光電技術(shù)的智能配電終端在配電線路上的運用

趙乾+王翰斌

摘 要：在電網(wǎng)中，配電質(zhì)量關(guān)系著用戶對電能的使用情況，為此在實際中如何保證配電的穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)在發(fā)展中需要重點關(guān)注的部分之一。目前在現(xiàn)代科學技術(shù)及信息技術(shù)不斷發(fā)展的影響下，電力系統(tǒng)在實際中也逐漸向著智能化的方向發(fā)展，智能化配電終端作為配電系統(tǒng)中重要的部分對配電執(zhí)行管理有著極為重要的作用，而光電技術(shù)的智能配電終端在實際中可以發(fā)揮出其所具備的高效、快速的通訊傳輸?shù)裙δ埽M而提高配電的效率，使其在實際應(yīng)用中更加穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：光電技術(shù)；智能配電終端；配電線路

智能電網(wǎng)一直是我國電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，而光電技術(shù)作為一種使用較為廣泛的通訊傳輸技術(shù)，其也逐漸涉及到電力系統(tǒng)中。目前在電力系統(tǒng)智能配電終端中主要采用的是數(shù)字化的采集方式，因此其通訊水平總體來說達不到高效、標準的規(guī)范式電波通訊要求，其傳輸效率及傳輸量根據(jù)現(xiàn)今配電網(wǎng)發(fā)展要求來說仍然較低，為此本文對光電技術(shù)的智能配電終端進行了研究及分析，根據(jù)其特點指出了智能配電終端在配電線路上應(yīng)用的優(yōu)勢，并詳細的分析了其功能及內(nèi)容，以此來對其進行更好的應(yīng)用。

一、應(yīng)用背景

目前我國電子式互感器隨著IEC60044與IEC61850標準的出臺在高壓網(wǎng)上已經(jīng)成功大范圍應(yīng)用，得到了良好的效果。智能配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，承載著提高供電可靠性、優(yōu)化配電網(wǎng)經(jīng)濟運行、提升資產(chǎn)管理水平、便于分布式能源友好接入、提供高品質(zhì)電能等責任。因此全國各電力公司積極響應(yīng)國家號召，全面開展智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)。在此期間，電力公司對于一款“適應(yīng)智能配電網(wǎng)特征的新型傳感技術(shù)產(chǎn)品”的呼聲越來越高。而國外智能配電網(wǎng)的建設(shè)起步較早，已經(jīng)有一批成熟的產(chǎn)品得到成功應(yīng)用，目前可靠性和傳輸容量較好的應(yīng)為光電測量技術(shù)的產(chǎn)品。2002年磁光玻璃的光電互感器產(chǎn)品問世以來，已經(jīng)成功應(yīng)用于配電自動化項目中，實際運行時間超過10多年，產(chǎn)品技術(shù)的先進性、運行的穩(wěn)定性、可靠性都得到了市場的有力驗證。

二、系統(tǒng)特點

以光電技術(shù)為核心，具有技術(shù)先進、擴展性強和性價比高的特點，可以為電力行業(yè)用戶提供快速、高效、低成本的綜合產(chǎn)品方案。產(chǎn)品類型涵蓋戶外整機，戶內(nèi)整機，前端設(shè)備等，整機集多種功能模塊為一體，功能強大，應(yīng)用場合廣泛，能全面應(yīng)用于36kV及以下的所有電壓等級，全面滿足國家配網(wǎng)自動化終端技術(shù)規(guī)范中的各項要求。

1、實現(xiàn)36kV及以下中壓架空網(wǎng)配電自動化

實現(xiàn)36kV及以下中壓架空網(wǎng)配電自動化的核心設(shè)備，設(shè)備采用基于法拉第磁光效應(yīng)的光電技術(shù)，集遙測、遙信、遙控、通信及電源管理等功能于一體，可完全取代傳統(tǒng)CT+FTU的組合方式。除架空線路外，產(chǎn)品同時也可用于公變、專變等場所，實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)、線路電壓、電流以及故障等信息量的實時監(jiān)測與開關(guān)量的遠方控制。

2、實現(xiàn)36kV及以下中壓電纜網(wǎng)配電自動化

實現(xiàn)36kV及以下中壓電纜網(wǎng)配電自動化的核心設(shè)備，設(shè)備采用基于法拉第磁光效應(yīng)的光電技術(shù)，集遙測、遙信、遙控、通信及電源管理等功能于一體，可完全取代傳統(tǒng)CT+DTU的組合方式。產(chǎn)品可安裝于變電站、配電室、環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)房、開閉所、綜合房等場所，實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)、線路電壓、電流以及故障等信息量的實時監(jiān)測與開關(guān)量的遠方控制。

3、實現(xiàn)36kV及以下電壓等級配電自動化

實現(xiàn)36kV及以下電壓等級配電自動化的核心設(shè)備，設(shè)備采用基于法拉第磁光效應(yīng)的光電技術(shù)，可應(yīng)用在電纜網(wǎng)、架空網(wǎng)等多種環(huán)境，完全取代傳統(tǒng)CT與其它DTU、FTU等配電終端產(chǎn)品配套使用，共同實現(xiàn)三遙等功能。

三、功能與優(yōu)勢

1、新型光傳感技術(shù)，引領(lǐng)未來電流互感器發(fā)展方向

隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，傳統(tǒng)基于法拉第電磁感應(yīng)原理的互感器技術(shù)已無法滿足智能電網(wǎng)、數(shù)字化變電站的建設(shè)需求。而新興的電子式互感器代表著互感器傳感精確化、傳輸光纖化、輸出數(shù)字化、數(shù)據(jù)共享化、設(shè)備小型化的發(fā)展趨勢，具有傳統(tǒng)測量技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢，真正契合了智能電網(wǎng)的發(fā)展需要。而這其中，基于法拉第磁光效應(yīng)的電子式電流互感器由于其全絕緣結(jié)構(gòu)、無源工作以及對于交直流測量的通用性等一系列突出優(yōu)勢，更使其引領(lǐng)著未來電流互感器技術(shù)的最終發(fā)展方向。

2、寬量程、高精度，為高級應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)

應(yīng)用法拉第磁光效應(yīng)原理設(shè)計、制造光電產(chǎn)品具有量程寬、不飽和的優(yōu)點，不僅在能夠測量正常負荷電流，更可測量高達20kA的故障電流，全量程的測量精度均優(yōu)于1%，為故障的監(jiān)測分析提供了詳實的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3、安裝維護便利，推動配網(wǎng)自動化建設(shè)步伐

在全國配網(wǎng)自動化轟轟烈烈開展的大背景下，如何實現(xiàn)以最小的工程量、最短的停電時間以及最少的投資來實現(xiàn)對現(xiàn)有一次系統(tǒng)的自動化改造成為首要問題。而傳統(tǒng)電流互感器由于其鐵芯結(jié)構(gòu)和二次不能開路運行造成施工改造與維護必須長時間停電，嚴重降低了供電的可靠性。

4、短路故障測距，提高供電系統(tǒng)可靠性

配電系統(tǒng)在應(yīng)用中其一旦發(fā)生故障問題就需要對區(qū)域內(nèi)配電線路進行全面的檢修工作，這在實際中無疑增大了配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。而光電技術(shù)的智能配電終端應(yīng)用可以有效的提升故障問題檢修效率，在最短的時間內(nèi)對故障部分進行定位，進而確定其短路故障就的發(fā)生因素，其在實際中所應(yīng)用的特點為光電技術(shù)產(chǎn)品可依據(jù)其測量的故障瞬時電流及電壓值，通過歐姆定律，精確計算出系統(tǒng)短路阻抗及線路電抗，在線路電抗率已知的情況下就可準確得到短路故障點距離。這一功能可以為電力運行人員，提供快速的線路故障定位信息。縮小故障排查范圍、快速恢復供電，不僅增加了電力企業(yè)和用戶的經(jīng)濟效益同時也大幅增加了電力企業(yè)的社會效益。

5、環(huán)保價值高

在現(xiàn)有的配電終端中其互感器多數(shù)是采用鐵芯來制成的，為此需要對其應(yīng)用材料進行開發(fā)及冶煉，而在這個過程中，必然會出現(xiàn)資源的消耗及加工污染。而采用光電技術(shù)的智能配電終端可以有效的降低能源消耗量，再加上其在運次運行的過程中不會產(chǎn)生系統(tǒng)能源大量耗費的情況，進而達到環(huán)保的目的。

結(jié)語：光電技術(shù)作為一種精度高、量程寬的通訊傳輸技術(shù)，其在實際中的應(yīng)用可以滿足配電線路在實際的工作運行中對智能配電終端的要求，同時其在應(yīng)用中所具備的優(yōu)勢可以提高配電效率。以上全面、深入的分析了光電技術(shù)的智能配電終端的性能及應(yīng)用優(yōu)勢，但是在實際中此項技術(shù)在配電線路上的應(yīng)用仍然處于初步發(fā)展的階段，為此必須要對其進行更深層次的研究及探索，從而使其在配電網(wǎng)中的使用技術(shù)可以得到完善，使此項技術(shù)可以得到良好的應(yīng)用及推廣。

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