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进入信息时代之后,科学技术飞速发展,人们的思想观念和生活方式都发生了很大的改变,在这样的背景下,我国电网自动化技术也取得了不小的发展,取得了一定的成效。自动化以及计算机技术的发展,为城市电网配电自动化系统建设提供了技术支撑,但是也面临着严峻的安全挑战,还有一系列的安全问题已经技术问题亟待解决。提起电网自动化,大多数人都不会陌生,但是在科学技术飞速发展的今天,我们也应当意识到,电网自动化建设需要一个长期的过程,并不能一蹴而就。今天,我们享受到的很大一部分的电力服务都还是数十年前的电网设备提供的,在电子设备更新换代速度如此之快的今天,依托数十年前的电网设备给整个城市供电必然要冒着巨大的风险,因此包括我国在内的很多国家都在对老化的电网及其效率、各种环境因素等进行管控,从而一步步改造电网,朝着电网自动化迈进。
1.2配电自动化的通信系统设计存在缺陷
通信系统是实现配电自动化的重要部分,配电自动化系统依靠快速有效的通信手段将指令传递给远方的终端,远方的终端再将信息反馈给指控中心才能实现配电网络的正常运转,如果将配电自动化网络比作身体,那通信系统就是神经中枢,因此,建设配电自动化必须有合理的通信系统设计。但是目前,我国配电自动化的通信系统设计还存在很多缺陷,难以实现信息的实时传递和快速查询,阻碍了配电网络功能的正常发挥。
2解决配电自动化系统存在问题的有效对策
2.1提高配电自动化系统的安全性
安全问题一直是配电自动化系统建设需要重点解决的问题,为了提高配电自动化系统的安全性,要从硬件和软件两方面下手。首先要将网络安全和加密作为关注的焦点,运用现代化的手段设计系统安全方案,利用高级物理安全实现无可比拟的低成本IP保护,从而预防克隆以及外设安全认证,还可以通过双向安全认证、多层加密和物理篡改检测等方法预防电网遭受网络攻击。为了保护硬件的安全,从硬件的制作、安装到最后的销毁,产品整个的生命周期都要使用安全的材料并制定周密的安全保护方案,从而防止制作时的合作伙伴访问私钥,防止他人开发攻击系统的途径。
2.2完善配电自动化的通信系统设计
通信系统是配电自动化系统的神经中枢,如果没有合理有效的通信系统,配电自动化系统的正常功能就难以实现。厦门采用基于GIS的配电通信网络管理系统,这一套管理系统分为两个部分,一部分集成在电网GIS平台之上,可以对配电通信线路资源进行图形管理,使工作人员能够直观地了解到当前路线的地理连接情况和逻辑拓扑结构等信息;另一部分与GPMS系统集成,能够实现通信设备的台账资源管理。在这个通信系统的支持下,配电自动化人员通过电脑可以快速而便捷地查询到相关汇接点通信资源的使用情况,包括光缆数量、通信设备数量、端口使用情况等,为自动化方案的设计提供了参考。随着科学技术的发展和科学研究的进一步深入,现阶段通信系统设计中存在的缺陷定能被一一改进。
2中国配电自动化技术的发展现状
2.1智能电网总体结构设计缺乏严谨性
智能电网设计缺乏一个较为科学合理的设计方案来对电网建设进行规划调整,在进行智能电网设计时没有进行全面、系统的电力分析,导致了部分智能电力电网的设计不严谨,实用性上存在不足,从而对电力负载的运行转供有了误差影响,降低了智能电网运行的稳定性。
2.2智能电网分布不均衡
在中国的中部、西部地区,智能电网的分布较不平衡,妨碍了整体电力电网事业的发智能配电网建设中配电自动化技术的研究与应用探讨文/邓雄在智能配电网的建设中,配电自动化技术起着重要的作用,是控制整个智能配电网稳定运行的技术基础。因此,加强对配电自动化技术的研究力度能有效加强中国智能电网的建设发展。结合我国电力信息技术系统的发展形势,从创新性的角度对智能配电网建设中配电的自动化技术进行了探讨和研究。摘要展进步。智能电网的分散建设造成了光纤覆盖率不均衡等情况。
2.3自动化配电技术发展不完善
从技术角度出发来看,中国的配电自动化技术发展落后于世界领先水平,尤其是自动配电装置的研发尚不具备自主独立的技术基础,造成了在智能电网的建设中不能对电力大小的调配进行及时准确的控制,造成了智能电网运行共组的不稳定性。
3对于中国智能配电网建设中自动配电技术发展建议
目前中国的智能配电网建设具有较大的发展潜力,需要相关电力技术人员加强对配电自动化技术的研究力度,在政策的鼓励以及相关设备得到及时财政支持的同时,加速推进在智能电网建设中的配电自动化技术发展。通过研究分析,笔者对加强在智能电网建设过程中的自动化配电技术的应用提出了几点建议。
3.1建立电力信息技术信息系统的统一管理
首先要建立起电力信息技术信息系统的统一管理,以便于各个分部之间能够更好更快的进行交流。提升配电自动化中的自动化策略中电力信息技术的比重,提升配电自动化中电力信息技术的比重,更好更有效的发展电力系统和配电自动化中的自动化策略。更好更有效的发展电力系统和配电自动化中的自动化策略。实现了统一管理,各部门的行为判断会得到高度的统一,从而实现在智能电网的运行中能够起到集中管理。及时对电网的运行做出科学化指示,统筹主计算机端的计算数据对电网运行进行控制。
3.2分配好电力系统各部门间的信息自动化领域
让部门和企业之间的信息共享问题成功解决,提高电力信息技术信息系统的统一管理能有效地提高配电自动化中的自动化策略的稳定性,并将电网的运行环境进行合理科学的调控,从而确保配电自动化中的自动化策略的安全可靠性。同时,实现电力信息技术信息系统的统一管理也让数据的传递速度有所提升,信息失真的问题也会有所减少和降低,继而进一步的让配电自动化中的自动化策略的安全度在整体上面得以提升,让电路系统的优质运行得到保证。此外,电力信息技术信息系统的统一管理也使得浪费成本的问题得到了很大的改善。
3.3充分运用互联网技术
运用互联网技术使得智能电力系统趋以完善,真正实现低投资,高收益。对互联网进行有效利用的使用和构建,对电力系统以及相关网络的安全性有保证,并使得安全性有所加强,以此会让配电自动化中的自动化策略中电力信息技术的应用收效更加显著。同时必须要让网络的漏洞可以得到组织,否则有可能会受到严重的损失。此外,以互联网为前提,能够让每个片区以及部门的管理者,都可以对整个电网和整条线路实时了解,因此集成网络技术系统的应用,还能够通过互联网技术的纳入使得整个电网信息的集中度得到有效提升。
4智能电网中的自动化配电技术应用实例分析
现以贵州省贵阳市某智能电网建设中心为例,贵州省的智能电网行业发展落后于国内平均水平,技术层面上存在着一些缺陷,不能满足贵州人民对于智能电网的需求,因此需要加强自动化配电技术在智能电网建设中的应用,分析其在智能电网建设过程中对配电自动化技术的应用。贵州省目前该电力企业首先明确了配电自动化在智能电网的运行中具有十分重要的作用,并引进了一批较为先进的自动配电装置,以及与之配套的安全保护装置。其中安全自动装置是在智能电力系统发生故障和不正常运行的情况时,用于快速切除故障,消除不正常状况的重要自动化技术和设备,以保证智能电网运行的安全性的一种装置。贵州省该电力企业成立了专门的自动化配电技术控制中心研究小组,致力于研究继电系统能以最短时限将故障或异常从系统中切除的可能性,实现配电自动化中的自动化策略的高度安全和可靠性。因此该电力公司的智能电网一直处于稳定状态,其引进的安全保护装置能及时对智能电网进行故障监控。同时该企业引进的自动化配电装置能对输出电压进行敏锐感知,智能调整电压值,从而确保电能不会被过多损耗。
2自动化通信系统的主要功能及可行性分析
配电终端互相间的通信,就是指各FTU能够实现与所属TTU互相间的通信。因为各FTU与其所属TTU距离比较小,电缆通信方式作为一种性价比很高的通信手段,具有高度的稳定性,所以可在各FTU与所属TTU间设立电缆,并应用RS-485的通信方式。对于通信系统的介质,应选用具有屏蔽功能的普通通信电缆及双绞线。各FTU将从所属TTU收集到的信息、数据不予任何加工、处理,直接传送到主站系统,统一由主站系统进行数据的加工、处理。相反,来自配电网中心主站的指令下达到对应的FTU,经过FTU的判断,当为FTU指令时,将由FTU作出回应;经过FTU的判断,如果为TTU指令时,则FTU需要把指令传送给TTU,这是应由TTU作出回应。原因是FTU不会对属于TTU的指令做出任何回应,因此,针对FTU及TTU的应用类型不会受到任何限制。到2010年,国内供电企业基本已建成覆盖全部变电站的光纤通信网。以此为基础,以变电站为起点建设10kV线路段的电力通信网,即可完成配网段的电力专网。配电自动化通信系统的可行性主要体现在技术方面,即光纤、PON技术已经成熟,供应厂商有华为、中兴等知名企业,在电力行业中已有很多应用实例,是国网公司电力光纤、配电自动化、调度通信系统等项目的推荐技术。无线宽带方面,国内有自主知识产权的Mcwill、LT800产品,也有Wimax等国际标准产品,且已在少数省网公司的用电信息采集系统以及铁路、机场等工业专网中有所应用。
3通信系统自动化技术规约
因为馈线自动化系统中具有多个通信点,然而通信的数据信息量太少,所以这种在调度自动化过程中选用相对较多的循环式CDT规约以及查询式的POLLING花费时间过长的办法并不适合实际问题的解决。当前,世界电工委员会确定的IEC870-5-101规约是目前来说较为适合配电自动化系统的通信规约。
3.1IEC870-5-101规约用户数据分类
在自动化的配电系统信息数据传输中,对于很多信息数据极为重要,必须立刻进行传输,它们拥有很高的传输优先性;而对于一些数据信息传输的优先性很低,可以进行比较慢的传输。从以上原则的角度考虑,在实际配电自动化系统中,为了确保优先、迅速传输事故状态数据信息以及迅速实现事故识别,并迅速完成事故状态的隔离及恢复供电,把负荷开关的变更状态及电力系统的事故信号等关键信息作为优先数据信息来进行解决;而电流、电压以及功率等其它的测量量则作为二级的用户数据信息来进行解决;对于有关脉冲量及统计量都为视为慢数据信息来进行处理。
3.2通信系统规约程序流程
对于主站向终端的指令时有初始化、对时、总召唤、一级数据信息查询、二级数据信息查询、刀闸(或为开关)以及全站总复归等等,而对于终端的回应报文则有遥测量、遥信量以及确认等。通过初始化等相关步骤,主站方面就可针对终端进行常规的报文询问,此后将依据回答报文以及标志位的不同,发射出不同的报文,以此得到所需要的数据信息。IEC870-5-101规约在平衡传输过程中,询问呼唤二级用户信息数据变化以及定点呼唤每组返送的信息数据有没有FT1.2帧长样式操控中的要求访问位ACD-1。当出现上述情况,主站则利用“请求一级用户信息数据”来向终端实施请求。IEC870-5-101规约处在非不平衡的传输过程中时,将会应用快速-校对、验证-过程采集一级用户的数据信息。
4配电自动化通信技术优势
综合运用EPON、宽带无线、PLC、WSN等技术率先建立基于复合通信的电力用电信息实时采集系统,建设跨业务“配用电一体化通信网络平台”,开展配网自动化建设,可有效促进电网安全、可靠、高效供电,提高服务水平。从技术与实践两方面研究电力通信网建设方式和运维模式,对建设具备系统自愈、用户互动、高效运行和分布式能源灵活接入等功能的智能电网具有决定性作用。
(一)有信道的故障区段定位模式
有信道的故障区段定位模式是指在故障发生后,依靠各分段开关处具有通信功能的柱上开关控制器FTU(FeederTerminalUnit,馈线终端单元)之间或FTU同配电主/子站之间通过通信设备交换故障信息,判断故障区段位置。这种模式包括基于主/子站监控的集中(远方)判断方式和基于馈线差动保护原理的分散(就地)判断模式。基于主/子站的集中判断方式是以配电自动化监控主站/子站为核心,依靠通信实现整个监控区域内的数据采集与控制。基于馈线差动保护原理的分散判断方式是当故障发生时,各保护开关上的FTU利用高速通信网络同相邻开关上的FTU交换是否过流的信息,从而实现故障的自动判断与隔离。
(二)无信道的故障区段定位模式
无信道的故障区段定位模式是通过线路始端的重合器同线路上的分段开关的配合,就地自主完成故障定位和隔离功能,它包括重合器同过流脉冲计数型分段开关配合、重合器同电压时间型分段开关配合以及重合器间配合等实现方式。重合器同过流脉冲计数型分段开关配合的方式:过流脉冲计数型分段器不能开断短路电流,但能够在一定时间内记忆重合器备开断故障电流动作次数。重合器同电压时间型分段开关配合的方式:故障时线路出口处的重合器跳闸,随后沿线分段器因失压分闸,经延时后重合器第一次重合,沿线分段器依次顺序自动加压合闸,当合闸到故障点所在区段时,引起重合器和分段器第二轮跳闸,并将与故障区段相连的分段器闭锁在分闸位置,再经延时后重合器及其余分段器第二次重合就可以恢复健全区段供电的目的。重合器配合的方式:重合器方式延续了配电网电流保护的原理,自线路末端至线路始端逐级增加启动电流和延时的整定值,实现逐级保护的功能。
(三)有信道集中控制与无信道就地控制相结合的混合模式
有信道集中控制与无信道就地控制相结合的混合模式是结合前面两种模式的特点,对于以环网为主的城市配电网,当系统通信正常时,以集中判断方式为主,当通信异常时,可以在配电终端就地控制;对于农电县级配电网,一次网络既有环网供电,更多的是辐射型供电方式,因此放射形网络的故障定位选用无信道的就地判断方式,环路网络采用集中判断方式。
二、目前配电自动化中故障区段定位手段的特征比较
基于有信道故障区段定位模式的配电自动化系统由于采用先进的计算机技术和通信技术,正常情况下可以实时监控馈线运行情况,实现遥信、遥测、遥控功能及平衡负荷;故障情况下可以综合全局信息,快速完成故障的志别、隔离、负荷转移和网络重构,避免了出线开关多次重合对系统的影响,适用于配电网络结构复杂、负荷密集地区的配电管理系统。但它的缺点是故障的判断和隔离完全依赖通信手段,对通信速率和可靠性要求高,需投入资金较多;通信设备或主站任何一个环节出现问题都有可能导致故障紧急处理的全面瘫痪。
无信道的故障区段定位模式将故障处理下放到设备层自动完成,根本上消除了通信设备可靠性环节对定位功能的影响,具有原理简单,功能独立,封装性好的特点,并且投资比有信道的方式少。重合器同分段开关配合方式的缺陷在于判断故障所需的重合闸次数较多,故障产生的位置距离电源越远,重合闸次数和故障判断时间很长,难以达到馈线保护功能对故障处理快速性的要求;重合器配合的方式通过各开关动作参数整定配合判断并切除故障,无需出线重合器的多次重合闸,但由于配电网存在线路短,故障电流差别不大的特点,容易引起故障时的越级跳闸;并且越靠近出线侧的重合器故障后延时分闸时间很长,不符合故障处理快速性的要求。
有信道和无信道混合模式结合了两者的优点,可以根据地区配电网的时间情况进行有效组合;但它的缺点是存在着控制实现困难、结构复杂的问题,并且不经济。配电自动化系统中,无信道的故障区段定位模式由于减少了通信环节,在故障处理的可靠性和经济性方面都要优于有信道的模式;但故障区段定位过程需要多次投切开关的缺点限制了它进一步提高供电可靠性的能力。
三、基于暂态保护的配电网故障区段定位方法研究进展
目前配电自动化系统所采用的故障区段定位方法延续了电力系统继电保护中电流保护的核心理念,其构成原理建立在检测故障前后工频或接近工频的稳态电压、电流、功率方向、阻抗等电气量的基础上,此领域的研究工作也是围绕着如何提高这种原理的性能展开的。实际上,由于输电线路具有分布参数的特性,当电网发生短路故障时,线路在故障的初始时刻一般都伴随着大量的暂态信号,故障后的初始电弧以及在电弧最终熄灭前的反复短暂熄灭和重燃会在线路上产生较宽频带的高频暂态信号;行波由色散产生的频率较集中的高频信号发生偏移和频率分散,会产生频带较宽的高频信号。这些在故障过程中产生的暂态高频电流电压信号含有比工频信号更丰富的故障信息,如故障发生的时刻、地点、方向、类型、程度等。但由于故障暂态信号具有频带宽,信号幅度较工频微弱,且持续时间短的特点,受信号提取和分析手段的限制,在传统的保护方法里被当做高频噪声滤除掉。但是,随着信号提取及分析技术的快速发展,基于暂态保护原理的故障处理技术越来越受到人们的重视。
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2配电自动化管理系统需注意的问题
①规划和建设好配电网架:规划和建设好配电网架,是实现配电自动化及管理系统的基本条件。常用的配网接线有树状、放射状、网状、环网状等形式,其中环网接线是配网最常用的一种形式。将配电网环网化,并将10kV馈线进行适当合理的分段;保证在事故情况下,110kV变电容量、10kV主干线和10kV馈线有足够转移负荷的能力。
②解决好实时系统与管理系统的一体化问题:由于配电自动化(DA)涉及的一次设备成本较大,目前一般仅限于重要区域的配网使用,而AM/FM/GIS则可在全部配网使用。若使用一体化可通过AM/FM/GIS系统在一定程度上弥补DA的不足,故配电自动化及管理系统的实时SCADA和AM/FM/GIS的一体化颇为重要。所谓一体化,是指GIS作为计算机数据处理系统平台的一个组成部分,整个系统的实时性和数据(包括图形数据)的一致性得以保证,使得SCADA和AM/FM/GIS通过一个图形用户界面(GUI)集成在一起,从而提高系统的效率和效益。
③配置合理的通信通道:通信系统信道的选用,应根据通信规划、现有通信条件和配电自动化及管理系统的需求,按分层配置、资源共享的原则予以确定。信道种类有光纤、微波、无线、载波、有线。主干线推荐使用高中速信道,试点项目建议使用光纤。
④选择可靠的一次设备:对一次开关设备除满足相应标准外,还应满足配电自动化及管理系统的要求:第一三遥接口。模拟量接口:电流互感器或电流传感器,电压互感器或电压传感器;状态接口:开关分、合状态,开关储能状态,SF0压力状态;控制接口:分闸控制,合闸控制。第二操作电源。满足开关操作时的电源供应:交流失电后,与控制设备配合能满足数据通信和故障隔离、恢复供电对动作次数的要求。
3配电自动化的发展趋势
①从多岛化到集成的配电管理系统DMS:传统的配电自动化,是由一些单项、分散的多岛自动化所组成,功能相互重叠、数据不能共享、通道不能借用、功能不能互补。借助计算机通信和网络技术把单项自动化系统相互连接起来,例如将配电网数据采集和监控(SCADA)、负荷管理(LM)和管理信息系统(MIS)通过少量接口转换实现互联而组成一个混合系统。解决问题的最佳途径,即遵循“开放系统”最大限度地保护用户原有硬软件投资的原则,采用开放系统结构(OSA),实现多应用系统产品厂家系统集成的道路。
②配电网优化运行:电力市场的不断完善迫使电力企业以效益为目标,把工作重心转移到效率管理、降低成本和为用户提供优质服务上。这使得供电企业必须不断地分析电网的运行性能、制定电网优化运行方案。
③定制电力技术的应用:定制电力(CustomPower)技术是NarainG.Hingorani任职于美国电力科学研究院(EPRI)时和柔性输电(FACTS)技术一起提出的。其核心内容是电力电子设备的应用。该项技术可解决电压突升、突降和瞬时断电等配电系统扰动所引起的种种问题,可补偿电压下降及短时断电,对谐波进行有效的滤波,补偿相电流的不平衡,改进功率因数,其对提高供电质量方面有着广阔的前景,值得研究。
引言
电力系统包括发电、送电、变电、配电以及相应的通信、安全自动、继电保护、调度自动化、配电自动化等设施。电力系统的根本任务,是在国家发展计划的统筹规划下,合理开发利用动力资源,用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。
一、配网自动化系统功能要求
配电自动化系统的建设经验告诉我们,系统建设的成败不在于采用的技术的先进程度,而是在于配电自动化的实用性问题。配电网属于电力输送的末端,配电线路的重要性不能和输电线路相比,但是设备数量众多。实用的新型配电监控自动化系统在技术要求上应该考虑以下几个方面:
l、功能实用化。论文大全。鉴于目前配电高级应用功能并不实用,供电部门一般在相关应用上采取审慎的态度,在建设初期中一般只进行最基本的网络拓扑功能的建设,就是到工程结束,也仅仅实现网络拓扑、潮流计算、负荷预测、安全经济运行分析及可视化展现等功能,将建设重点放在了尽量实现最大范围的配电设备监控,减轻运维工作量和系统的复杂程度。论文大全。
2、故障处理不苛求。现有配电自动化系统中没有过多的考虑线路故障的自动恢复功能。由于目前的配电模型很难搭建完整,线路现状有时也不允许供电网络的自动重构,而且在一些情况下网络的自动重构可能还会引起更大的故障,但在新建设的线路上则提出必须按照可以进行自动重构的功能要求来规划建设。论文参考。
二、系统总体设计
2.1总体原则与目标
新型实用化配电自动化系统应综合当地配网结构、设备状况、社会用电需求和可靠性指标要求等多方面因素,坚持以“经济实用、技术先进、因地制宜、分步实施、合理利用、适当改造、统筹兼顾、协调发展”为指导原则。
配电自动化系统建设的总体目标是建设一个完善的、先进的、可持续发展的配电自动化系统。能够实现配网线路故障的快速定位、隔离和恢复供电,缩短配电线路故障停电时间,为配网运行提供现代化的管理手段,提高配网运行管理水平和工作效率,提升用户满意度和客户服务水平,切实提高用户供电可靠性。
2.2系统软件配置
2.2.1配网运行监视
实现配电网络的实时运行监视。把10kV馈线沿线设备(主要指开关设备)的开关位置信号、故障指示器信号等遥信量信息,以及电压、电流、功率、电能、供电质量等遥测量信息汇总到配电自动化主站系统(或有人机交互界面的配电子站),对配电网运行状况进行监视。如发生故障,能够根据遥信、遥测信息综合分析,诊断出故障区段范围,指导工作人员尽快到达故障地点,实施必要故障处理措施。
2.2.2馈线自动化
馈线自动化是指利用自动化装置及系统,监视馈线的运行状况,及时发现线路故障,迅速诊断出故障区域并将故障区间隔离,及时恢复对非故障区域的供电。实现馈线自动化的前提条件是监控对象必须具备“遥信、遥测、遥控”的三遥技术条件,能够实施远方遥控动作。论文大全。论文参考。
2.2.3配网分析软件
实现基本的网络拓扑、潮流计算等功能,并将这些功能融合进基本的配电网的操作,如负荷转供、线路闭环监视等,并实现基本的调度作业管理及供电质量统计分析等,以加强调度操作的智能化,方便调度人员的操作,强化安全运行、经济运行。
2.2.4实时信息
主要实现配网实时信息的有效,方便管理、维护人员及时注意相关设备状况,查询、浏览各类历史及统计数据等。
三、配网运行管理系统
3.1配网运行管理与信息整合
按照IEC61970/IEC61968中规定的CIM/CIS的标准要求,以设备统一编码为基础,对供电局的相关系统,如营销系统、配网自动化、负控系统、配变监测系统、计量遥测系统、GIS系统、配网生产MIS系统、95598客服等系统数据进行集成。配电SCADA、计量、负控等系统的实时、历史数据可以根据设备所属关系在集成应用系统地理图上统一显示。论文参考。
3.2配网运行集成分析
1、多类客户停电分析
在配网运行管理系统上实现了对于用户停电的全部管理,包括预安排停电、SCADA设备故障信息、用户保障信息、错锋线路信息,通过GIS系统配变与营销系统的关联,查询用户信息,在统一的平台上实现用户停电的分析、统计,停电用户短信通知以及停电影响用户的分析。
2、停电管理
停电管理应该具有停电显示、停电模拟、停电分析、复电情况分析、辅助停电方案、统计分析预测故障等功能模块。
3、倒闸方案与调度操作票
系统具有自动和手动生成倒闸操作票的功能。调度员判断故障地点后,通过系统自动生成故障隔离/倒闸建议。调度员也可手动生成倒闸操作票,通过设定倒闸前及倒闸后的状态,根据安全规则推导出倒闸步骤。对于己生成的倒闸步骤,可以根据安全规则及设备的过负荷状态分步校验,由倒闸方案生成调度操作票。
4、供电可靠性分析
提高用户供电可靠性必须采取大量有针对性的技术、管理、电网建设等措施,可靠性相关的信息种类多、来源广、时效性强,及时、准确地获取、统计供电可靠性数据难度很大。通过集成系统可以实时获取电网运行监控系统如配网Scada、负控等的电网停电信息,依托配网GIS及配网生产MIS系统中的电网基础数据,及时、准确、可靠、一致的分析、统计电网可靠性指标数据。
3.3统计分析及辅助决策
整个配网运行管理系统中各类业务产生的信息大量而且复杂,如何在这些信息中找到业务和工作的改进方向是辅助决策应用要解决的问题。
通过综合查询,预制多个查询条件和过滤器使用户能够方便的找到各个业务集成后的信息。
通过主题信息分类,定期执行预先定义的统计分析并存储结果报表,可以有效提高统计分析的效率。
开发活动的统计报表,进行提供向下挖掘钻取的方法,使统计报表能够层层钻取深入分析原因所在。
结论
为供电企业的一个重要的自动化系统,配电自动化系统覆盖了供电企业生产的各个方面。配电自动化系统的建设,对于实现配电运行的透明化,提高供电可靠性,提高配电网的运行管理水平,以及对于配电网的规划建设,都有着重要的意义。新型实用配电自动化系统的建设,必将对供电企业提高社会服务质量,提高工作效率和企业效益,发挥巨大作用。
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供电可靠性指标直接体现供电系统对用户的安全、可靠的供电能力,是供电系统规划、设计、基建、设备改造、生产运行等方面的综合体现。
一、农村配电网运行检修管理存在的问题
(一)有关规程需修订。
配网现行的架空线路及设备运行规程是原能源部1988年颁发的,而目前配网的接线方式,设备性能等都发生了很大变化。规程所涉及的内容显然不能满足运行管理需要.如在真空开关、SF6开关设备绝缘线路的巡视管理等方面都是空白,而运行单位制定现场运行规程时也只能在现有部颁规程的基础上编制,要在运行管理上有新的突破,应自下而上逐级征求章见,修订配网现行的架空线路及设备运行规程。
(二)检修人员和数据管理存在问题。
当前配网设备的装备水平有了很大改善,但维护检修人员变化大、业务素质提高慢,出现技术断层,配网管理中重要的基础数据和运行经验难以得到较好的记录和总结。运行管理工作比较被动,对提高运行管理水平形成制约。
(三)设备选型不规范.
在以往的农网建设改造期间,配电网虽进行了大且设备的更新换代,但设备选型却不规范.如自动化设备、配电设备选自五六个厂家,产品虽然按国标设计,但运行状态有好有坏。
(四)检修模式待完善。
目前配网线路设备的缺陷检修一般都是以班站为主组织开展,受施工等因素影响,缺陷消除比较缓慢,容易造成配网线路多次重复停电,因此要逐步改变原有的检修模式。
二、加强农村配电网运行检修管理的建议
县供电企业应该加强供电可靠性的管理,不断提升安全、可靠供电水平和企业的服务质量。笔者以为,提高10千伏配网的供电可靠性,要注重解决好以下三方面问题。
(一)科学改善电网结构
加强配网的环网运行水平,有条件的可考虑改造配电线路为“手拉手”衔接运行方式。经过城农网建设改造和年度配电线路大修改造,现在大多数10千伏配电线路主线截面增大,在满足当前负荷的情况下留有余度,这样当一条线路出现故障或计划检修时,可通过环网设备,将故障段或工作段以外的线路设备继续实施带电运行。目前,国家一流县供电企业山东省寿光市供电公司10千伏岳寺线与孙三线、城二线与新兴线等均实行了这一运行方式,有力地保证了连续供电。
科学选择开关安装位置。科技论文,农村。对单电源辐射式的配电线路,按线路负荷分布情况在主线上安装2至3台真空开关,开关动作电流按线路末端最小短路电流值选定,真空开关动作电流值前后应配合,并建立开关定值档案,当线路负荷发生变动时,相应调整真空开关的动作电流值。条件允许的情况下,在分支线首端安装分段开关设备。山东省寿光市供电公司某条10千伏配电线路带有客户50户,如有一新上客户接火停电需3个工作时,如若全线停电,本次停电将造成150个停电时户,但如果该新上户位于一个有6个客户的分支线上,而该分支线又安装了隔离开关,则只需将隔离开关断开,这样只会造成18个停电时户,同样一个工作任务,后者造成的停电时户数仅为前者的12%。
(二)努力减少线路故障
加强对配电设备的巡视。主要是检查导线与绝缘子的绑扎和固定是否牢固,导线与建筑物、树木的距离,横担、绝缘子、拉线螺栓是否松脱,导线的垂弧过松或过紧等。要建立详细的巡视记录,特别是对巡视出的线路缺陷或隐患,应限期整改。对配电变压器特别是农村配电变压器定期进行试验,对不合格的进行维修或更换;对配电线路上的绝缘子、开关、断路器、熔断器、避雷器等设备进行绝缘测试,不合格的立即进行更换。科技论文,农村。加强对辖区内蔬菜大棚膜、锡箔纸等的管理,防止其对线路的破坏。特别是对于大棚区的配电线路,在春、秋多风季节,极易发生大棚膜、锡箔纸刮到配电线路上造成导线相间短路故障的发生,要预防这类事故,应从宣传入手,可采用印发宣传标语或手册的方式,广泛深入宣传,形成全社会保护电力设施的良好氛围;与大棚种植户签订大棚管理协议书,依靠群众的力量用坚固的尼龙绳将大棚覆膜压牢、压实;依法保护电力设施,禁止在法定的电力线路防护区内新建任何构筑物。
防止外力破坏事故的发生。在居民区、交通道路旁边的电杆应采用打警示漆、建加固墩等措施,电缆通道应敷设足够的电缆桩,防止外力破坏电力线路。露天配变台架等应设置可靠遮栏,防止小动物进入配变引线侧引起配电线路故障。做好线路设备防雷措施,应认真对配电线路防雷装置下引线或接地线进行检查,接地引线应接触良好,应无开焊现象,避雷设备螺丝不应有锈蚀松动,定期测试设备接地电阻并使其符合规程要求,给开关变压器接挂防雷帽。
(三)加快事故处理速度
建立事故应急处理机制。科技论文,农村。要通过反事故演习等措施,不断提高调度人员和生产一线人员应付突发事故的能力,严格执行事故应急处理预案,缩短事故处理时间。对于修复较困难的事故,应采取切机、切负荷等措施,将故障段暂时隔离,使线路其它部分恢复供电。
对重要电力客户,或突然停电或间断供电会严重威胁人身及设备安全和具有重大政治影响的电力客户,应采用二路或以上供电线路作为备用电源,且备用线路的电源不为同一主电源。当一条电力线路发生故障停电时,备用电源应通过自动投切装置继续对客户持续供电。实行带电作业。在实际工作中,经常遇到更换线路开关、绝缘子等线路设备类工作,T接新线路以及烦琐的事故抢修等,往往停电时间较长。针对这种情况,企业实行带电作业,减少停电损失,方便电力客户。
(四)加强配电运行人员的培训工作。
使工作人员熟练掌握设备运行方面的规程规定,掌握衡番设备运行状态是否良好的标尺,要注重实战演练。科技论文,农村。
(五)加大加快新设备、新技术的应用.
自动化技术在农网应得到广泛的应用。科技论文,农村。我国各个地区实施了许多配网自动化项日,并取得了很好的效果。科技论文,农村。农村配电网自动化建设也将随着社会发展和技术设备的不断成熟而得到广泛应用。对于农村电网,辐射性配电线路占绝大多数,如果直接选用远动控制模式,通信系统建设投资规模会非常大,而选用就地控制方式的饮线自动化则更为实际。因此,县级农电企业在选择配电自动化建设方案时一定要考虑农电技术人员的实际情况,尽量满足可靠性、先进性、免维护性或少维护性的要求。
参考文献:
[1]李煜.加强农村配网运行检修管理的建议[J].电力设备,2006,(06)
中图分类号: TM642+.2 文献标识码: A 文章编号:
一.引言。
所谓的智能电器,就是将电力电子、数字信号处理、电磁兼容、数控制造、传感器、现场的总线局域网、计算机及动态模拟仿真,加入新材料和新工艺,和现场的质量监控技术进行有机结合而产生的新一代具有智能化的电器。随着我国微电子技术的快速发展,各种微处理芯片和各类通讯协议芯片、电流传感器、电压及功率电子器件等技术得到迅速提升,通过各种组合,将智能电器嵌入到低压电器中,而成为网络化、智能化和小型化的具有稳定可靠,节能环保,安全有效的新时代电器。
二.智能电器的发展及应用
我国智能电器的发展已有20多年的历史,从开始的引进、仿制和消化吸收到自主创新,其控制器的性能和断路器的极限分断能力已与国外的品牌产品一样,有些指标已超过国外同类产品。1000V以下的低压电器智能化程度较高,3kV、6kV、10kV、24kV和35kV中压电器智能化速度较慢。而110kV、220kV、330kV、500kV、750kV和1000kV高压电器由于传感器技术、电磁兼容和可靠性等方面因素,智能化水平更低一些。本文所述的智能电器主要是指1000V以下(含AC230V、400V和690V)低压电器。
目前国内低压配电柜中使用较多的智能电器主要有:智能框架断路器(简称ACB)、智能塑料外壳式断路器(简称MCCB)、智能漏电断路器(简称RCCB,又称剩余电流断路器、零序电流断路器)、智能双电源自动切换装置(简称ATSE)、智能无功功率自动补偿控制器(简称JKG、JKF、JKL和JKW)、智能数字仪表系列、智能电动机保护器、智能软起动器、变频调速器、智能型接触器、智能型CPS、智能型微型断路器和智能型防爆电器等。
智能框架断路器(简称ACB)。ACB是低压配电柜中的主开关或分支开关,我国年用量约65万台,全部是智能型的。它具有过载长延时反时限保护,短路短延时、短路瞬时保护,单相金属性对地短路保护,中性极保护,负载监控保护,区域联锁选择性保护,MCR(合闸短路开断保护),缺相及三相电流不平衡保护,过电压、欠电压、失电压和三相电压不平衡保护,需量电流、需量功率保护,过频、欠频及逆功率保护等。
随着建筑电气的发展和智能电网的建设,拥有智能化功能的低压电器越来越受住宅配电系统供应商重视。,在南京举办的第二届中国国际电工电器装备博览会上,就有很多智能化的低压电器产品亮相。法泰电器(江苏)有限公司展出的FTB1带选择性保护小型断路器.就是智能低压电器的典型代表。FTB1由法泰电器、上海电器科学研究所等联合开发.具有完全自主知识产权。该产品属于第四代低压电器.填补了我国低压终端配电系统在选择性保护领域的空白.不仅分断能力高、产品体积小.而且具有选择性保护、智能化通信功能.能满足智能楼宇和智能终端配电回路系统的使用需求。同样具有智能化功能的还有百利特精电气股份有限公司研制的VW60新一代智能低压框架断路器。VW60万能式低压断路器产品具有体积小、短路性能强、操作机构新颖和现场总线技术水平高等特点。该产品的成功开发.可促进智能化低压配电与电控成套开关设备的发展,从而推动配网智能。
四.智能电器在低压配电自动化中的应用。
1.低压电器。
传统的开关电器无法满足现代化控制与配电系统的需求,限制了现代化控制与配电系统的发展。随着电力系统自动化程度的不断提高,对开关电器提出了高性能、高可靠性、小型化、多功能、组合化、模块化、智能化的要求。
电器智能化技术几乎是与微机技术(特别是单片微机控制技术)、微电子技术、计算机网络和数字通信技术同步发展的。早在20世纪70年代末和80年代初,从世界上第一片8位单片机问世起,西欧、日本和美国就开始研究通过超大规模集 成电路技术,把单片机及其所需电路芯片制成可与电动机供电电器相结合的专用集成电路IC (Integrated Circuit)芯片,替代体积庞大的继电器控制电路,完成电动机起动、控制和多种保护功能。日本和美国在20世纪80年代中期将这种产品成功推向市场,开发出第一代智能电器产品—单片机化电动机多功能保护装置。
在智能电器发展初期,对智能电器的定义曾有过一个很不确切的认识,即“微机控制+开关电器”就是智能电器。从大多数智能电器元件和成套设备的硬件结构看,它们确实主要包含这两部分。把这类产品称为智能电器的实质是因为微机控制和现场各类参量的数字处理技术的应用,使这类产品具有了自动识别有无故障及故障类别的能力,并能根据现场情况控制开关电器的操作机构进行不同的操作。
2.智能低压电器的优点。
智能低压电器具有五大优点:
一.普通配电电器会使配电系统产生高次谐波,而智能配电电器能够消除输入信号中的高次谐波,从而避免高次谐波造成的误操作。
二.智能过载保护电器可以保护多种起动条件的电动机,具有很高的动作可靠性,如电动机过载与断相保护、接地保护、三相不平衡保护以及反相或低电流保护等。
三.智能保护继电器具有监控、保护和通信功能。
四.智能电器可实现中央计算机集中控制,提高了配电系统自动化程度,使配电、控制系统调度和维护达到新水平。
五.智能电器采用数字化新型监控元件,使配电系统和控制中心提供的信息最大幅度增加,且接线简单、便于安装,提高了工作可靠性。
3.应用。
(1)低压电器基本智能化技术。
目前,智能化低压电器基本含义主要包括以下功能,保护与控制功能齐全,兼有电参数测量,外部故障检测、报警和开关内部故障自诊断与报警,系统运行状态监控,电能使用管理等功能(或其中一部分功能)。
(2)智能配电系统过电流保护新技术。
当配电系统发生非正常过电流时,低压电器应及时断开。为了使故障停电限制在最小范围,低压电器应有选择性断开。即故障级保护电器迅速切除故障电路上级保护电器不跳闸,这对智能电网尤为重要。
(3)智能电网过电压保护技术。
由于智能电网中大量采用网络化、信息化技术及相关设备,这些设备中含有大量电子器件,相当一部分设备本身就是电子化的。它们容易受雷电和系统中其他开关设备操作过电压伤害。另外智能电网中必然包括分布式新能源系统,这些系统无论是发电设备还是控制设备同样易受过电压伤害,因此智能电网过电压保护尤为重要。
五.结束语。
目前,我国国产的低压智能电器还存在许多问题亟待解决,通过继续研发新产品,深入技术研究,拓展低压电器领域,利用新型能源技术,积极开发新能源配套的电器和控制系统,在保证产品可靠性的基础上,逐步完善产品功用,实现智能化、网络化。
参考文献:
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[4]邓健 智能配变监控终端的设计 [学位论文]2009 - 华中师范大学:电路与系统
配电自动化是通过现代电子技术和通信技术以及计算机网络技术,把配电网的实时和离线信息、用户和电网结构参数等信息安全集成,从而构成较为完整的自动化管理系统。国外配网自动化建设发展较早,技术上也相对较为成熟,对国外配网自动建设模式进行分析研究,将有助于更好地开展配网建设工作。
一、国外配网自动化建设的发展历程
上世纪50年代以前,英美国家就已经开始用人工方式操作、控制配电变电所的开关设备。50年代初,出现了时限顺序送电装置,加快了馈线故障地点的查找;到了七八十年代,电子技术空前发展,开发了各种配网自动化的设备,比如自动分段器、故障报警器等,使局部馈线实现了自动化。但是,这个时候自动化没实现远程监控。80年代才实现远程监控,同时也实现了电压调控等多种的配电自动化技术,但这一阶段因为受到电子技术限制,配电自动化系统在当时还是限于单项的自动化系统。到了90年代初,地理信息系统有了较大发展,应用到配电网管理当中,配网自动化建设走进综合发展的阶段。
二、国外配网自动化建设的模式分析
(一)美国配网自动化建设模式
美国的配电线路是以放射状为主,系统使用中性点接地的方式。其自动化建设的重心放在有效提高供电的可靠性,缩减停电的时间,改善客户服务的质量,提高用户满意度。美国配电自动化建设比较早,其主要经验是:美国国家的经济发展水平比较高,其配电网的管理技术较高,其设备水平比较高,能实现全部免维护,同样困扰到美国配电自动化建设的是电池问题。美国提高供电可靠性的最有效技术手段是实现馈线自动化。美国配网较长,其配电线路通常使用多级重合器来进行配合,且各级重合器间通过重合次数和动作电流定值的差异实现配合,其分支线路上使用分段器实现上下级配合,美国的变电站通过检测装置和可靠通讯来实现无人值守。
(二)法国配网自动化建设模式
法国配网的供电等级比较高,当前法国中压配网的等级是20kV,明显降低到线损,但是同时也导致故障率比较高,其供电的线路比较长,因此对配电自动化要求很高。法国配网基本能够实现故障区域隔离及非故障区域恢复供电,但是,法国目前的通信线路采用的是电话通信,相对比较落后,继而限制了其配电自动化的功能扩展。
(三)德国配网自动化建设模式
德国在上个世纪中叶就已经有了配网自动化的研究。德国一般采用建设方式是:选择在网架结构比较成熟的区域,通过站点优化以后,在网络的关键站点实现自动化功能,通过比较少的投资换取到减少恢复供电的时间。在电网结构较为稳定时,局部区域的网络关键点采用自动化技术。德国配网自动化建设的特点:德国低压电网通常不用自动及远程装置,供电大多采用环式供电,其结构相对较为稳定,电力系统的供电可靠性已达到较高水平,因此对配电自动化要求也就比较少。
(四)韩国配网自动化建设模式
韩国配网的网架结构是较为复杂的网状链接,配电的线路比较长,其架空线路通常使用SF6负荷开关,并且安装配套的FTU。韩国配网特点:韩国在建网过程别注重投资和回报,配置用低端的,注重发挥出配电自动化系统的作用,以产生出较高的经济效益。韩国建设配电自动化系统目的也是提高供电的可靠性,但是,建设完成以后,他们发现建设配电自动化系统不但可以带来减少停电的时间的收益,还可以通过降低网损和推迟配网投资而获得更多的收益,这使得韩国配电自动化系统建设模式变得经济效益及可靠性并重。
(五)印度配网自动化建设模式
印度电网的特点:印度的电力短缺比较严重,印度国家至今仍有将近一半的家庭用不到电,而且因为输变电的设备较为落后,其电力的损耗率也特别高。印度是电力系统发展较为落后的国家之一,进行配网建设时,印度重点是要提高配电管理系统的水平,因地制宜的选择开发了自动抄表系统,效益也很明显,基本解决了其偷电普遍、回收电费困难等问题。印度用了两年时间就实现了投资收回,值得我国借鉴。
三、国外配网建设对我国配网建设的启示
(一)我国配网建设的特点
当前,我国的配电网建设明显不足,存在严重欠账问题,继而导致全国配电网架比较薄弱。且我国的配电网建设变化大发展快,这与目前配电网供电可靠性低产生了矛盾。我国的停电一般是计划停电较多,大多是传统的周期检查人为的计划停电。我国地大物博,配网系统点多、面广、线长,结构也较为复杂。同时还存在一些问题,如配电网工作人员的素质不高、原始数据记录不全、一次网架的不合理、管理工作不完善等等。
(二)国外配网建设的启示
要提高国家配网运行和管理水平,就一定要下大力开展配网自动化建设。和国外先进水平比,我们的电网运行和管理水平还有较大差距,目前发达国家年平均停电时间通过在50分钟以下,有的甚至只有几分钟,而我国的年平均停电的时间约9个小时。要在短时间里提高供电的可靠性,就只能大力发展自动化和信息化系统建设,实现跳跃式大发展,而建设配电自动化系统就是最好的选择。
条件较好的地区,可借鉴发达国家的配网自动化建设的理念,使用配网自动化系统提高供电可靠性和管理水平。经济不太发达的地域,在配网自动化建设时一定要杜绝出现求新求全的局面,而是要根据具体的情况促进以遥信和遥控为主的建设,功能设计上,要规避盲目的以提高可靠性为配网目的,选择设备时切忌只选贵的、不选对的现象。
四、结语
配网的技术和资金实力、定位和需求都会对整个建设产生较大影响,因此很难有通用的建设模式,供电单位不能生搬硬套国外经验,而是要结合自身运行规模和生产管理的具体情况来制定建设模式。
参考文献:
[1] 姜秋海.对德国配电网的考察[J].供用电,2009,(3).
1、引言
随着我国电力行业改革的不断深入,我国电力行业在不断的进步和发展。我国相关部门已经加大了对电力行业的重视程度,而且我国已经加大了对配电自动化的投入。通过对当前我国电力行业的发展情况进行调查和研究,发现我国电力行业的发展存在着很多方面的问题,通过研究发现运用无源光网络技术,能够解决配电自动化运行中存在的问题。在配电自动化的实际运行中,无源光网络技术具有较高的应用价值,能够满足当前电力发展的需求。无源光网络技术的应用是配网自动化运行的重要趋势,符合时展的潮流。
2、配电自动化概述
在配网自动化的运行中,主要运用网络、计算机、通信技术集成的,配网管理、监控的中心层是配网主站,在整个配网自动化管理系统中,配网主站是主要管理和监控部分,对于管辖区配电终端监控设备,主要由配网子站负责,配网子站能够对相关数据进行集中的整理,其能把所有信息传输到配网主站。配网自动化系统底层是配网终端,其可以对相关信息进行监控、采集和处理。
在配电通信系统中,配网通信系统是重要的组成部分,配电通信系统是实现配网自动化功能的重要基础。一般配网通信系统分为上行数据和下行数据。配电通信系统能够实现配网子站、配网终端与配网主站之间信息的传输,从而对配电网进行实时控制。在配网自动化的实际运行中,通过运用先进的信息交换技术,有利于提高配网自动化运行的效率。在配网自动化运行中无源光网络技术具有重要的作用。
通过对当前配网通信系统的通信方式进行调查,发现具有多种多样的通信方式,通常包括:电力线载波通信、邮电本地网、无线扩频专线通信等等。但从本质来讲,配网通信系统的通信方式包括三种,即串口通信、无线通信、光纤通信,其中在配电网络自动化的运行中,串口通信已经得到广泛的应用,但其也具有一定的缺陷,例如其只能局限于宽带小的现状,其已经不能满足电力行业发展的需求。无线通信能够降低配电网中的经济负担,但价格昂贵。光纤通信具有较好的发展前景,可靠性较高,在配网通信中,得到了越来越多的应用。
3、无源性网络技术的概念及特点
3.1无源性网络技术的概念
无源光网技术主要是一点到多点的光纤通信技术。对于无源光网络系统而言,其最重要的组成部分包括:光线路终端、光网络单元、光配线网络。
其中提供无源光网络光纤接口的是光线路终端,其能够为其他下游的宽带进行分配,对网络管理的安全具有重要的作用。具有中间节点功能的是光网络单元,并能对上行数据进行汇总,最后将汇总的数据送至光线路终端,光网络单元还可以将下行数据送至各个光配线网络。无源光网络和用户之间的接口是光配线网络,,光配线网络有利于促进光电信号的转换,从而达到两个系统之间信息传递的目的。
在无源光网络系统中,具有不同的信号传播方式,其中上行信号主要采用的广播方式是 T D M A ,其中下行信号主要采用的广播方式是T D M 。在T D M传播下行信号的过程中,通过运用光配线网络,可以将信号分配到各个光网络单元,当每个光网络单元接收到信号时,其只能对自己需要的信号进行接收。
在上行信号T D M A 传过程中,对于所有的光网络单元而言,其使用的时钟标准是相同的,针对每个光网络单元,将其分派特定的时隙,而且只有在该时隙才可以接受和发送信号。所有的网络单元汇成光配线网络,并根据相关协议合成,最终转送至光线路终端。
3.2无源性网络技术的特点
通过对无源性网络系统进行全面的研究和了解,发现其具有较强的网络安全保护机制。具有单节点保护作用,其能够对网络某一个节点进行保护,如果网络系统某一节点出现问题,则无源性网络技术能够确保其他节点的正常运作,同时有利于避免出现多个节点失效的现象。
另外无源性网络技术对全网也具有重要的保护作用,其可以运用同样的双光平面保护机制,其光平面能够自动的进行切换,在一定程度上有利于提高网络的安全性。无源光网络具有多点结构的特点,在无源光纤传输的过程中,其传输的速度比较快,其具有成熟的技术,在运用过程中具有较强的可靠性。
在实际的配网自动化运行过程中,通过运用无源光网络技术,能够在接网的同时不使用有源设备。另外无源光网络技术设备造价较低,如果出现技术问题,对其维护比较方便。从整体来说,无源光网络技术能够满足当前配网自动化终端接入的需求,其具有重要的应用价值。
4、无源性王阔技术在配电网自动化中的应用
在配电自动化的运行中,配网通信系统主要建立在通信网络平台系统的基础之上,通常配网通信系统分为主站层、变电所层、馈线层。其中主站层的安装比较简单,其具有较高的可靠性。主站层和变电所层主要运用华为同步数字体系传输设备并进行通信。变电所层和馈线层则主要运用无源光网络技术进行通信。
通过对主站层的通信情况进行测试,测试结果显示其具有较高的成功率,在变电所层自动化的组成中,配变终端检测单元TTU是重要的组成部分,通过运用配变终端检测单元TTU,能够对配电变压器进行自动的监控,TTU能够采集电流、电压,并可以分时电量,在实际的经济运算中,TTU能够提供有效的参考,并能够有效的监控系统安全。
在变电层中,将配网自动化数据接入终端服务器,通过终端服务器,使变电所站内局域网得到连通,最后通过主站的数据和网络数据进行交换,并实现信息的调度。其中馈线层通信主要是链型网络,馈线层主要以变电所为起点,并对光线路终端进行安装。
5、结束语
近年来我国的电力设备在不断增加,针对当前我国的电力网络管理,其存在着很多的弊端。为了解决电网管理中的各种问题,需要采取新的技术推动配电自动化的运行。无源光网络技术具有强抗干扰、高带宽、等优势。在实际的电网配网的自动化运行中,通过运用无源光网络技术,在很大程度上将提高电力网络的可靠性和稳定性,无源光网络技术将得到迅速的发展,并得到广泛的应用。
【参考文献】
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中图分类号:TU855文献标识码: A 文章编号:
引言:随着世界能源的大规模使用及其不合理的浪费,能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。
一、电气工程设计原则
1、优化供配电设计。促进电能合理利用
在做电气工程设计时首先考虑的是适用性,就是要能为电气设备的运行提供必要的动力:为在建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;确保供电、配电与用电设各的安全运行:有可靠的防雷装置:防雷击技术措施;在特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施;按建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足电气工程的实用性和安全性的基础上,利用先进的技术,优化供配电设计。促进电能合理利用。
2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电源的综合利用率,提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
3、合理调整负荷,选取合理的设计系数,提高负荷率和设备利用率在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。
二、电气自动化节能技术
在进行电气自动化的技能设计时,主要就是希望能够通过一些可靠的新技术和新思路来保证设备的安全运行和成本的有效控制。在实际的设计与施工过程中,可以从多个角度多个方面来实现,下文中分类简述之。
1、减少电能传输的损耗
电路线路上必然会存在电阻,因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗,对于这样一种形式的能量损失,我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理,考虑到线路上的电流是不允许改变的,因此就只能够在线路的电阻上做文章,也就是说,只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻,就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨,与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度,相应的节能方式也就可以分为三个大类:一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线;二是尽可能的减少线路的长度,这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现;三是适当的增大导线截面的面积。
2、无功补偿
在电气自动化系统中,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,因此增大了线路的损耗,从而造成电网的电压下降,从而大幅度影响到电能质量和电网的经济运行。因此,为了实现无功就地平衡,减少损耗,可以选用恰当的无功补偿设备,这样也能够有效提高社会和经济的双重效益。具体而言,对无功补偿设备有以下几点要求:一是在使用电容器补偿时,电容器容量的确定应该根据具体参数,如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等,通过对这些参数的计算来确定;二是为了达到良好的补偿效果,应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式,因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等,都不能达到现在我们想要的补偿效果;三是最好选择无功功率作为投切参数物理量,以有效防止投切振荡、无功倒送等情况的发生。此外,无功补偿装置最好就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。
3、使用有源滤波器
为了有效避免与电网联结电气设备的误动作,就必须消除谐波,而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。误动作主要是由于电气设备数量的增加,产生的谐波越来越多,又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠,就会引起电压的畸变,从而造成电气设备产生误动作。概括起来,有源滤波器主要以下特性:具有优异的动态性能;反应快;能使功率范围更宽大等,能使无功补偿达到更好的效果。一般情况下,采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤,在电气设备误操作之前就能够将其阻止,使电气设备的运行更加有效率,从而达到节能的目的。
4、选择电压等级
电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果,一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择,另一方面就是在进行供电电压的确定时,需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行,包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。
5、供配电系统的设计
通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一,具体来说可以从以下三个方面来着手进行:一是尽可能的减少配电的级别,这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性;二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定,尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置,这样就能够最大程度的降低供电半径,从而实现电力节能,并且,这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。
6、提高自然功率因数
自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类,而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在,这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率,我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到,提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中,实现功率因数降低的方式有两种:一是直接采用功率因数较高的同步电动机,二是采用电容器来实现补偿。
7、照明节能
在电气自动化的节能设计中,还可以通过照明节能来实现,具体来说同样是有两种方式,一种就是直接利用高效光源,传统的白炽灯虽然简单便宜,但是其发光的效率比较低;另一种就是充分的利用自然光,这就需要对构筑物的门窗进行扩大,或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。
结束语:
社会还在不断的发展,电气系统也随着社会的发展在不断的进步,而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果,而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好,并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。
参考文献:
[1]刘江,浅析220 kV变电电气自动化[期刊论文]-中国科技博览2010(26)
[2]刘沫然,发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代(上半月)2010(4)