10kV配電網(wǎng)中自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

婁崢

摘要：對于10kV配電網(wǎng)而言，饋線自動(dòng)化是其重要的構(gòu)成部分，能夠在運(yùn)行的過程中實(shí)現(xiàn)對開關(guān)合閘、分閘的操作，確保10kV配電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行?；诖?，本文將從控制方式、控制功能兩方面入手，分析10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制技術(shù)，探討了10kV配電網(wǎng)中饋線的自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用，旨在進(jìn)一步優(yōu)化饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，促進(jìn)我國電網(wǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng);饋線自動(dòng)化系統(tǒng);控制技術(shù)

引言

饋線自動(dòng)化作為配電網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)，也是配電網(wǎng)自動(dòng)化的重要組成部分。這種技術(shù)主要是指在通常的情況下，系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控饋線運(yùn)行狀態(tài)，包括對分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)以及饋線電流、電壓的監(jiān)測。擁有遠(yuǎn)程控制配電線路開關(guān)的開、合閘動(dòng)作的功能，當(dāng)配電線路發(fā)生故障時(shí)，可以及時(shí)的記錄故障的狀態(tài)與時(shí)間以及位置，并進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷并隔離故障，還能完成非故障區(qū)的線路供電。

1.10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制技術(shù)

1.1控制方式

在10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中，其控制方式主要分為遠(yuǎn)程控制、就地控制兩種，而控制方式的具體應(yīng)用受可控設(shè)備的影響。具體來說，如果系統(tǒng)中的設(shè)備屬于饋線線路，且為電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)，同時(shí)系統(tǒng)中存在通信設(shè)備，那么饋線自動(dòng)化控制技術(shù)便能夠?qū)h(yuǎn)程的開關(guān)進(jìn)行分閘、合閘操作;如果系統(tǒng)中的控制設(shè)備主要為重合器、分段器與重合分段器，那么所有開關(guān)的分閘、合閘的操作均需要由其自身完成，也就說饋線自動(dòng)化系統(tǒng)需采用就地控制方式。另外，對于遠(yuǎn)程控制而言，可以將其分為集中式、分散式兩種，集中式遠(yuǎn)程控制指的是采用SCADA系統(tǒng)對線路故障進(jìn)行自動(dòng)采集，并在分析、判斷的基礎(chǔ)上完成控制;分散式控制方式則會(huì)向設(shè)備發(fā)出指令，各個(gè)設(shè)備均依據(jù)指令信息實(shí)現(xiàn)控制。

1.2控制功能

對于10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制技術(shù)而言，其控制功能主要包含兩方面內(nèi)容：

（1）監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)對于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，實(shí)際上就是對線路中主干、支路中的電壓、電流等相關(guān)的電氣參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，系統(tǒng)還會(huì)對線路的分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、遙控，從而實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)遙信、遙測、遙控的相關(guān)功能。

（2）定位故障并恢復(fù)。如果10kV配電網(wǎng)在運(yùn)行中，發(fā)生永久性的故障，則需要根據(jù)開關(guān)的實(shí)際順序?qū)⒕€路進(jìn)行隔離，并在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行或開關(guān)運(yùn)行的過程中，保證10kV配電網(wǎng)的故障線路能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)移供電。在故障線路進(jìn)行隔離以后，為了能夠減小停電的區(qū)域范圍，就應(yīng)該在根本上保障正常線路的狀態(tài)，并對電網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu)，確保在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。

2.10kV配電網(wǎng)中饋線的自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1就地智能分布式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

就地智能分布式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)以線路中的電流和電壓為故障段的判斷依據(jù)，根據(jù)故障線路的過流規(guī)律和失壓情況對網(wǎng)絡(luò)方案進(jìn)行重新構(gòu)設(shè)。由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)在線路中的具體位置和線路分段的數(shù)目對此沒有影響，所以在選擇參數(shù)配置時(shí)，無需考慮這兩點(diǎn)。

當(dāng)選擇智能負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的組建時(shí)，線路各段的開關(guān)會(huì)在預(yù)定功能的指導(dǎo)下協(xié)調(diào)合作，自發(fā)地對故障進(jìn)行有效地隔離，并能在故障發(fā)生后重構(gòu)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)選擇的是短路器時(shí)，斷路器的開斷、重合功能可以得到充分的發(fā)揮，對故障進(jìn)行快捷、高效的切斷和隔離，并使正常線路段及時(shí)恢復(fù)供電?！皻垑簷z測”有一項(xiàng)重要的功能，就是可以使開關(guān)在附近發(fā)生故障的時(shí)候提前進(jìn)入分閘閉鎖狀態(tài)，從而避免非負(fù)荷側(cè)的電源發(fā)生不必要的停電。

2.2重合器方式的就地式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

重合器的饋線自動(dòng)化主要有這兩種實(shí)現(xiàn)途徑：重合器與電壓—時(shí)間型和重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型，通過與分段器的配合實(shí)現(xiàn)對線路故障位置的確定和隔離。重合器與電壓—時(shí)間型配合分段器方式的饋線自動(dòng)化一般采用的方式為電壓—延時(shí)，在沒有故障的情況下，分段點(diǎn)的開關(guān)應(yīng)該是合閘的。

當(dāng)線路中有故障發(fā)生或是因?yàn)橥ｋ姸斐删€路出現(xiàn)失壓現(xiàn)象時(shí)，開關(guān)就會(huì)變?yōu)榉珠l狀態(tài)，當(dāng)首次重合后，線路將分段投入，等到達(dá)發(fā)生故障的線路段后會(huì)再次發(fā)生跳閘，從而將故障電壓傳遞給故障線路段周圍的開關(guān)，使其在受到感應(yīng)后及時(shí)進(jìn)行閉鎖。

站內(nèi)斷電器第二次合閘后，故障段將通過閉鎖被隔離，線路的非故障段恢復(fù)正常供電。位于聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置的開關(guān)在其兩端的電壓均為正常狀態(tài)時(shí)始終處于開閘狀態(tài)，但若有一側(cè)的電源出于某種原因表現(xiàn)出失壓現(xiàn)象，開關(guān)就會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，隨即延時(shí)并開始進(jìn)入對故障的辨識(shí)狀態(tài)。

延時(shí)時(shí)間到后，開關(guān)會(huì)重新投入運(yùn)行，并啟動(dòng)備用電源，使并未發(fā)生故障的正常線路段恢復(fù)正常供電狀態(tài);而如果聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩端的電源在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生失壓，該開關(guān)就會(huì)閉鎖。

2.3主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

配電自動(dòng)化一般由饋線配電終端、配電主站和配電子站三個(gè)主要組成部分。主站監(jiān)控下的集中式饋線自動(dòng)化是指僅靠主站對饋線故障實(shí)行的緊急控制。

作為10kV配電網(wǎng)的控制中心，配電主站通過現(xiàn)代通信技術(shù)對配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、分析、檢測與控制，實(shí)現(xiàn)配電高級(jí)應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)為配電網(wǎng)設(shè)備、圖資管理的實(shí)現(xiàn)提供了平臺(tái)，而配電、配電高級(jí)應(yīng)用和地理信息系統(tǒng)的一體化很大程度的強(qiáng)化了配電主站的功能，從而使集中式饋線自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)、監(jiān)控、管理與維護(hù)工作的全方位、自動(dòng)化運(yùn)行。

主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)以通信為基礎(chǔ)，以集中控制為核心，集電流保護(hù)、重合閘功能于一體，可以對故障做到迅速切斷，及時(shí)隔離，在幾分鐘內(nèi)恢復(fù)供電。但是由于該技術(shù)過于依賴配電網(wǎng)通信和主站，一旦通信系統(tǒng)或是控制中心發(fā)生故障，就會(huì)波及整個(gè)控制系統(tǒng)，使其不能正常發(fā)揮功效。所以主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)的可靠性相對較差，在采用這種模式時(shí)，要注意考慮緊急控制功能的分步實(shí)現(xiàn)和下放[3]。

2.4子站監(jiān)控式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)

配電子站一般位于配網(wǎng)或變電站的分控制中心，主要負(fù)責(zé)就地監(jiān)控和通信處理，在子站層能獨(dú)立對饋線信息進(jìn)行采集和控制，在饋線故障的處理工作中，起到故障識(shí)別和故障隔離的作用。子站監(jiān)控式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)使主站中緊急控制功能的下放成為現(xiàn)實(shí)，還增強(qiáng)了子站的監(jiān)控能力，分擔(dān)了一部分配電主站在饋線故障處理中的工作，減輕了主站的壓力，被廣泛應(yīng)用于10kV配電網(wǎng)中。這種控制模式要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移和故障隔離之間的關(guān)系。

通常情況下，主站能夠在發(fā)生故障時(shí)通過配電網(wǎng)的信息調(diào)度出最優(yōu)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案，只有在特別復(fù)雜的大型配電網(wǎng)中出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)才會(huì)需要轉(zhuǎn)移較大的負(fù)荷，這時(shí)就需要自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治鲎龀鰢?yán)謹(jǐn)有序的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。而對于常見、簡單的饋線故障，可以交給配電子站去完成。最理想的模式是在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由主站根據(jù)故障預(yù)測做出相應(yīng)的控制策略，并將配電子站可以勝任的故障處理下載到子站中。

結(jié)語

綜上所述，饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)能夠有效提高10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此需要將其科學(xué)合理的應(yīng)用在電網(wǎng)運(yùn)行中。以此為基礎(chǔ)，依據(jù)10kV配電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行需求，將饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中不同的控制技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)了快速定位故障、隔離故障的目的。所以，進(jìn)一步發(fā)揮饋線自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢，將其應(yīng)用在10kV配電網(wǎng)的具體工作中，是非常必要的。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司新沂市供電分公司）