引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人民生活水平的不斷提升,社會(huì)用電負(fù)荷的急劇攀升,對(duì)配網(wǎng)供電可靠性提出了更高的要求,且隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的興起,配網(wǎng)自愈控制技術(shù)得到了廣泛關(guān)注,提高配網(wǎng)自愈成功率,成為提高配網(wǎng)供電可靠性尤為重要的突破口。與傳統(tǒng)的配網(wǎng)故障搶修處理相比,配網(wǎng)自愈控制技術(shù)具有自動(dòng)感知故障、自動(dòng)隔離故障、自動(dòng)恢復(fù)非故障區(qū)域用電的特點(diǎn),不僅減少了供電所搶修的人力,還大大縮短了非故障區(qū)域的復(fù)電時(shí)間。

目前,佛山地區(qū)已實(shí)現(xiàn)基本自愈,但由于線(xiàn)路網(wǎng)架仍未完善以及對(duì)配電自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)維仍處于一個(gè)探索和提升的階段,配網(wǎng)自愈成功率并不高,配網(wǎng)自愈控制技術(shù)未能充分體現(xiàn)其在提高配網(wǎng)供電可靠性上的價(jià)值。現(xiàn)已具備配網(wǎng)自愈功能的線(xiàn)路,并不能保證在故障發(fā)生時(shí)成功實(shí)現(xiàn)自愈,同時(shí)也有可能因?yàn)樽杂`動(dòng)作擴(kuò)大了事故停電范圍。因此,配網(wǎng)自愈控制技術(shù)對(duì)于供電所基層工作人員來(lái)說(shuō)仍然是一把雙刃劍。如何利用好配網(wǎng)自愈控制技術(shù),如何提高配網(wǎng)自愈成功率,本文將從完善10kV配網(wǎng)網(wǎng)架和提高配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)維水平這兩個(gè)角度展開(kāi)分析。

1配網(wǎng)自愈的原理

配網(wǎng)自愈是指配電系統(tǒng)能夠快速檢測(cè)出10kV配電線(xiàn)路故障區(qū)段,自動(dòng)隔離故障并自動(dòng)恢復(fù)供電,使其不影響用戶(hù)或?qū)⒂绊懡抵磷畹汀Ｄ壳?配網(wǎng)自愈模式具體分為以下幾種:級(jí)差和電壓時(shí)間/電流混合型協(xié)同型、級(jí)差保護(hù)協(xié)同型、電壓時(shí)間/電流協(xié)同型、智能分布式協(xié)同型、主站集中型、電壓型、智能分布式、主站就地協(xié)同型。目前沿用較多的模式是級(jí)差保護(hù)協(xié)同型和智能分布式,以下通過(guò)案例詳細(xì)闡述這兩個(gè)模式的原理。配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)接線(xiàn)如圖1所示。

1.1級(jí)差保護(hù)協(xié)同型基本原理

級(jí)差保護(hù)協(xié)同型基本原理為:當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)向主站上送故障告警信息,主站系統(tǒng)通過(guò)對(duì)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)告警信號(hào)、動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行綜合判斷,啟動(dòng)故障處理程序,確定故障類(lèi)型和故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域隔離和非故障區(qū)域復(fù)電。

當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在FB8至FB9之間時(shí):

(1)切除故障:故障點(diǎn)前的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)均感受到故障電流,FB1、FB2、FB3、FB4、FB6、FB7、FB8發(fā)告警信號(hào),

FB5出口動(dòng)作。

(2)隔離故障:主站系統(tǒng)判定故障點(diǎn)在FB8與FB9之間,主站發(fā)送命令遙控?cái)嚅_(kāi)FB8與FB9。

(3)復(fù)電:主站發(fā)送命令遙控合上FB5和LB,恢復(fù)非故障區(qū)域用電。

當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在CB1至FB1之間時(shí):

(1)切除故障:故障點(diǎn)前的CB1感受到故障電流,故障點(diǎn)后FB1、FB2、FB3、FB4、FB6、FB7、FB8、FB9、FB10、FB11均未感受到故障,CB1出口動(dòng)作。

(2)隔離故障:主站系統(tǒng)判定故障點(diǎn)在CB1與FB1之間,主站發(fā)送命令遙控?cái)嚅_(kāi)FB1。

(3)復(fù)電:主站發(fā)送命令遙控合上LB,恢復(fù)非故障區(qū)域用電。

1.2智能分布式基本原理

智能分布式基本原理為:兩個(gè)相鄰配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)之間互相交換電壓電流、開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)等信號(hào),故障點(diǎn)電源側(cè)的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)到故障信號(hào),故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)檢測(cè)不到故障信號(hào),通過(guò)這種對(duì)等通信的方法判定故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)就地隔離故障和非故障區(qū)域復(fù)電。

當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在FB8至FB9之間時(shí):

(1)隔離故障:故障點(diǎn)電源側(cè)FB1、FB2、FB3、FB4、FB6、FB7、FB8自動(dòng)化開(kāi)關(guān)均檢測(cè)到故障電流,故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)FB9、FB10、FB11均檢測(cè)不到故障電流,通過(guò)兩兩相鄰開(kāi)關(guān)之間的對(duì)等通信,判定故障區(qū)域在FB8和FB9之間,FB1、FB2、FB3、FB4、FB6、FB7閉鎖分閘,FB8、FB9分閘,隔離故障區(qū)域。

(2)復(fù)電:FB10與FB11之間感受不到故障,LB感受到單側(cè)失壓,LB合閘,非故障區(qū)域復(fù)電。

當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在CB1至FB1之間時(shí):

(1)隔離故障:故障點(diǎn)電源側(cè)CB1開(kāi)關(guān)檢測(cè)到故障,故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)FB1、FB2、FB3、FB4、FB6、FB7、FB8、FB9、FB10、FB11均檢測(cè)不到故障電流,通過(guò)兩兩相鄰開(kāi)關(guān)之間的對(duì)等通信,判定故障區(qū)域在CB1和FB1之間,CB1、FB1分閘,隔離故障區(qū)域。

(2)復(fù)電:FB1與FB11之間感受不到故障,LB感受到單側(cè)失壓,LB合閘,非故障區(qū)域復(fù)電。

1.3不同自愈原理的主要區(qū)別

根據(jù)上述案例分析,級(jí)差保護(hù)協(xié)同型與智能分布式之間最主要的區(qū)別是,級(jí)差保護(hù)協(xié)同型模式下故障隔離和非故障區(qū)域復(fù)電都有主站的參與,而智能分布式模式是通過(guò)相鄰開(kāi)關(guān)之間的對(duì)等通信,實(shí)現(xiàn)就地隔離故障和復(fù)電。

級(jí)差保護(hù)協(xié)同型模式,由于自動(dòng)化開(kāi)關(guān)級(jí)差的配合,線(xiàn)路上僅有某幾個(gè)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)可以出口跳閘,其他自動(dòng)化開(kāi)關(guān)僅上送告警信號(hào),不出口跳閘,因此在自愈過(guò)程中開(kāi)關(guān)動(dòng)作的次數(shù)較智能分布式要多。而智能分布式對(duì)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的通信功能要求更高,線(xiàn)路上所有自動(dòng)化開(kāi)關(guān)均采用光纖通信的方式,目前光纖設(shè)備建設(shè)和光纖運(yùn)維水平仍未達(dá)到支撐智能分布式模式的水平,導(dǎo)致智能分布式模式未能得到推廣,相比之下,級(jí)差保護(hù)協(xié)同型更容易實(shí)現(xiàn),并得到推廣。

2自愈成功率提升方法

現(xiàn)有情況下,影響自愈成功率的因素較多,主要可以歸納為以下幾類(lèi):配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、配電終端及開(kāi)關(guān)的設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量等。而目前能夠由電網(wǎng)運(yùn)維單位有效控制和優(yōu)化的主要在完善配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和提升配網(wǎng)設(shè)備的日常運(yùn)維質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。針對(duì)上述兩個(gè)方面進(jìn)行深入研究與分析,提出具體提升方法如下。

2.1配網(wǎng)網(wǎng)架的完善

10kV配電線(xiàn)路繁多復(fù)雜、用電負(fù)荷分散,這在C類(lèi)和D類(lèi)農(nóng)村供電區(qū)域尤為突出,導(dǎo)致10kV配電線(xiàn)路不能完全模仿主網(wǎng)的形式,且早期配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)并未提及"配網(wǎng)自愈"的概念。要實(shí)現(xiàn)較高的配網(wǎng)自愈水平,需進(jìn)一步完善配電線(xiàn)路網(wǎng)架,增設(shè)自動(dòng)化布點(diǎn),在基建項(xiàng)目方面投入大量資金。

以下簡(jiǎn)單介紹兩個(gè)接線(xiàn)方式:(1)N分段N聯(lián)絡(luò)接線(xiàn)方式下,線(xiàn)路中任一段線(xiàn)路發(fā)生故障,都可實(shí)現(xiàn)故障隔離,如圖2所示。(2)手拉手接線(xiàn)方式下,如圖3所示,線(xiàn)路2沒(méi)有分段開(kāi)關(guān),無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障隔離,因此當(dāng)線(xiàn)路2發(fā)生故障時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自愈功能。

2.2設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量的提升

從設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量方面做好提升與優(yōu)化工作,具體如下。

2.2.1提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)定值執(zhí)行的正確性

定值執(zhí)行不正確會(huì)導(dǎo)致跳閘開(kāi)關(guān)拒動(dòng)和越級(jí)跳閘,擴(kuò)大事故停電范圍,告警開(kāi)關(guān)沒(méi)有按要求投入告警功能會(huì)導(dǎo)致主站無(wú)法正常判斷故障區(qū)域,從而無(wú)法隔離故障,因此正確執(zhí)行自動(dòng)化開(kāi)關(guān)定值是自愈啟動(dòng)的前提。

2.2.2提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的在線(xiàn)率

主站通過(guò)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)上報(bào)的告警信息判斷故障區(qū)域,確認(rèn)故障區(qū)域后,主站下發(fā)遙控命令隔離故障和恢復(fù)非故障區(qū)域用電,因此需要保持主站和自動(dòng)化開(kāi)關(guān)之間正常通信,提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的在線(xiàn)率。目前,自動(dòng)化開(kāi)關(guān)主要采用無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信和光纖專(zhuān)網(wǎng)通信,下面將這兩種通信方式作簡(jiǎn)要分析和比較。

(1)無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信:無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信主要是利用通信運(yùn)營(yíng)商(中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)電信)的基站發(fā)射信號(hào),早期自動(dòng)化開(kāi)關(guān)多采用2G電話(huà)卡通信,現(xiàn)2G基站已逐漸拆除,目前正大批量將2G電話(huà)卡更換為4G電話(huà)卡,若日后運(yùn)營(yíng)商普及5G信號(hào),還得大批量將4G電話(huà)卡更換為5G電話(huà)卡,因此,無(wú)線(xiàn)通信方式受通信運(yùn)營(yíng)商的影響較大。

早期部分自動(dòng)化選點(diǎn)由于條件限制,將電房設(shè)在地下或信號(hào)較差的偏遠(yuǎn)地方,導(dǎo)致自動(dòng)化開(kāi)關(guān)在線(xiàn)率偏低,只能通過(guò)增設(shè)信號(hào)放大器或使用增強(qiáng)型天線(xiàn)增強(qiáng)信號(hào),但使用效果仍然不及正常選點(diǎn)理想。因此,在自動(dòng)化規(guī)劃選點(diǎn)時(shí)應(yīng)盡量避免將電房設(shè)置在地下和信號(hào)差的偏遠(yuǎn)地方。

(2)光纖專(zhuān)網(wǎng)通信:光纖專(zhuān)網(wǎng)通信與無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信相比,通信更穩(wěn)定,不受地理位置影響。但目前配網(wǎng)光纖網(wǎng)絡(luò)并不完善,采用單輻射的形式,通信鏈路層中只要有一點(diǎn)斷開(kāi),斷點(diǎn)后段都會(huì)失去通信,導(dǎo)致現(xiàn)階段光纖專(zhuān)網(wǎng)通信比無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信的可靠性低,應(yīng)在光纖網(wǎng)絡(luò)完善后再采用光纖專(zhuān)網(wǎng)通信。

2.2.3提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的遙控成功率

主站通過(guò)遙控開(kāi)關(guān)來(lái)隔離故障和恢復(fù)供電,因此提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的遙控成功率尤為重要,目前配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的遙控成功率也被作為各地市局考核指標(biāo)之一。配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)遙控失敗分為遙控拒動(dòng)和遙控返校超時(shí),下面分析出現(xiàn)遙控返校超時(shí)和遙控拒動(dòng)的具體原因。

(1)遙控返校超時(shí):配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)遙控返校超時(shí)是指主站到配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)之間沒(méi)有正常通信,配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)沒(méi)有接收到主站下發(fā)的命令。遙控返校超時(shí)通常是由于開(kāi)關(guān)的在線(xiàn)率低、開(kāi)關(guān)頻繁上線(xiàn)掉線(xiàn)、開(kāi)關(guān)CK把手打到"就地"位置、檢修壓板投入等原因。

(2)遙控拒動(dòng):配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)遙控拒動(dòng)是指開(kāi)關(guān)可以正常接收到主站下發(fā)的命令,并正確回復(fù)主站可以執(zhí)行遙控操作,但是開(kāi)關(guān)本體沒(méi)有出口動(dòng)作。遙控拒動(dòng)通常是由控制器面板的遙控硬壓板沒(méi)有投入、開(kāi)關(guān)未儲(chǔ)能、二次回路中有脫線(xiàn)、開(kāi)關(guān)本體機(jī)構(gòu)缺陷、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處于冷備用狀態(tài)等問(wèn)題導(dǎo)致。

2.2.4提高自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)維水平

提高主站自愈的成功率,需確保自動(dòng)化開(kāi)關(guān)在良好的水平下運(yùn)行,運(yùn)維人員需提高自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)維水平,對(duì)存在缺陷的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)建立缺陷庫(kù),定期監(jiān)控所有配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài),并做好閉環(huán)管理。

配網(wǎng)保護(hù)的補(bǔ)充檢驗(yàn)是對(duì)保護(hù)功能邏輯及二次回路開(kāi)展的全面檢驗(yàn),通常在保護(hù)或開(kāi)關(guān)發(fā)生不正確動(dòng)作、二次設(shè)備及回路缺陷消除后開(kāi)展。

針對(duì)配網(wǎng)線(xiàn)路故障時(shí)出現(xiàn)了不正確動(dòng)作,導(dǎo)致越級(jí)跳上級(jí)開(kāi)關(guān)的,分析不正確動(dòng)作表象,判斷出現(xiàn)異常的原因:再根據(jù)需要對(duì)線(xiàn)路申請(qǐng)停電,并進(jìn)行保護(hù)裝置、二次回路以及一次開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)等一連串設(shè)備的全面檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)結(jié)果正常,則補(bǔ)充檢驗(yàn)工作結(jié)束:若檢驗(yàn)結(jié)果不正常,則需根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果,重新排查問(wèn)題所在,直至將問(wèn)題排查出來(lái)并解決。

3結(jié)語(yǔ)

基于級(jí)差保護(hù)協(xié)同型模式,結(jié)合日常運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn),提高10kV配電線(xiàn)路自愈成功率可從完善10kV線(xiàn)路網(wǎng)架和提高自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量這兩個(gè)方面著手。完善10kV線(xiàn)路網(wǎng)架包括解決線(xiàn)路大分支、線(xiàn)路重過(guò)載導(dǎo)致不可轉(zhuǎn)供等問(wèn)題,增設(shè)自動(dòng)化布點(diǎn):提高自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量包括提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)定值執(zhí)行準(zhǔn)確性,提高自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的在線(xiàn)率、遙控成功率,及時(shí)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行消缺,確保自動(dòng)化設(shè)備不在缺陷狀態(tài)下運(yùn)行。在今后的運(yùn)維工作中,應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)提高配網(wǎng)自愈成功率,提高10kk配網(wǎng)供電可靠性,為用戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)。