摘要 近年来,随着经济的高速发展,国家对电力的需求日益增长,本文就如何实现配电网馈线自动化进行了分析。
关键词 配电网;馈线自动化;控制方式
中图分类号 TM727文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2009)09-0082-02
0 引言
随着国民经济的高速发展,国家对电力的需求日益增长,同时对供电可靠性的要求也越来越高,因此,许多电力企业实施配网自动化工程时,首先考虑的是配电网馈线自动化工程。目前,在我国6~10kV配电系统均为小电流接地系统,实际应用中的国内小电流接地选线装置由于系统的复杂性及信号传递过程中的非线性元件的影响,或者由于产品设计、制造、调试、安装方面存在的缺陷,误判的机率较高,装置的稳定性较差。据电力运行部门的故障统计,配电网单相接地故障发生率最高,且由于发生单相接地后非接地相对地电压升高,因此,如何正常判断单相对地故障的位置并隔离故障和恢复供电显得尤为重要。只有进一步加强城网改造并逐步实现配电自动化,才有可能迅速提高供电的可靠性水平。
1 馈线自动化的作用
1)减少停电时间。提高供电可靠性城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段,利用馈线自动化系统实现故障段的自动隔离,即无故障区段自动恢复供电,可缩小故障停电范围,减少用户停电时间;
2)降低网损。提高供电质量馈电自动化系统可以实时监视线路电压的变化,自动调节变压器的输出电压或分段投切无功补偿电容器组,保证用户电压满足要求,实现电压合格率指标;
3)实现状态检修。减少配电网运行和维护费用馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态进行实时监控,可以有目的地适时安排检修,减少检修的盲目性。
2 馈线自动化的控制方式
根据故障隔离、网络重构策略的着重点不同,馈线自动化主要经历了3种不同的控制模式,前两种使用最为广泛。
2.1 分布就地控制方式
1)利用重合器和分段器,这是在通信技术不发达、配电自动化发展的初始阶段所采用的做法,主要方式是重合器(断路器)加分段器。以架空环网为例,变电站的出线采用重合器,其它的柱上开关为分段器。故障时,通过检测电压加时限,利用上一级重合器的多次重合,实现故障隔离,然后按事先顺序自动恢复送电。
2)利用重合器和重合器。线路上的开关均采用重合器,采用重合器作为馈线分断开关。重合器具有切断短路电流的能力,并且自身具有保护及自动化功能,线路发生故障时,利用故障段所在重合器的多次重合以及保护动作时限的相互配合,实现故障自动隔离,自动恢复供电功能。采用重合器组网实现馈线的自动化功能不需要通信手段,性能上比采用分段器的方式有所改进,利用重合器本身切断故障电流的能力实现故障就地隔离,避免了因某段故障导致全线停电的情况,同时减少出现开关动作次数。缺点主要是:(1)重合器也需要多次重合才能隔离故障,对配电系统及一次设备影响较大;(2)线路上重合器之间保护的配合靠延时实现,分段越多,保护的级差越难配合;(3)为了与重合器保护级差配合,变电站出线断路器是最后一级限时速断保护,分段重合器越多,出线开关限时速断保护延时就越长,对配电系统的影响也就越大;(4)由于重合器的开关具有切断故障电流的能力,因此投资较大。
2.2 综合智能控制方式
方式是馈线自动化系统中所采用的一种改进的控制模式,目前,这类产品的应用还不多。综合智能控制模式是以远方监控为主,本地监控为辅,吸收了就地监控的优点,发挥前两种控制的优势,实施综合监控,这也是未来的发展趋势。控制系统设备的组成,与远方监控方式一样,变电站出线开关采用重合器,线路上其它柱上开关采用负荷开关作为分段器,各FTU具有远方通信功能,也就是在实现SCADA的基础上,并不增加其它硬件配置。为了达到综合控制,主要在馈线自动化终端单元FTU中采用了一种具有自适应特点的智能算法,可以做到在通道完好的情况下,靠远方监控发挥集中控制的优点,在通信通道某处发生故障,全部远方控制有困难时,可局部就地控制,即由处于该区域的FTU中的自适应智能算法进行判别,快速有效地隔离故障,恢复供电,这样,能够较好地克服远方集中控制的不足,使整个系统的控制机制得到优化,大大的提高馈系统的性能。
3 馈线自动化系统的基本构成
3.1 条件
1)源布点合理;
2)10kV主干网架形成;
3)具备联接条件。环网供电一次系统,包括一次主接线,柱上开关或环网开关柜的选择,线路分段,环网点的定位,这些都与馈线自动化相关。
3.2 对10kV配电网自动化系统的基本要求
1)接入配网的用户有两个或两个以上电源供电的可能性;
2)当线路故障时,可使故障段实现自动隔离,以缩小事故停电范围,减少事故停电时间、户次;
3)可自动、手动实现网络重构,负荷转移;
4)对配网运行状况方式进行远方监视或控制;
5)与其它自动化系统可进行信息交换、资源共享,支持配网运行有关的管理过程,并符合相关的标准与规定。馈线自动化系统主要由主站系统、数据通信系统和馈线远方终端(FTU)组成,并与一次设备(开关,电压、电流互感器)一起实现馈线自动化功能。
3.3 开关
开关是实现配电自动化的一次设备中的主要元件,除原有10kV开关所要求的基本内容外,还需要提供PT、保护和测量CT、操作电源及控制器工作电源等,这部分开关主要分柱上开关和台式、多路组合开关柜两大类。
3.4 电压、电流互感器(传感器)
馈线线路监控系统对电压电流变换器的负载能力的要求较低,可用电压、电流传感器类装置。
3.5 馈线远方终端(FTU)
FTU是实现配电网监控,对配电负荷开关(架空线)或环网开关柜(地下电缆)进行数据采集与控制(SCADA)的自动化设备,是馈线自动化系统与一次设备—配电开关的接口部分,其功能及性能,特别是运行可靠性,直接关系到整个系统的性能。
FTU的基本功能是遥测、遥控及遥信(即三遥),与调度自动化RTU类似,但其可靠性、抗干扰性能要求更高,供电方式特殊,应有故障电流检测功能,类似于继电保护,其设计应考虑的基本功能有:采集功能、传输(发射)功能、接受并执行遥控命令功能、事件记录并主动上报功能、闭锁功能及自诊断功能。
FTU包括以下几个部分:1)开关操作控制电路,便于现场维护与操作;2)不间断供电电源,为开关操作电路及二次电路控制设备提供电源;3)馈线自动化控制器(测控模块)主要包括测控部件与通信部件,是FTU的核心单元;4)通信接终总端(通信模块),能适合各种不同媒介的通信方式;5)控制箱体,提高防腐蚀能力。
3.6 馈线自动化主站(FA)
馈线自动化系统可通过馈线自动化主站(FA)—区域集控站—FTU分级组织实现。配电网的实时信息通过就地的FTU采集,传送到区域集控站集中后上报自动化主站。主站的控制命令通过区域集控站转发给就地的FTU执行,进而完成对配电网的监测和控制。馈线自动化主站是馈线自动化系统的最高层,它的主要功能有:监视系统的运行状况,系统的事故判断处理与上报,信息的采集处理并上报,非事故状况下的网络重构方案决策并执行,无功电压监控。FA控制主站可设在变电站内(一般为与变电站综合自动化系统共用通信通道),也可单独设置放在配调主控制室内或在其它合适的地方。
4 结论
馈线自动化系统是一个复杂的系统的集成,各部分有着密切的关系,任何一部分出现问题都会使整个系统难以完成其重要的使命。设计、研究一种技术性能先进、可靠性高的馈线自动化系统是一项细致、全面的工作,具有很重要的现实意义。
广西对全区《科学素质纲要》的实施工作进行督查
广西全民科学素质工作领导小组办公室于日前组成督查组,对全区各地《全民科学素质行动计划纲要》实施情况开展实地督查。督查结果显示,自2006年国务院下发《科学素质纲要》以来,目前广西全区已初步建立起行之有效的工作机制,形成了政府推动、部门协作、全社会参与的工作格局。四大素质行动、四项基础工程建设以及围绕“节约能源资源,保护生态环境,保障安全健康”的主题活动均取得明显成效。
2009年9月,广西全民科学素质工作领导小组办公室下发了《关于对<全民科学素质行动计划纲要>实施工作开展督查的通知》(以下简称《通知》),决定对全区实施《科学素质纲要》工作情况进行全面督查。督查以自查、抽查、互查相结合,以自查为主。要求各市、各成员单位先在本地区、本系统内开展自查,并向自治区科学素质纲要办提交自查报告,再由自治区科学素质纲要办组织督查组对部分市、县进行抽查和互查。
2009年11月23~26日,自治区科学素质纲要办组织各成员单位和部分市科学素质纲要办领导共20名同志组成两个督查组,分别由自治区科协副主席谢林城和自治区科协副巡视员李思平带队,赴来宾市、柳州市、荔浦县和梧州市、贺州市进行督查。
督查组通过现场查看重点人群科学素质工作示范点、听取工作汇报、查阅台帐资料、组织座谈交流等方式,检查2006年以来各地《科学素质纲要》实施情况。具体内容包括:建立《科学素质纲要》实施工作机制的情况,制定《科学素质纲要》实施方案和工作计划的情况,实施未成年人、农民、城镇劳动人口以及领导干部和公务员“四大素质行动”的情况,实施科学教育与培训、科普资源开发与共享、大众传媒科技传播能力和科普基础设施“四项基础工程”的情况,营造实施《科学素质纲要》环境条件的情况、围绕“节约能源资源,保护生态环境,保障安全健康”的主题开展活动的情况。
各市、县人民政府对本次督查高度重视,均由分管领导向督查组作科学素质工作汇报,地方成员单位和县(市、区)领导小组负责人出席会议。督查组结合当地《科学素质纲要》实施工作的具体情况,总结了当地的好经验、指出存在的问题并提出改进的措施。
督查结束后,自治区科学素质纲要办将形成督查报告,向自治区人民政府作整体汇报。