10 kV配电网自动化系统的数字化建设探讨.pdf
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1、Telecom Power Technology 205 Aug.10,2023,Vol.40 No.15 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期运营维护技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.15.06610 kV 配电网自动化系统的数字化建设探讨陈 懿(深圳供电局有限公司,广东 深圳 518048)摘要:电网是国家经济发展和社会进步的基石,而我国配电网数字化系统的建设尚有很大空间。针对这一问题,以 10 kV 配电网为例,分析配电网发生故障的类型、产生原因以及带来的危害,阐述当前配电网自动化系统对数字化建设的需求,并结合功能需求对数字化系统的设计原则、设计原理
2、、系统组成等提出一些建议。关键词:10 kV 配电网;数字化系统;需求分析;设计思路Discussion on the Digital Construction of 10 kV Distribution Network Automation SystemCHEN Yi(Shenzhen Power Supply Bureau Co.,Ltd.,Shenzhen 518048,China)Abstract:Power grid is the cornerstone of national economic development and social progress,but there is
3、 still a lot of room for the construction of digital system of distribution network in China,in view of this problem,this paper takes 10 kV distribution network as an example to first analyze the type,cause and harm of distribution network failure.The demand for digital construction of the current d
4、istribution network automation system is analyzed.Some advice are put forward on the design principles,design principles,and system composition of digital systems based on functional requirements.Keywords:10 kV distribution network;digital systems;needs analysis;design ideas0 引 言我国电网规模位列世界第一,并在新技术、新
5、科技的应用上不断取得突破,使得配电自动化进程不断加快。随着大数据、通信技术、人工智能等多学科的发展与加持,数字化已经成为未来配电网系统的主要发展趋势,对配电网自动化系统进行数字化升级具有现实意义。本文以 10 kV 配电网为例展开相应研究。1 配电网故障分析短路是指配电网系统在运行中发生相线与其他相线或大地连通,使三相电压失去平衡导致供电事故。短路故障是配电网故障中发生率较高的一种故障类型线路出现短路故障时常常造成严重的连锁事故1-3。1.1 故障类型配电网的短路类型基本可以分为 3 种,分别为三相短路、两相短路、单相接地短路。三相短路指线路的 A、B、C 三相之间出现线路连通导致短路,短路电
6、流较大。两相短路指在 A、B、C 三相线中其中2 条线路互连发生短路,两相短路电流略小,约为三相短路的 86%。即使如此,在主网中二相短路的暂态电流的数值也会达上万安培级别,造成较大的危害。单相接地是指 A、B、C 三相中的一相线路出现与大地接通的情况。发生这类故障后,短路电流的大小与变电站中性点接地方式有关。若中性点采用的是直接接地,那么短路电流会更大;若中性点采用的是消弧线圈接地,那么短路电流会更小,在这种故障状态下系统依然可以运行一段时间,这给技术人员进行故障诊断与维修提供了较大的操作空间。1.2 故障原因设备线路的绝缘出现损坏是配网线路发生短路故障的主要原因。绝缘损坏的原因包括雷电击毁
7、、绝缘设备老化、设计不合理、过电压击穿、外力损伤以及产品质量不合格等。不同的绝缘损坏形式表现出的故障特征不同,下面进行简单介绍4。(1)绝缘老化。虽然绝缘设备在投入生产前都经过了严格的质量测试,但是不同的使用环境会缩短其理论寿命。例如,在高温潮湿条件下,绝缘设备的老化速度会大大加快,超过理论使用年限后,若检修人员不及时更换就会导致发生短路事故。(2)产品质量。部分出厂绝缘设备的质量存在问题,导致设备的绝缘性能实际无法达到标准要求。例如,在生产环节工艺出错、运输环节部件受损、安装环节出现物理损伤等,会导致设备一开始就“带病”运行。(3)雷击导致绝缘层击穿。电路在受到雷击后会出现剧烈的瞬态电压增高
8、现象,当达到一定程度后就会击穿绝缘层使线路发生短路。相关数据显示,因雷击导致的配电网跳闸事故占比超过了 30%。收稿日期:2023-06-19作者简介:陈 懿(1994),男,湖北潜江人,本科,主要从事电力系统工程管理工作。2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期Aug.10,2023,Vol.40 No.15Telecom Power Technology 206 1.3 短路故障危害短路对配电网以及电力设备的运行有很大危害。发生短路时,由于电流急剧增加,会对整个配电网系统造成巨大冲击。在 10 kV 配电系统中,馈线电路要求电流不可超过 400 A,但短路电流会达到上万安培,
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