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摘要:随着电网建设的不断发展,配电自动化系统及相关技术不断应用与普及,促进了电网运行的经济性与高效性,是未来电网领域发展的主要方向。本文介绍了配电线路自动化技术及其功能与主要作用,并对配电线路系统的结构进行了简要概括,并分了其具体的运行方式。
关键词:配电线路;自动化技术;运行
1引言
在比较发达的配电网络中,各电器设备大多安装于户外配电线路上,从而节省了大量的资源,显著提高了供电质量,并赋予供电系统更高的灵活性与可靠性。现阶段,随着线路上设备的不断发展,再加上计算机技术以及通信技术等先进技术的引入,大幅度提高了电网系统的自动化水平,逐渐摆脱人工为主的操作模式,实现了对电网设备的远程监控以及宏观调节,配电线路自动化系统作为其中的重要分支,可以保障供电的稳定性,对于电网建设有着重要的现实意义。
2配电线路自动化的功能与作用
2.1配电线路自动化的功能
配电线路自动化的功能主要有:(1)数据采集与监控,即四遥功能,具体为遥信、遥调、遥控以及遥测功能。(2)处理用电故障,即对故障所在地进行准确定位,并将该区域有效隔离开,并恢复无故区域的供电状态。(3)无功控制,该自动投切控制主要针对线路上无功补偿电容器组。
2.2配电线路自动化的作用
2.2.1保障供电可靠性,减少停电时间
出现停电的情况主要由两方面原因导致,即计划检修与故障检修。传统的配电线路结构为辐射型,并将分段开关设置于线路中间,一旦线路某处存在故障或需要检查维修线路而停电时,影响的是整条线路。而现代供电网络克服了上述问题,以环网“手拉手”方式进行供电,并有效利用负荷开关,实现了对线路的分段以及运行方式的调整,从而避免某线路段的检修会波及整条线路的现象。而利用配电线路自动化系统,实现线路故障区段自动定位、隔离以及无故障区域线路的自动恢复供电,可缩小故障停电范围,减少对用户的停电时间,提高供电可靠性。
2.2.2节省总体投资
就单独一条线路而言,实现其配电自动化确实需要投入较大的成本,但综合整体而言,极大地减少了投资成本。传统的电网系统通过双路以及多路线路向用户供电,虽然此模式可以提供备用电源,但由于增加了线路建设的工程量,且对设备的利用率相对较低,尤其是电缆建设过程中,管沟施工、电缆敷设等阶段需要大量的资本投入,从而带来了较大的经济压力。而现阶段,配电线路自动化技术应用可以有效解决上述问题,通过对网络结构科学合理安排,当故障线路停止供电而退出运行时,可以操作联络开关继续为无故障区域线路供电。
2.2.3减少电网运行、检修费用
因配电线路自动化系统对于线路故障的处理比较及时准确,因此大幅度缩短了进行维修工作时用于故障排查、定位等方面的时间,并减少了不必要的修复费用。
3配电线路自动化系统的构成
如图1所示为常见的配电线路自动化系统
图1配电线路自动化系统结构
3.1一次设备
3.1.1自动重合器
该设备是应用时间较长的一类一次设备,开关的设计原理是基于过电流与时间以及低电压与时间分别的配合关系,当线路中存在故障时,在整定程序的指导下,会逐个地操作自动重合器,如果两次重合到的故障类型为永久性故障,便会自动进行闭锁操作,将故障区域进行有效隔离,从而降低对用户的影响程度。
自动重合器不需要与外界通讯即可自行隔离故障区域,此外,借助一定的设计,重合器的控制器一般具备数据收集与处理功能,从而为相关工作人员的分析研究工作提供充足的数据来源,当然如果连接上通讯系统,控制中心还可以从中获得各种SCADA信息。
3.1.2重合分断器
该设备属于智能化负荷开关,其设计原理为电压监控原理,即通过控制加压时间,来完成所需动作,解除电压施加后会自行分闸,施加电压又会自行合闸或者闭锁。
该设备在放射式线路以及环网式供电线路中均可得到有效应用。其隔离故障的主要原理概述如下:当线路中存在故障时,重合分断器失去外加电压而自行分闸,从而停止供电,然后在整定程序的指导下,进行依次重合的操作,起始位置为电源端的重合器,直至到达故障点处,会再次停电,然后故障点前端的重合分断气自行闭锁,从而将故障处有效隔离出来,并恢复无故障区域的供电状态。
3.1.3环网柜
该设备是一种新型的环网开关设备,主要用作配电系统环网供电系统的开关,此外也可以用于辐射网供电系统,工作方式主要为电动模式,并与通讯设备以及控制器共同实现三遥功能。
3.2故障自动定位系统
故障自动定位系统实现了对短路故障点进行实时准确的自动定位,应用地理信息相关技术,即可在控制中心获取故障点的各方面信息,包括位置以及时间等。控制器的存在需要搭配各种重合器与断路器,才能真正实现在故障隔离、转移供电以及恢复供电等方面的自动化,它具备保护电路以及智能网络重组等方面的完整功能,以达到对配电线路的远程监控与通讯、继电保护以及数据测量和数据记录等目的。
3.3通信系统
配电线路自动化在通信方面的突出特点以及局限性为:位置多且分布较为分散,通讯距离比较短,无需变化大数量的信息,对速率的要求标准较低,但是必须保障运行过程中的抗干扰性能以及可靠性,即使在较为恶劣的环境下也能正常运行。综合多种通讯方式,对价格、性能等方面进行比较分析可得,无线通讯方式较适用于架空系统,而光缆通讯方式更适合电缆系统。
3.4控制主站系统
主站系统作为一项计算机综合系统,对于配电自动化系统有着重要的意义,它由多个部分组成,主要包括了计算机网络、操作系统平台以及主站软件等,在整个配电系统中,与各系统共同协调配合,实现运行与维护、数据传输、故障处理、资源共享以及信息交互等目的。
4运行方式分析
配电线路处于正常工作状态时,线路自动化开关的FTU会对开关的具体情况以及线路的电压与电流等进行实时持续的监测与记录,并根据上述数据计算出多项运行参数,包括功率因数、有功功率以及无功功率等。而一旦发现异常情况,FTU会借助通信系统进行信息的及时上报,主站DMS系统会对上述情报进行接收,且该工作为定期查询,实时信息不断被录入数据库,失效信息不会直接被更替,而是存进历史数据库,值班人员可以在指定位置处查询到上述数据,如果需要对系统的运行方式进行调整,即可以远程操作各线路开关。在配电线路出现故障时,FTU或变电站断路器会发送故障信息至主站的DMS系统,然后发出检测、隔离等指令,从而对故障段以及非故障段分别做出隔离以及负荷转供的操作,并完成模拟校核的操作,然后主站DMS系统会将操作方案自动实施,或者由相关人员作出遥控操作。
5结语
综上所述,随着社会的进步以及科学技术发展,对电力系统有了更高的要求,而配电线路自动化技术的应用明显加快了提高供电可靠性以及提高电能质量的进程。
参考文献
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