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配網(wǎng)線路饋線自動化的實(shí)施
配網(wǎng)線路饋線自動化的實(shí)施【1】
【摘 要】隨著我國電網(wǎng)改革的不斷推進(jìn)，我國電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也取得了較大的發(fā)展成就。
下文中筆者將結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對配網(wǎng)線路的饋線自動化的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，從基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)、基于“電流型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)、“電壓型”開關(guān)與“電流型”開關(guān)組成的饋線自動化系統(tǒng)等幾個方面進(jìn)行論述，諸多不足，還望批評指正。
【關(guān)鍵詞】饋線自動化;故障判斷;故障隔離
1、基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)
所謂基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)，就是指在自動化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中主要依靠電壓的變化情況來判斷和檢測系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)的一種自動化形式。
在這個過程中，電壓測量是自動化得以發(fā)揮作用的關(guān)鍵，就目前這種方法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用來看，雖然取得的了一定的效果，但是其缺陷還是較為明顯的。
在正常狀態(tài)下，變電站出口斷路器CB及分段開關(guān)A、B、C、D均處于關(guān)合位置。
假設(shè)線路c段即開關(guān)C后端出現(xiàn)永久性故障。
運(yùn)行過程中，線路c段即開關(guān)C后端出現(xiàn)故障，引起CB跳閘，從而導(dǎo)致A、B、C、D因線路失電而全部跳閘。
CB重合閘時限到，進(jìn)行合閘，開關(guān)A、B、D依次得電合閘。
線路中除c段外其余線路正常運(yùn)行，即非故障區(qū)恢復(fù)供電。
由此可見，變電站出口斷路器CB兩次重合才能隔離故障段線路，因c段線路故障引起了大范圍的失電，所以基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)并不是最科學(xué)的配網(wǎng)自動化形式。
2、基于“電流型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)
所謂基于“電流型”開關(guān)的饋線自動化系統(tǒng)，就是指在自動化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中主要依靠電流的變化情況來判斷和檢測系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)的一種自動化形式。
在這個過程中，電流測量是自動化得以發(fā)揮作用的最重要因素。
我國在這方面的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，并且該自動化模式的普及程度也較高。
實(shí)踐證明，“電流型”自動化系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢是故障判斷相對準(zhǔn)確、可靠性更高，并且在運(yùn)行過程中不易受到來自周圍環(huán)境的影響，下文中筆者將結(jié)合實(shí)例，對其作用原理進(jìn)行分析。
首先，仍然是假設(shè)線路d段(主干線)出現(xiàn)永久性故障，而其中的開關(guān)CB、A、B、C、D均采用帶電流保護(hù)的斷路器，這種情況下，做好系統(tǒng)的操作，只需要度三組定值進(jìn)行測量和確定即可實(shí)現(xiàn)。
其中，一組定值圍繞出線斷路器CB展開，獲取其相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控其運(yùn)行狀況，而一組定值圍繞分段開關(guān)A、B展開，記錄和管控其閉合狀態(tài)，最后一組定值圍繞支線開關(guān)C、D展開，記錄相關(guān)運(yùn)行情況，根據(jù)系統(tǒng)指令對其進(jìn)行操作。
如果以上三組定值滿足下列關(guān)系，那么主干線路的運(yùn)行狀況將得到有效保證，即不會受到分支線路的非正常運(yùn)行狀況的干擾，這種關(guān)系可以簡單的表述為：第一組定值的最小分閘電流大于第二組定值的最小分閘電流，而第二組定值的最小分閘電流大于第三組定值的最小分閘電流，與此同時，從動作延時上看，第一組定值的動作延時最大，第二組次之，第三組最小。
由此可見，出線斷路器CB的保護(hù)范圍只需圍繞開關(guān)B即可，無需對其他開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)負(fù)責(zé)，而同樣的分支線開關(guān)的保護(hù)范圍也相對縮小，表現(xiàn)為只同本條支線末梢有關(guān)。
另外，在實(shí)踐中由于存在著一些線路的供電半徑過短的現(xiàn)象，導(dǎo)致各個相鄰區(qū)域的故障電流的差異也相對較小，這種情況下為了更好的區(qū)分故障原因和故障責(zé)任區(qū)，必須要通過提高電流互感器的精度來實(shí)現(xiàn)，同時，還要對開關(guān)的動作時間影響進(jìn)行分析，才能更加準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生情況。
由于主干線路各開關(guān)的整定值相同，在發(fā)生故障時，就很有可能發(fā)生越級跳閘。
如果d段發(fā)生故障，由于A和B兩個開關(guān)的定值相同，但A開關(guān)機(jī)構(gòu)比較靈活，因此A開關(guān)越級跳閘。
發(fā)生了越級跳閘以后，必須在恢復(fù)健全區(qū)域供電之前將B開關(guān)補(bǔ)跳，否則將擴(kuò)大事故影響范圍，而這段期間內(nèi)，B開關(guān)處于失壓狀態(tài)，因此必須通過蓄電池或其它儲能裝置提供跳閘能量。
3、“電壓型”開關(guān)與“電流型”開關(guān)組成的饋線自動化系統(tǒng)
通過上文的分析，我們可以得出“電壓型”開關(guān)的特點(diǎn)是能夠自動隔離故障段和自動恢復(fù)非故障段線路的供電，開關(guān)不需要遮斷故障電流，但因支線故障卻導(dǎo)致全線路的短暫停電，障影響范圍大;“電流型”開關(guān)的特點(diǎn)是支線故障不影響主干線，故障影響范圍小，但容易出現(xiàn)越級跳閘。
根據(jù)以上兩種類型開關(guān)的特點(diǎn)，相互彌補(bǔ)其不足，如果將“電壓型”開關(guān)安裝在線路的主干線上，“電流型”開關(guān)安裝在線路的分支線上，則不難實(shí)現(xiàn)一種最隹的保護(hù)模式。
所以，在對系統(tǒng)進(jìn)行改造后，我們可以得出這樣一個自動化模式，即主干線上的A、B開關(guān)為“電壓型”開關(guān)，分支線上的C、D開關(guān)為“電流型”開關(guān)，其主要定值如下：變電站出線斷路器CB開關(guān)的保護(hù)范圍只需考慮保護(hù)線路主干線，A開關(guān)的得電延時時間Xa=35s，B開關(guān)的得電延時時間Xb=7s，CB開關(guān)的最小分閘電流Icb>C、D開關(guān)的最小分閘電流Ic或Id，且CB開關(guān)的動作延時Tcb>C、D開關(guān)的動作延時TC或TD。
而當(dāng)線路c段發(fā)生故障時，因Icb>Ic且Tcb>Tc，故C開關(guān)先跳開，將故障隔離，不影響主干線及e段線路的正常供電。
一旦線路d段出現(xiàn)永久性故障，開關(guān)經(jīng)過兩輪失壓跳閘后，B開關(guān)進(jìn)行合閘閉鎖，線路a、b、c段恢復(fù)供電，縮短了停電時間，減少了停電范圍。
4、結(jié)束語
綜上所述，上文中筆者分別對“電壓型”開關(guān)和“電流型”開關(guān)的自動化模式進(jìn)行了分析，并將二者按實(shí)際情況組合在一起，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)，組成的饋線自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)費(fèi)用低，可靠性高，且易于實(shí)施，在現(xiàn)階段應(yīng)用在配網(wǎng)線路上具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
[1]劉健.配電網(wǎng)自動化新技術(shù).北京：中國水利水電出版社，2003年
配網(wǎng)線路饋線自動化的實(shí)施【2】
【摘要】我國電力系統(tǒng)的發(fā)展需要依靠電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷改革與更新，在其不斷的發(fā)展過程中，我國的電力系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)取得了非常不多的成就。
本文現(xiàn)在就從配網(wǎng)線路饋線自動化的實(shí)施進(jìn)行探討，結(jié)合平時的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，分析其組成結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，并提出了相應(yīng)的意見及其建議。
【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)線路;饋線自動化;故障隔離
一、引言
配網(wǎng)線路饋線自動化系統(tǒng)的運(yùn)行需要結(jié)合現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，使得整個配電網(wǎng)的運(yùn)行及其它信息能夠形成一種較為完整的信息，從而便于自動化及其信息化的管理，最終確保能夠提高供電質(zhì)量及配電效果，直到能夠獲得用戶的最終滿意。
另外，該方法也能夠便于供電企業(yè)遠(yuǎn)距離控制各種配電設(shè)備。
二、我國配電網(wǎng)饋線自動化現(xiàn)狀分析
我國配電網(wǎng)饋線自動化的發(fā)展是隨著配電網(wǎng)自動化應(yīng)用的發(fā)展而不斷發(fā)展的。
本身我國的配電自動化研究的起步時間就很晚，導(dǎo)致很多試點(diǎn)工作都嚴(yán)重滯后于發(fā)達(dá)國家。
分析我國的實(shí)際狀況，配電自動化的能夠有效的提高對于配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控力度，同時還對供電企業(yè)的信息化水平有所提升，另外，還能夠通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)接線及其系統(tǒng)運(yùn)行的方法，來降低查找故障的時間，從而確保了供電可靠性的提高，盡管我國目前的配電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)趨向于成熟期，凡是其饋線自動化存在的問題仍然不可忽視：
(一)通信問題
我國目前在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用饋線自動化系統(tǒng)并沒有形成一種統(tǒng)一的模式，使用較為頻繁的饋線模式主要有三種，分別是控制型饋線自動化模式、集中控制饋線自動化模式、分布式控制型饋線自動化模式。
其中涉及到通信網(wǎng)絡(luò)的模式主要有集中模式與分布模式，其中需要將饋線終端裝置的信息通過通信匯到子站或者主站去進(jìn)行判斷處理的主要是集中模式，這在無形之中就增加了主站或者子站的負(fù)擔(dān)。
目前，我國的科技發(fā)展迅速，光纖設(shè)備的價格也在不斷下降，現(xiàn)在存在的主要問題就是敷設(shè)的問題。
針對光纖難以到達(dá)的站點(diǎn)，可以選擇使用電纜屏蔽層載波、公網(wǎng)GPRS等等其他的通信方式。
但是這兩種通信方式的主要缺點(diǎn)就是極易掉線，需要引起注意。
(二)終端電源問題
一般選擇使用蓄電池來進(jìn)行儲電的，會經(jīng)常出現(xiàn)問題，并且其使用的壽命不長。
加之我國的一個城市內(nèi)的站點(diǎn)就達(dá)千萬個，要想做到準(zhǔn)確的維護(hù)將會是一個非常浩大的工程。
隨著超級電容這一科技的發(fā)展，類似于常規(guī)蓄電池的體積，其容量能夠達(dá)到十幾個法拉，可以持續(xù)工作近半個小時，若是選擇一些較為特殊的技術(shù)方法，還能夠滿足饋線自動化應(yīng)用的要求。
(三)小電流接地故障問題
在我中性點(diǎn)非有效接地這一系統(tǒng)中，小電流接地故障的概率已經(jīng)達(dá)到了90%。
針對這種情況，在現(xiàn)有的饋線自動化系統(tǒng)中，一定要有能夠檢測小電流接地故障這一功能，否則將會嚴(yán)重影響其應(yīng)用的效果。
但是目前的主要問題就是國內(nèi)外都沒有對此形成一種較為筒體的標(biāo)準(zhǔn)，就算是我國的自我研究，也沒有成熟的產(chǎn)品及其頗為成熟的經(jīng)驗(yàn)。
三、配網(wǎng)線路饋線自動化的實(shí)施
饋線的自動化功能是能夠在重壓配電線路故障已經(jīng)發(fā)生的情況下，再對其故障進(jìn)行自動定位、隔離及其恢復(fù)供電等功能。
這種方法在某種程度上能夠減小由于配電網(wǎng)故障給與用戶帶來的影響，是一種具有較強(qiáng)故障自愈功能的控制技術(shù)。
(一)電壓控制型
在我國，使用較為廣泛的電網(wǎng)大多數(shù)都是選用“手拉手”這一環(huán)網(wǎng)方式運(yùn)行的，如圖1所示，手拉手環(huán)網(wǎng)A-V型饋線自動化系統(tǒng)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。
在開關(guān)S保持開狀態(tài)，且一側(cè)帶電一側(cè)不帶電的情況下，經(jīng)時限A重合之后再來恢復(fù)故障點(diǎn)下方?jīng)]有發(fā)生故障區(qū)域的正常供電。
A1這一時限的選擇要能達(dá)到一定的長度，從而確保只有在主供線路上重合器與分段器動作都完成以后聯(lián)絡(luò)開關(guān)才能開始合閘。
分段開關(guān)所選擇的的工作方式是“常閉”型，當(dāng)開關(guān)的兩側(cè)沒有電壓顯示時就會自動分閘。
同時，若是一側(cè)檢測到有電壓，則可以經(jīng)過時限確認(rèn)之后來保持合閘，分段開關(guān)合閘之后若是在預(yù)先規(guī)定的時限B中能夠再一次檢測到電壓，則表面其故障典出于下一段線路，跳閘之后就閉鎖，在下次線路檢測中檢測到電壓就不再合閘。
為了充分保障上一級的開關(guān)能夠可靠的檢測并且排除故障，一定要保證實(shí)現(xiàn)A遠(yuǎn)大于實(shí)現(xiàn)B。
圖1 手拉手環(huán)網(wǎng)A-V型饋線自動化系統(tǒng)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)
(二)電流控制型
電流控制型的另外一種說法是過流脈沖計數(shù)型，可以簡單的稱之為A-I型。
該類型的主要特點(diǎn)是其分段開關(guān)能夠在連著2次計數(shù)以上故障電流之后分閘，從而將故障隔離。
例如典型的架空線路電流控制型系統(tǒng)，其主要過程是由電流互感器給與分段開關(guān)供電，然后提供電流檢測的信號，在主變出口處的重合器R計數(shù)達(dá)到4次過電流之后閉鎖，分段開關(guān)FDK1、FDK2分別計數(shù)到3次、2次過流后分閘。
這樣局可以以在線路L3或者L2上面大賽永久性故障的時候，在R經(jīng)過1次或者2次重合并跳閘時，F(xiàn)DK1、FDK2跳閘隔離故障，R經(jīng)過1次重合跳閘以后，恢復(fù)故障上游線路送電。
其中，分支線路的故障情況大致與主干線末端的故障一樣，若是分支線Lb發(fā)生了永久性的故障，R會經(jīng)過1次的重合跳閘，在此之后，分段開關(guān)Qb計數(shù)到2次過流之后回跳閘，同時還會關(guān)閉鎖，直至R重修給與主干線供電。
在近幾年的發(fā)展中，出現(xiàn)了一種被稱之為“看門狗”的用戶自動分解開關(guān)，并且其應(yīng)用非常廣泛。
在其使用過程中，原理與分支線路故障隔離原理相類似。
(三)電流電壓控制型
另外一種名稱則是電壓-電流-時間控制型，也可以簡單的稱之為A-VI型。
該類型的他點(diǎn)主要是其分段開關(guān)可以選用斷路器的同時來對其電壓與電流信號進(jìn)行檢測，一旦與故障處重合，則立即跳閘隔離。
為了與之相互配合，其主變出口的重合器選用快慢交替的方式，若是線路出現(xiàn)故障，第一時間內(nèi)會快速跳閘，變?yōu)閹r限保護(hù)。
同時，也可以說是電流電壓控制型的特點(diǎn)是有機(jī)的結(jié)合了“電壓型”和“電流型”的優(yōu)點(diǎn)，并在其不足之上進(jìn)行不斷的改進(jìn)。
若是選用“電壓型”的開關(guān)將其裝置與線路的主干線上，選用“電流型”的開關(guān)將其安置在線路的分支上，這樣所調(diào)配出來的模式將會是一種最為切實(shí)有效的保護(hù)方式。
因此，在我們加強(qiáng)力度改造配網(wǎng)線路饋線自動化的時候能夠選用這種較為自動化的模式，可以將主干線上的兩個開關(guān)設(shè)置為“電壓型”開關(guān)，同時將分支線上的兩個開關(guān)設(shè)置為“電流型”開關(guān)。
四、總結(jié)
配網(wǎng)線路饋線自動化的不斷改革與發(fā)展加快了我國居民生活水平前景的步伐，但是同時也給與我國的電力負(fù)荷造成了許多困擾。
加之現(xiàn)代用戶對已電力供應(yīng)的要求越來越高，我國加速配電網(wǎng)線路饋線自動化改造技術(shù)已經(jīng)是刻不容緩了。
更為重要的是，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)線路饋線自動化技術(shù)能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)的故障定位處理能力提升，同時還能將其處理故障的實(shí)際愛你進(jìn)行壓縮，從而確保供電損失降到最低，最終實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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[2]徐靖東，張保會，尤敏，閻海山，等.基于暫態(tài)零序電流特征的小電流接地選線裝置[J].電力系統(tǒng)自動化設(shè)備，2009，29(4)：101-105.
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