引言

一次設(shè)備作為配網(wǎng)自動(dòng)化的重要組成部分,其運(yùn)行效果直接影響著配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益,成為了新時(shí)期人們關(guān)注的焦點(diǎn)。我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中一次設(shè)備老化現(xiàn)象嚴(yán)重,設(shè)備選型不合適、零部件老化問(wèn)題諸多,導(dǎo)致配網(wǎng)輸配電的安全性、可靠性大打折扣。結(jié)合區(qū)域輸配電情況完善配網(wǎng)框架,做好一次設(shè)備改造升級(jí)工作,形成高效益的"手拉手"輸配電體系已刻不容緩。

1配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備改造要求

配網(wǎng)自動(dòng)化涉及內(nèi)容較為復(fù)雜,包括自動(dòng)化系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等,設(shè)備選型及接口多樣,需要依照實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整,以保證輸配電工作能夠正常開(kāi)展。尤其是在一次設(shè)備選型過(guò)程中,要結(jié)合"可視化""可控化"要求進(jìn)行優(yōu)化,以保證達(dá)到:(1）接線合理。一次設(shè)備改造中要符合國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)配網(wǎng)接線標(biāo)準(zhǔn),保證接線分?jǐn)帱c(diǎn)與聯(lián)絡(luò)點(diǎn)均安全、合理,能夠及時(shí)對(duì)線路異常情況做出反應(yīng):要符合安全輸配電要求,能夠在規(guī)定負(fù)荷下運(yùn)行,并處于閾值范圍內(nèi):接線方式簡(jiǎn)單,盡量減少交叉接線、線路散亂、多接頭共用等現(xiàn)象。(2）層次合理。一次設(shè)備改造往往要求能夠?qū)崿F(xiàn)"二遙"或"三遙",保證設(shè)備間具有合理的預(yù)留空間,提升設(shè)備安全性:要確保接口的分布,尤其是接口設(shè)計(jì)留有余量,避免設(shè)備更新、升級(jí)等過(guò)程中缺少拓展接口:設(shè)備性能上要增強(qiáng)主站功能,對(duì)配網(wǎng)中的各項(xiàng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行拓展和完善,保證自動(dòng)化體系能夠與通信裝置、輸配電裝置等結(jié)合。

2配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備的改造方案

2.1一次設(shè)備的內(nèi)容

配網(wǎng)自動(dòng)化要對(duì)斷路器、母線、互感器、變壓器等進(jìn)行合理設(shè)計(jì),依照實(shí)際運(yùn)行需求做好線路設(shè)置和故障分析,借助自動(dòng)化裝置完成故障的預(yù)防和處理,從而提升配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的穩(wěn)定性。

配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備選型中需要強(qiáng)調(diào)斷路器的選型。斷路器作為智能保護(hù)的重要裝置,其設(shè)計(jì)和運(yùn)行直接影響著配網(wǎng)自動(dòng)化的可靠性。常規(guī)設(shè)置過(guò)程中需要對(duì)斷路器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,細(xì)化斷路保護(hù)系統(tǒng)的智能識(shí)別單元、控制單元、數(shù)據(jù)處理單元等設(shè)計(jì),從而確保斷路器能夠在在線監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上快速進(jìn)行過(guò)流、過(guò)壓保護(hù),使配電網(wǎng)線路處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)。

我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)置過(guò)程中還借助雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、GIs狀態(tài)監(jiān)測(cè)等對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),借助光脈沖頻率和GIs技術(shù)分析系統(tǒng)中的電流情況,對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化異常問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理,為配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2一次設(shè)備改造設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步提升配網(wǎng)輸配電性能,在配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備改造過(guò)程中需要對(duì)開(kāi)關(guān)柜、零部件等進(jìn)行優(yōu)化,依照線路設(shè)計(jì)、運(yùn)行要求等適當(dāng)調(diào)整上述設(shè)備裝置,以保證系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定狀態(tài),增強(qiáng)配網(wǎng)輸配電的可靠性。

2.2.1主站方案設(shè)計(jì)

結(jié)合配網(wǎng)圖紙、運(yùn)行情況綜合考慮是否能夠進(jìn)行配電自動(dòng)化主站改造,在"手拉手"輸配電要求下做好"集中采集、分區(qū)應(yīng)用"的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建。改造過(guò)程中首先要對(duì)一次設(shè)備、線路進(jìn)行分析,設(shè)置饋線自動(dòng)化裝置,在線路中安裝自動(dòng)定位設(shè)備,分別對(duì)主干線、混合線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)"二遙",將饋線自動(dòng)化與GPRs定位結(jié)合,提升自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制的可靠性:其次,要對(duì)配套設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行改造,形成完整的自動(dòng)化遠(yuǎn)程工作站,確保智能監(jiān)控"三遙":最后,要在主站中做好智能監(jiān)測(cè)通信體系的構(gòu)建,在配電房、電纜分接箱上安裝故障定位裝置,實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的全面覆蓋。

2.2.2開(kāi)關(guān)改造

本次研究過(guò)程中主要針對(duì)配套開(kāi)關(guān)研究配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備零部件改造的主要內(nèi)容。

(1）可靠性分析。開(kāi)關(guān)柜改造后往往需要對(duì)內(nèi)部開(kāi)關(guān)進(jìn)行更換,依照自動(dòng)化設(shè)備要求合理選擇開(kāi)關(guān)并調(diào)整線路結(jié)構(gòu),確保智能化控制的安全性和可靠性。如某配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜主要選用ABB型開(kāi)關(guān),在運(yùn)行過(guò)程中往往容易出現(xiàn)電流型開(kāi)關(guān)與智能控制要求不匹配問(wèn)題,影響控制效果,需進(jìn)行柱上開(kāi)關(guān)改造。

(2）改造方案。一般設(shè)計(jì)使用過(guò)程中可以盡量選取電磁控制類型開(kāi)關(guān),通過(guò)電磁控制裝置提升開(kāi)關(guān)反應(yīng)的靈敏度和準(zhǔn)確度,并配合真空滅弧類裝置,減少電磁控制過(guò)程中可能出現(xiàn)的漏電問(wèn)題,增強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化的安全系數(shù):可以適當(dāng)選擇數(shù)字控制類型開(kāi)關(guān),借助數(shù)字控制裝置開(kāi)展自動(dòng)化控制,同時(shí)配置相應(yīng)的數(shù)字傳輸裝置,及時(shí)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提升控制操作的合理性、科學(xué)性和有效性。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中為了減少電流開(kāi)關(guān)對(duì)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的影響,可以適當(dāng)選用多股絕緣線,通過(guò)絕緣保護(hù)裝置、密封裝置增強(qiáng)實(shí)際線路的絕緣防控效果。除此之外,還可以設(shè)置相應(yīng)的閉鎖裝置、聯(lián)動(dòng)裝置等,在出現(xiàn)漏電后能及時(shí)切斷。

3配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備改造的應(yīng)用

3.1配網(wǎng)概況

某配電網(wǎng)主要負(fù)責(zé)縣級(jí)輸配電,用戶分布區(qū)域較為集中,輸配電壓力較大,其具體設(shè)備情況如表1所示。

表1某配電網(wǎng)一次設(shè)備概況

由于功率較大,在配網(wǎng)輸配電運(yùn)行過(guò)程中非常容易出現(xiàn)由于設(shè)備選型、線路老化等問(wèn)題造成的輸配電中斷現(xiàn)象,導(dǎo)致用戶用電滿意度大打折扣。相關(guān)資料顯示:僅2018年該配電網(wǎng)就出現(xiàn)重大輸配電故障3次,整體穩(wěn)定性較差,急需進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備改造。

3.2一次設(shè)備改造方案應(yīng)用

(1）系統(tǒng)建設(shè)。為提升配網(wǎng)自動(dòng)化的穩(wěn)定性,在系統(tǒng)設(shè)置過(guò)程中該配網(wǎng)構(gòu)建了集主站sCADA、饋線故障處理、事故預(yù)防、在線瀏覽等于一體的綜合型自動(dòng)化監(jiān)測(cè)體系,其具體情況如表2所示。

表2某配網(wǎng)自動(dòng)化檢測(cè)體系

該系統(tǒng)借助遠(yuǎn)程工作站將區(qū)域用戶用電情況、配網(wǎng)輸配電數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等傳輸?shù)阶詣?dòng)化主站中,對(duì)比配網(wǎng)正常工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史信息、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警閾值等確定是否存在輸配電異常,將數(shù)據(jù)反饋到在線瀏覽工作頁(yè)面中,為管理人員提供決策支撐。

(2）開(kāi)關(guān)改造。某配網(wǎng)系統(tǒng)主干線電源側(cè)主要選用電壓電流型開(kāi)關(guān),在改造時(shí)需要保證開(kāi)關(guān)與斷路器匹配,可在主干線電源側(cè)設(shè)置電壓電流型斷路器,其他區(qū)域可適當(dāng)選用電壓電流型負(fù)荷開(kāi)關(guān),保證各區(qū)域配網(wǎng)自動(dòng)化改造方案與實(shí)際自動(dòng)化運(yùn)行要求一致,如自動(dòng)化終端、PT電源、柱上開(kāi)關(guān)等。

配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)中,在主干線電源測(cè)1/3位置附近設(shè)置電壓電流型斷路器,在2/3位置附近設(shè)置電壓電流型負(fù)荷開(kāi)關(guān),在其他線路上依照具體長(zhǎng)度分別設(shè)置自動(dòng)化控制開(kāi)關(guān)。分支線故障較為頻繁的區(qū)域依照故障情況選擇自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān),一條支線上負(fù)荷開(kāi)關(guān)數(shù)不超過(guò)兩臺(tái),以降低主干線開(kāi)關(guān)跳閘的可能性,提升輸配電的可靠性。

除此之外,該配網(wǎng)輸配電功率較大,在實(shí)際自動(dòng)化改造過(guò)程中一次設(shè)備負(fù)荷較高,需要做好零部件的絕緣防護(hù)。為此,配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中采用絕緣介質(zhì)箱體對(duì)開(kāi)關(guān)高壓和低壓區(qū)域進(jìn)行密封,并在開(kāi)掛區(qū)域內(nèi)部設(shè)計(jì)閉鎖裝置和互聯(lián)裝置,通過(guò)真空滅弧室和隔離斷口實(shí)現(xiàn)輸配電的雙重保護(hù),避免漏電造成零部件擊穿。與此同時(shí),該配網(wǎng)還對(duì)主要開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整,其具體調(diào)整后的技術(shù)參數(shù)如表3所示,增強(qiáng)了零部件整體性能。

表3某配網(wǎng)主要開(kāi)關(guān)調(diào)整后的參數(shù)

3.3效果評(píng)估

一次設(shè)備改造后該配網(wǎng)安全性、可靠性明顯提升,2019年上半年并未出現(xiàn)重大輸配電故障,自動(dòng)化裝置共發(fā)現(xiàn)輸配電問(wèn)題36起,自動(dòng)保護(hù)31起,5起直接通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警裝置將異常信息反饋給管理人員,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查后發(fā)現(xiàn)為線路老化、設(shè)備老化、線路閃絡(luò)、雷電天氣等導(dǎo)致,均結(jié)合具體問(wèn)題進(jìn)行了處理,配網(wǎng)運(yùn)行效益明顯提升。

4結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)自動(dòng)化一次設(shè)備改造能夠從根本上改善配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量,借助一次設(shè)備自動(dòng)化改造提升智能監(jiān)測(cè)、智能控制效果,對(duì)輸配電過(guò)程中的各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行反饋,減少運(yùn)行中可能出現(xiàn)的設(shè)備及線路故障,大大提升了用戶用電滿意度。上述裝置的改造還能夠有效提升系統(tǒng)性能,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)整和優(yōu)化,降低傳統(tǒng)輸配電中的線損,真正實(shí)現(xiàn)了"手拉手"配電、高效益用電,使我國(guó)配網(wǎng)建設(shè)邁上了新臺(tái)階。