。尤其是在一次設(shè)備選型過程中,要結(jié)合"可視化""可控化"要求進行優(yōu)化,以保證達到:(1）接線合理。一次設(shè)備改造中要符合國家出臺的相關(guān)配網(wǎng)接線標準,保證接線分斷點與聯(lián)絡(luò)點均安全、合理,能夠及時對線路異常情況做出反應(yīng):要符合安全輸配電要求,能夠在規(guī)定負荷下運行,并處于閾值范圍內(nèi):接線方式簡單,盡量減少交叉接線、線路散亂、多接頭共用等現(xiàn)象。(2）層次合理。一次設(shè)備改造往往要求能夠?qū)崿F(xiàn)"二遙"或"三遙",保證設(shè)備間具有合理的預(yù)留空間,提升設(shè)備安全性:要確保接口的分布,尤其是接口設(shè)計留有余量,避免設(shè)備更新、升級等過程中缺少拓展接口:設(shè)備性能上要增強主站功能,對配網(wǎng)中的各項自動化設(shè)計項目進行拓展和完善,保證自動化體系能夠與通信裝置、輸配電裝置等結(jié)合。

2配網(wǎng)自動化一次設(shè)備的改造方案

2.1一次設(shè)備的內(nèi)容

配網(wǎng)自動化要對斷路器、母線、互感器、變壓器等進行合理設(shè)計,依照實際運行需求做好線路設(shè)置和故障分析,借助自動化裝置完成故障的預(yù)防和處理,從而提升配網(wǎng)自動化運行的穩(wěn)定性。

配網(wǎng)自動化一次設(shè)備選型中需要強調(diào)斷路器的選型。斷路器作為智能保護的重要裝置,其設(shè)計和運行直接影響著配網(wǎng)自動化的可靠性。常規(guī)設(shè)置過程中需要對斷路器的結(jié)構(gòu)進行分析,細化斷路保護系統(tǒng)的智能識別單元、控制單元、數(shù)據(jù)處理單元等設(shè)計,從而確保斷路器能夠在在線監(jiān)測基礎(chǔ)上快速進行過流、過壓保護,使配電網(wǎng)線路處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)。

我國配網(wǎng)自動化設(shè)置過程中還借助雷電監(jiān)測系統(tǒng)、GIs狀態(tài)監(jiān)測等對配網(wǎng)自動化運行狀況進行實時監(jiān)測,借助光脈沖頻率和GIs技術(shù)分析系統(tǒng)中的電流情況,對配網(wǎng)自動化異常問題進行及時處理,為配網(wǎng)自動化運行奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2一次設(shè)備改造設(shè)計

為進一步提升配網(wǎng)輸配電性能,在配網(wǎng)自動化一次設(shè)備改造過程中需要對開關(guān)柜、零部件等進行優(yōu)化,依照線路設(shè)計、運行要求等適當調(diào)整上述設(shè)備裝置,以保證系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定狀態(tài),增強配網(wǎng)輸配電的可靠性。

2.2.1主站方案設(shè)計

結(jié)合配網(wǎng)圖紙、運行情況綜合考慮是否能夠進行配電自動化主站改造,在"手拉手"輸配電要求下做好"集中采集、分區(qū)應(yīng)用"的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)構(gòu)建。改造過程中首先要對一次設(shè)備、線路進行分析,設(shè)置饋線自動化裝置,在線路中安裝自動定位設(shè)備,分別對主干線、混合線路運行狀態(tài)進行監(jiān)測,實現(xiàn)"二遙",將饋線自動化與GPRs定位結(jié)合,提升自動化監(jiān)測和控制的可靠性:其次,要對配套設(shè)備自動化監(jiān)測裝置進行改造,形成完整的自動化遠程工作站,確保智能監(jiān)控"三遙":最后,要在主站中做好智能監(jiān)測通信體系的構(gòu)建,在配電房、電纜分接箱上安裝故障定位裝置,實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的全面覆蓋。

2.2.2開關(guān)改造

本次研究過程中主要針對配套開關(guān)研究配網(wǎng)自動化一次設(shè)備零部件改造的主要內(nèi)容。

(1）可靠性分析。開關(guān)柜改造后往往需要對內(nèi)部開關(guān)進行更換,依照自動化設(shè)備要求合理選擇開關(guān)并調(diào)整線路結(jié)構(gòu),確保智能化控制的安全性和可靠性。如某配網(wǎng)開關(guān)柜主要選用ABB型開關(guān),在運行過程中往往容易出現(xiàn)電流型開關(guān)與智能控制要求不匹配問題,影響控制效果,需進行柱上開關(guān)改造。

(2）改造方案。一般設(shè)計使用過程中可以盡量選取電磁控制類型開關(guān),通過電磁控制裝置提升開關(guān)反應(yīng)的靈敏度和準確度,并配合真空滅弧類裝置,減少電磁控制過程中可能出現(xiàn)的漏電問題,增強配網(wǎng)自動化的安全系數(shù):可以適當選擇數(shù)字控制類型開關(guān),借助數(shù)字控制裝置開展自動化控制,同時配置相應(yīng)的數(shù)字傳輸裝置,及時對配網(wǎng)運行過程中的各項數(shù)據(jù)進行分析,提升控制操作的合理性、科學性和有效性。在實際運行過程中為了減少電流開關(guān)對開關(guān)柜運行的影響,可以適當選用多股絕緣線,通過絕緣保護裝置、密封裝置增強實際線路的絕緣防控效果。除此之外,還可以設(shè)置相應(yīng)的閉鎖裝置、聯(lián)動裝置等,在出現(xiàn)漏電后能及時切斷。

3配網(wǎng)自動化一次設(shè)備改造的應(yīng)用

3.1配網(wǎng)概況

某配電網(wǎng)主要負責縣級輸配電,用戶分布區(qū)域較為集中,輸配電壓力較大,其具體設(shè)備情況如表1所示。

表1某配電網(wǎng)一次設(shè)備概況

由于功率較大,在配網(wǎng)輸配電運行過程中非常容易出現(xiàn)由于設(shè)備選型、線路老化等問題造成的輸配電中斷現(xiàn)象,導致用戶用電滿意度大打折扣。相關(guān)資料顯示:僅2018年該配電網(wǎng)就出現(xiàn)重大輸配電故障3次,整體穩(wěn)定性較差,急需進行配網(wǎng)自動化一次設(shè)備改造。

3.2一次設(shè)備改造方案應(yīng)用

(1）系統(tǒng)建設(shè)。為提升配網(wǎng)自動化的穩(wěn)定性,在系統(tǒng)設(shè)置過程中該配網(wǎng)構(gòu)建了集主站sCADA、饋線故障處理、事故預(yù)防、在線瀏覽等于一體的綜合型自動化監(jiān)測體系,其具體情況如表2所示。

表2某配網(wǎng)自動化檢測體系

該系統(tǒng)借助遠程工作站將區(qū)域用戶用電情況、配網(wǎng)輸配電數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等傳輸?shù)阶詣踊髡局?對比配網(wǎng)正常工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史信息、風險預(yù)警閾值等確定是否存在輸配電異常,將數(shù)據(jù)反饋到在線瀏覽工作頁面中,為管理人員提供決策支撐。

(2）開關(guān)改造。某配網(wǎng)系統(tǒng)主干線電源側(cè)主要選用電壓電流型開關(guān),在改造時需要保證開關(guān)與斷路器匹配,可在主干線電源側(cè)設(shè)置電壓電流型斷路器,其他區(qū)域可適當選用電壓電流型負荷開關(guān),保證各區(qū)域配網(wǎng)自動化改造方案與實際自動化運行要求一致,如自動化終端、PT電源、柱上開關(guān)等。

配網(wǎng)自動化設(shè)計中,在主干線電源測1/3位置附近設(shè)置電壓電流型斷路器,在2/3位置附近設(shè)置電壓電流型負荷開關(guān),在其他線路上依照具體長度分別設(shè)置自動化控制開關(guān)。分支線故障較為頻繁的區(qū)域依照故障情況選擇自動化負荷開關(guān),一條支線上負荷開關(guān)數(shù)不超過兩臺,以降低主干線開關(guān)跳閘的可能性,提升輸配電的可靠性。

除此之外,該配網(wǎng)輸配電功率較大,在實際自動化改造過程中一次設(shè)備負荷較高,需要做好零部件的絕緣防護。為此,配網(wǎng)運行過程中采用絕緣介質(zhì)箱體對開關(guān)高壓和低壓區(qū)域進行密封,并在開掛區(qū)域內(nèi)部設(shè)計閉鎖裝置和互聯(lián)裝置,通過真空滅弧室和隔離斷口實現(xiàn)輸配電的雙重保護,避免漏電造成零部件擊穿。與此同時,該配網(wǎng)還對主要開關(guān)進行調(diào)整,其具體調(diào)整后的技術(shù)參數(shù)如表3所示,增強了零部件整體性能。

表3某配網(wǎng)主要開關(guān)調(diào)整后的參數(shù)

3.3效果評估

一次設(shè)備改造后該配網(wǎng)安全性、可靠性明顯提升,2019年上半年并未出現(xiàn)重大輸配電故障,自動化裝置共發(fā)現(xiàn)輸配電問題36起,自動保護31起,5起直接通過監(jiān)測系統(tǒng)報警裝置將異常信息反饋給管理人員,經(jīng)現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)為線路老化、設(shè)備老化、線路閃絡(luò)、雷電天氣等導致,均結(jié)合具體問題進行了處理,配網(wǎng)運行效益明顯提升。

4結(jié)語

配網(wǎng)自動化一次設(shè)備改造能夠從根本上改善配網(wǎng)運行質(zhì)量,借助一次設(shè)備自動化改造提升智能監(jiān)測、智能控制效果,對輸配電過程中的各項問題進行反饋,減少運行中可能出現(xiàn)的設(shè)備及線路故障,大大提升了用戶用電滿意度。上述裝置的改造還能夠有效提升系統(tǒng)性能,實現(xiàn)負荷調(diào)整和優(yōu)化,降低傳統(tǒng)輸配電中的線損,真正實現(xiàn)了"手拉手"配電、高效益用電,使我國配網(wǎng)建設(shè)邁上了新臺階。