浅谈配电拨动化管理.doc
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1、浅探电力系统中配电自动化及管理1配电自动化概念 配电自动化是20世纪80年代末,美国等几个工业发达国家发展起来的,中国目前的配电网很薄弱,绝大多数为树状结构,且多为架空线,可靠性差,损耗高,电压质量差,自动化程度低,因此加强配电网的建设是当务之急,近几年大量进行的城网、农网改造提供了巨大的市场机遇。采用信息技术,对配电系统的安全可靠运行,提高管理水平,降低损耗具有重要意义。 目前,配电自动化还没有一个明确的定义。在电力系统一般把这4个方面的内容统称为配电管理系统。事实上,4个方面的内容相互独立运行,它们之间的联系十分密切,特别是信息的搜集、传递、存储、利用是相互影响的。分步骤地从纵向和横向两个
2、方向逐步实施和完善。在供电企业内,它属于一个信息管理系统。 2配电自动化的内容 2.1变电站自动化 发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现,使电力系统的安全控制更加复杂,如果仍依靠原来的人工秒表、记录、人工操作为主,依靠原来变电站的旧设备,而不进行技术改造的话,必然没法满足安全、稳定运行的需要,更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。 2.2馈线自动化 馈线自动化是指配电线路的自动化
3、。包括配电网的高压、中压和低压3个电压等级范围内的线路自动化。它是指从变电站的变压器二次测出线口到线路上的负荷之间的配电线路。等级馈线自动化有其自身的技术特点,从结构到一次、二次设备和功能,与高、中压有很大的区别。 3配电自动化的立足点 解决电网的“瓶颈”问题是加强城网和农网的建设改造,提高供电质量、开拓市场,拉动国民经济增长的一项重要措施。国家决定投入巨资用于建设和改造,必须依靠科技的进步,采用先进的技术。配电自动化是建设和改造中现代化管理的重要手段。发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。 无论是城市配电网,还是农村配电网,配电网自动化应立足于在进行配电网改造,以真
4、正解决配电网的实际问题,以符合供电可靠性及用户供电的要求,不搞形式,将有限的资金投入到较为实际有效的电网改造中去,解决配电网较为突出的技术问题。确保电力用户用电的时效性,满足电力用户的供电需求。从用户用电的实际要求为出发点,做好用户用电的服务工作,体现用户是上帝的精神。4配电自动化管理 在综合分析配电网供电可靠性、停电损失及供电成本基础上,提出了以辖区指数代表供电可靠性,在使电力总成本最低,即社会总效益最大的前提下,设置了配电网中分段开关的数量和位置的一种新方法,并进行了实例论证,将为基于电力市场的配电自动化设计提供一种手段。在电网调度自动化系统中采用多媒体技术,采用触摸屏,使人机交互对话具有
5、良好的界面。按照屏幕提示的区域用手轻轻触摸,即可得到想要知道的信息,这为只懂电力系统的工作方式、不懂计算机系统的人带来极大方便。在配电自动化进程中,自动重合器、分段器及熔断器等开关设备的应用将越来越广泛,因此对开关设备的选择和定位的研究具有重要意义。 4.1信息管理 信息管理是配电自动化系统的基本功能,信息被连续地采集更新。信息系统的基本构成是一个不断更新、紧紧跟踪配电系统状态数据库。必须是配电系统的一个完整而准确的记录;配电调度员或任何一项自动化功能都能够方便地存取数据;要随着配电系统的扩充加以修改。信息管理是连续进行的动态过程,信息存入、检索和处理随时都在进行着。对用于控制的信息,其精度和
6、实时性要求很高。用于保护的信息要求精度高并且实时性好,能使保护在毫秒级时间内动作。在无功控制等功能中数据的精度比实时性更重要。数据采集时必须把由于顺序地扫描远方各点而造成的数据不同时性减至最小。采用分布式计算机系统对此是有利的,并能提供保护所必需的快速响应。信息记录的内容包括系统各点的运行参数、事件和数值的时间标志的开关量变动等。反映系统结构变化,远方抄表直接从用户表计上自动记录到电力和电量信息。精度不受损失,远方抄表系统是比较复杂的。响应时间对这一功能并不重要。介时,可以遥控切换用户表计中的机械记度器或固态记数器。 4.2安全管理 安全管理的目的是使配电系统发生故障后所造成的影响最小。当发生
7、永久性故障时,首先要辨识并隔离故障线路段,重新构建配电系统,使非故障段能在最短时间内恢复供电。典型的运行方式是由变电站通过多条放射状馈电线对用户供电。当负荷密度很大时,大多数馈电线将互连起来,以使用户有备用的供电途径。对于这种配电系统,故障识别和恢复供电均可自动操作。当一条线路某段发生故障时,馈电线断路器将自动跳闸并自动重合一定次数,如果故障消失则重合成功,如果是永久性故障,馈电线断路器将再次跳开并锁定在断开位置。配电自动化系统通过对故障电流分布信息的分析,推求出故障位置,在电源已经切断的条件下,自动地打开有关的分段刀闸将故障段隔离。自动化系统重新安排运行方式,控制操作适当的刀闸和断路器,将所
8、有非故障线路段重新接入到供电电源上去。 4.3加快电网改造 按照电网的规划,优先安排增加电网传输容量、提高电网安全和供电质量的项目,优化电网结构,满足合理的变压器容载比的要求。城市配电网要实现环网结构,提高互供能力。积极采用配电自动化技术。实施环网供电,馈线自动化,缩短故障隔离时间,缩小停电范围。对已经形成的配电网络应积极合理的装设线路分段设备、重合设备。推广在线路上装设有效的故障指示仪,变电所内装设小电流接地选线装置,采用电缆故障寻址器等分散、智能型就地故障检测装置,准确并缩短查找故障点的时间。使用较好的105 CV接地故障查找仪器,尽快确定故障点。大力开展10 kV配电网带电作业。带电接引
9、,处理和更换跌落开关、带电立杆紧线等作业项目推行带电作业方法,同时加强带电作业人员培训,配置工器具、带电作业车等,不断扩大带电作业项目范围。实行带电作业时,应严格执行有关规章制度,确保安全。 积极试行和推广设备状态检修技术,科学地延长设备检修周期。对不同的新设备,应及时修订检修制度,对免维型、智能型、具有状态自检报警功能的设备,应积极实践状态检修。 提高配电自动化水平,减少检修或事故停电次数和时间,发生电网事故停电事件时应能在1 h内基本恢复供电。推动微机电脑收费管理和企业综合信息管理。注重环境保护,配电设施的建设要与环境相协调,在建设和改造电网时,将架空线路改为人地电缆,提高电网的安全运行水
10、平。配电自动化与配电管理文章通过对城网配电自动化系统的功能分析,介绍了系统配置、与其它相关设备的功能接口等,指出配电自动化系统应形成一套适合我国配网国情的综合配电自动化管理系统。 关键词:配电系统自动化管理 1电力自动化系统 电力自动化系统是利用提高前辈的计算机技术、现代电子技术、通讯技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、丈量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监督、丈量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监督和控制任务。变电站综合自
11、动化替换了变电站常规二次设备,简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是进步变电站安全不乱运行水平、降低运行维护本钱、进步经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 2配电自动化与配电管理系统 配电自动化系统的功能基本有5个方面,即配电SCADA、故障管理、负荷管理、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)和配电网高级应用。 同输电网的调度自动化系统一样,配电网的SCADA也是配电自动化的基础,只是数据采集的内容不一样,目的也不一样,配电SCADA针对变电站以下的配电网络和用户,目的是为DA/DMS提供基础数据。但是,仅仅是配电SCADA的三遥功能,并不能称为配电自动化系统
12、,必须在配电SCADA基础上增加馈线自动化(FA)功能。馈线自动化的基本功能应包括馈线故障的自动识别、自动隔离、自动恢复。配网故障诊断是一个复杂的问题,根据配网实际情况和故障情况的差别,诊断的步骤与方法不同。诊断方案应适用于单相接地故障、相相故障、相相接地故障和三相故障。使用范围为中性点不接地或小电流接地系统。 为了完成DA的功能,配电SCADA除了可以采集正常情况下的馈线状态量,还应对故障期间的馈线状态进行准确的捕捉;除可进行人工远程控制,还应对馈线设备进行自动控制,以便实现故障的自动隔离和自动恢复。 3GIS与面向电力系统的实时GIS平台 由于配电网供电设备点多面广,并且按地理分布,因此,
13、对其管理离不开地理信息。常规的地理信息系统(GIS)由GIS软件包、数据库和计算机硬件组成。可以完成一般的图形制作、编辑与管理功能,以及空间数据分析和关联分析。建立在GIS基础上的设备系统通常称为AM/FM/GIS系统。 这种由常规GIS构成的设备管理系统,包括了许多电力系统分析所不需要的地质地貌信息,必然导致资源的浪费,而电力系统分析又对实时性要求极高,因此,需要一种面向电力系统的实时GIS平台作为配电自动化/配电管理系统的基础平台。 这种平台应具有以下特点:良好的实时性;对电力系统模型的良好描述;对其它系统的开放接口。 4负荷控制与负荷管理 调度自动化系统的主要任务是电网的安全经济运行,而
14、负荷的管理和控制则是配电自动化系统的主要目的。随着电力系统的发展,以往那种以限电为主要目的的负荷控制系统已经不适应当前形势,电力供应的不平衡关系已倒置,现在的问题是如何将电用好,最大限度地满足用户需要。 因此,传统的负荷控制系统应向负荷管理层次上发展,成为配电管理系统的一部分。目前许多电力局都有一套负荷控制系统,如何在新上的配电自动化系统中借用负荷控制系统的资源以及如何将负荷控制功能升级为负荷管理功能,将原有负荷控制系统的硬件设备与新的配电自动化系统有机结合,信息共享,是一个十分有意义的课题。5通信方式的选择 配电通信系统是配电自动化系统的一个重要环节,由于配电网终端节点数量巨大,给通信方案的
15、选择带来困难,配电系统可有有线、无线、光纤、载波等多种通信方式。对于通信方式的选择应根据用户的具体情况选择一种性能价格比最高的方式。下面简要分析各种通信方式的利弊: 5.1有线方式有电话线和专线两种。电话线方式设备投资较低,可靠性和实时性也较低,由于电话线架设非常方便,广泛适用于实时性要求不高的配电终端。专线方式可靠性和实时性都很好,适合实时性要求较高的配电终端设备,缺点是需要架设专用通信线。 5.2无线方式有普通电台和高速智能数传电台两种。普通电台已广泛应用于负荷控制系统中,优点是投资少,缺点是可靠性较低,频点申请无委会控制较严。高速智能数传电台通信速率高,频点可复用,支持X.25协议,有路
16、由选择功能和主动上报功能,适合配电自动化系统应用,缺点是价格较高。 5.3光纤通信方式有光端机方式和光接口板方式两种。光纤通信的主要优点是通信容量大、抗干扰能力强、损耗小;缺点是价格较高。光端机方式适合容量大的站点,成本也较高。光接口板的方式将光电转换器直接置入配电终端内,并可以利用编码复用方式多个配电终端设备公用一对光纤,有效地降低了成本。另外,如果多膜光缆能够满足配电系统的距离要求,选用多膜光缆也比单膜光缆通信成本低得多。因此,光纤通信方式在配电自动化通信系统中有着广泛的应用前景。 6开关设备与FTU的配合 配电开关设备是配网自动化的主体设备,用于配电自动化的智能开关与传统的开关有很大区别
17、,主要表现在其控制回路上,传统的开关设备往往不能满足自动控制的需要。为了满足配电自动化所必须的故障识别和隔离等功能,开关设备必须具备故障的识别能力和控制能力。 用于配电自动化系统的开关设备有两种,一种是自动重合器,它本身具有故障电流的识别能力和操作顺序控制能力。另一种是与FTU一体化的智能负荷开关。 采用依靠重合器时序整定的方法实现馈线自动化功能,好处是不需要通信系统配合,但是对一次设备要求高,冲击电流大,特别是对于小电流接地系统故障自动识别无法实现。 与FTU一体化的智能负荷开关,通过FTU采集故障信息,与通信设备和计算机一起实现馈线自动化。其好处是对线路冲击小,适用于小电流接地方式,但需要
18、通信系统与之配合。我们从衡水配网实际出发,认为这种方式更适合衡水配网的具体情况。 以下是衡水配电自动化系统的FTU与负荷开关的接口要求:遥测采用三表法交流采样,计量TA(Ia,Ib,Ic)3个,保护TA(Ia,Ib,Ic)3个,以及TV(Uab,Ubc分别列于开关两侧);遥控接口,合闸:常开接点,驱动合闸110V直流中间继电器;分闸:常开接点,直接驱动分闸线圈;开关失电,用电容器驱动分闸操作机构;遥信状态分为开关状态(分、合)和储能状态2种;电源取自TV。 7相关系统的信息交换与系统集成 配电网在整个电力系统中的范围是中低压网及深入到其中的高压网,分界点在高压/中压变压器的高压侧,但不包括高压
19、侧的断路器和隔离开关。配电网的保护控制系统分界点也相同。由于配电网是一个庞大复杂的系统,各种电力设备呈地理分布,对其应分层控制,同时对于配电网的供电质量和运行费用来看,配电自动化又是一个统一的整体。 在配电系统中包含以下接口与其它系统联系:同上级调度自动化系统的接口;同用电管理系统的接口;同信息中心MIS系统的接口。变电站自动化系统中安全自动装置的几个问题摘 要 本文对变电站自动化系统中安全自动装置的四个方面的问题进行了探讨,列举了作者的一些心得和思考,以供大家参考。关键词同期合闸 、VQC、备用电源自动投入、小电流接地系统的接地选线 1 同期合闸1.1概要说明同期合闸是变电站中经常遇到的操作
20、,对减小冲击,提高系统稳定性具有重要作用。同期的条件有三点:频差、压差、角差合格。同期要求为安全、准确、快速。三个条件中安全最重要,同期装置必须有完善的闭锁功能,宁拒动不误动。对差频同期,在系统角差为0时合闸,对系统的冲击最小;电厂中作为发电机的并网,快速性也很重要,捕捉第一次0角度合闸可以节省大量能源。1.2 环网并列与差频同期差频同期是指两个没有电气联系的两个系统的并列,包括发电机的并网及两个无联系电网的并列;两侧的频率不同,有可能捕捉到0角度合闸时机。环网并列是指两个本已有电气联接的系统,再在该点增加一个联络开关;两侧频率相同,相角差即为系统在这两点之间的功角,该角度在网络拓扑及负荷没有
21、大变动时基本保持不变。国内有的称之为检同期与捕捉同期,有的称之检同期与准同期,有的叫同频同期与差频同期。两个系统若频率相差在测量误差范围内,是同频,但却不能按同网来同期,为了物理概念上的清晰,本文定义这两种方式为环网并列与差频同期。差频同期的目标是捕捉第一次的零相角差时机合闸,即自动准同期;环网并列相角差为两端的功角,仅是一个压差和功角的闭锁功能。1.3 同期遥控方式及自适应识别环网并列和差频同期的要求不同。装置虽然可以自适应地判断出是同频还是差频,但对频差很小的系统,这样作意味着牺牲一些时间来判断,会对合闸的时机带来延误。而调度员是了解系统的运行结构的,知道欲合闸的断路器是处于同频还是差频同
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