張延泰
(廣東集明電力工程有限公司,廣東 東莞 523071)
配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進行集成,構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng),實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理,集配電自動化與配電生產(chǎn)管理為一體的系統(tǒng)。
配電自動化的單項功能很多,各項功能之間相互聯(lián)系,相互交錯,沒有十分明確的界限,隨著社會對供電可靠性及質(zhì)量要求提高和技術(shù)的發(fā)展,配電自動化的功能及具體內(nèi)容也在不斷變化。
建設(shè)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對: 對加大配電網(wǎng)運行監(jiān)控,收集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù);快速識別和隔離故障,強化配網(wǎng)故障快速復(fù)電工作;加快電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,提高 10kV線路轉(zhuǎn)供電能力,滿足非故障區(qū)段轉(zhuǎn)供電的要求,提高供電可靠性等方面意義重大。
通過配配電自動化的建設(shè),可以做到故障快速報告、快速診斷、快速定位、快速隔離、快速修復(fù)、快速溝通,全面提升電網(wǎng)運行管理水平,進一步提高客戶滿意度。
東莞市位于廣東省中南部,地處東經(jīng)113°31′~114°15′北緯 22°39′~23°09′。東西長約 70.45km,南北寬約46.8km,全市陸地面積2500.42km2。
2011年東莞生產(chǎn)總值(GDP)4735.39億元,東莞市共轄 33個供電分局,供電面積共計2500.42km2。截止 2011底,東莞局共有公用線路3714回,公用線路上具有環(huán)網(wǎng)點的回路數(shù)為 2273回,環(huán)網(wǎng)率為61.20%,自動化覆蓋的回路為637回,自動化覆蓋率為17.15%;各供電分局的自動化覆蓋率參差不齊,其中有2個供電分局的自動化覆蓋率為0,有10個鎮(zhèn)區(qū)的自動化覆蓋率為5%以下。根據(jù)東莞“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃,2013底自動化覆蓋的回路為1353回,自動化覆蓋率為36.43%,2015年達到自動化覆蓋率100%。到2013年,東莞市主要城市配電網(wǎng)城市供電可靠率控制目標應(yīng)高于99.945%(對用戶平均停電時間不超過4.818h)。
隨著東莞經(jīng)濟的快速增長, 電力需求屢創(chuàng)新高,由于城建與電力缺少統(tǒng)籌規(guī)劃,造成了電網(wǎng)建設(shè)滯后于城市發(fā)展速度,使得電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)越來越不適應(yīng)城市發(fā)展的需求,突出反映在如下幾點:
1)現(xiàn)狀東莞市部分供電區(qū)存在高壓電源點不足的問題。電源點建設(shè)的相對滯后,造成了 10kV出線間隔緊張、10kV線路供電距離偏長、電壓質(zhì)量下降、供電可靠性降低等一系列問題,制約了負荷的發(fā)展,造成電源點“落不下”、新增負荷“供不起”。
2)部分供電區(qū)中仍存在線路主干導(dǎo)線截面不滿足相關(guān)要求。線路線路主干導(dǎo)線截面選擇不規(guī)范,輸電線半徑小, 線路長,存在中段線路截面偏小現(xiàn)象,造成供電線路“配不出”。
3)中壓線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不完善,結(jié)線方式復(fù)雜,環(huán)網(wǎng)率低,可轉(zhuǎn)供率低。中壓配電網(wǎng)建設(shè)中線路聯(lián)絡(luò)水平與電網(wǎng)實際運行中負荷轉(zhuǎn)供互帶能力不匹配,電網(wǎng)無法抵御事故沖擊,使得整個中壓配電網(wǎng)在實際運行中“靠不住”。
4)部分供電區(qū)中還存在少數(shù)線路負載重、主干偏長和配變平均負載重的線路;造成供電質(zhì)量下降,存在電力故障隱患,不能保證供電網(wǎng)絡(luò)中的每一段線路、每一個設(shè)備都能長期運行在一個最為經(jīng)濟合理的狀態(tài)下,造成供電線路“用不好”。
5)線路上尚存在較多殘舊開關(guān)設(shè)備、高能耗變壓器, 造成能源大量浪費。
按照《中國南方電網(wǎng)公司110kV及以下配電網(wǎng)規(guī)劃指導(dǎo)原則》界定的供電地區(qū)分級及供電區(qū)分類原則,東莞市為一級城市,供電區(qū)分為B、C、D三類。
B類:城市核心區(qū),行政面積約為22.5km2。
C類:行政面積約為479.8km2。
D類:行政面積約為1963.1km2。
東莞地區(qū)十二五中低壓配電網(wǎng)自動化重點規(guī)劃范圍為 B類和 C 類供電區(qū),B類供電分區(qū)按“三遙”進行配置,C類供電分區(qū)按“二遙”進行配置。
根據(jù)東莞供電局《“十二五”中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃報告》,東莞配網(wǎng)自動化的建設(shè)目標為:
1)東莞配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用“集中采集、分區(qū)應(yīng)用”建設(shè)模式。
2)在市供電局建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、配調(diào)監(jiān)控及系統(tǒng)管理平臺,實現(xiàn)配調(diào)業(yè)務(wù)的集中管理。
3)在各分區(qū)供電局設(shè)置配電自動化遠程工作站,根據(jù)運行管理權(quán)限,對管轄范圍內(nèi)的配電網(wǎng)進行模型、參數(shù)、圖形等維護工作。
1)10kV架空線路自動化站點選點原則
(1)每回 10kV線路的架空自動化改造,主干線上自動化開關(guān)站點一般為2個,不超過3個,主干線+分支線自動化開關(guān)站點不超過 4個(不含10kV線路的聯(lián)絡(luò)站點);每回 10kV架空線路的自動化站點不宜超過8個(自動化開關(guān)+故障指示器);
(2)分支線路加裝自動化開關(guān)原則:①線路較長,不少于 2km;②故障較多;③用戶較多,不少3戶;④分支為全電纜,原則上不加裝分界斷路器。
(3)所選站點應(yīng)具備配網(wǎng)自動化改造條件,具備電動操作機構(gòu)升級改造條件(包括開關(guān)整體更換),具備相應(yīng)通信條件,并滿足自動化設(shè)備安裝空間要求。
2)10kV電纜線路自動化站點選點原則
(1)10kV電纜線路的自動化站點優(yōu)先選擇主干線上的電纜分接箱、公用室內(nèi)配電房、10kV開關(guān)站。
(2)每回 10kV電纜線路的自動化站點不宜超過6個。
(3)只有進出線電纜的電纜分接箱(1~2年內(nèi)不接入分支負荷)不列入自動化站點改造。
(4)兩個自動化站點之間的聯(lián)絡(luò)電纜長度不宜少于300m。
(5)作為自動化站點的電纜分接箱、室內(nèi)配電房或開關(guān)站的分支開關(guān)均應(yīng)與進出線開關(guān)同期進行配網(wǎng)自動化改造。
(6)所選站點應(yīng)具備配網(wǎng)自動化改造條件,具備相應(yīng)通信條件,并滿足自動化設(shè)備安裝空間要求。
1)全電纜網(wǎng)絡(luò)站點以電纜分接箱、室內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜為主,按電纜自動化方案進行建設(shè)
(1)新建電纜分接箱、室內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜,應(yīng)滿足自動化設(shè)備安裝要求,預(yù)留 PT間隔,開關(guān)和隔離開關(guān)的位置觸點和開關(guān)故障和異常信號觸點應(yīng)引至端子排,并配備終端及通信設(shè)備安裝位置。
(2)對符合改造條件的現(xiàn)有開關(guān)柜,直接加裝電動操作機構(gòu),A相和C相CT,零序CT,電源PT、配電自動化終端。
2)架空線路網(wǎng)以柱上開關(guān)為主,按架空線路自動化方案進行建設(shè)
(1)A、B類供電區(qū)10kV架空主干線饋線自動化建設(shè)采用電壓-電流型饋線自動化,C類供電區(qū)10kV架空主干線饋線自動化建設(shè)宜優(yōu)先采用電壓-電流型饋線自動化,其他供電區(qū) 10kV架空主干線饋線自動化建設(shè)宜采用電壓-時間型饋線自動化。
(2)分支開關(guān)選用帶具備重合閘功能的分界斷路器。
(3)故障自動定位裝置選用線路型故障指示器(含通信終端)。
(4)設(shè)置主干線分段斷路器(配備時限保護),當10kV線路最長路徑(指變電站到最遠10kV用戶的路徑)超過8km時,或主干線用自動化分段開關(guān)分段超過3段時,應(yīng)配置主干線分段斷路器將主干線分為兩段,第二分段發(fā)生故障由主干線分段斷路器自動切除,不會引起變電站出線斷路器跳閘,相當于減少了50%變電站出線斷路器的跳閘,同時縮小了故障引起的停電范圍,保障了上一級線路的正常供電。
3)混合線路網(wǎng)絡(luò)(電纜與架空線混合)
(1)若站內(nèi)出口斷路器具備重合閘功能的,則架空電纜混合線路饋線自動化采用架空線路饋線自動化模式。
(2)若站內(nèi)出口斷路器不具有重合閘功能,則架空電纜混合線路饋線自動化采用電纜線路饋線自動化模式。
條件允許時,應(yīng)優(yōu)選電壓互感器;在無法安裝電壓互感器的情況下,可根據(jù)需要從就近從公用變壓器取電,在最小負荷電流不小于15A的線路首端可考慮采用電流互感器取電方式, 配網(wǎng)通信終端設(shè)備電源應(yīng)與自動化設(shè)備電源統(tǒng)一考慮。
實現(xiàn)“三遙”功能的配電自動化站點必須采用通信專網(wǎng),優(yōu)先采用光纖通信方式,不具備光纜建設(shè)條件時可采用載波通信;實現(xiàn)“二遙”功能的配電自動化站點采用無線通信方式,但采用無線公網(wǎng)時需采取相應(yīng)的安全防護策略。
通過實施配電自動化建設(shè),試點供電區(qū)域內(nèi)故障定位和隔離時間均有了較大幅度的減少,提高了供電可靠性。同時通過實施配電自動化建設(shè),結(jié)束了配電網(wǎng)缺少運行監(jiān)測數(shù)據(jù)、憑借經(jīng)驗進行配網(wǎng)運行管理的落后狀況,為配調(diào)人員快速、準確制定負荷調(diào)整方案和停送電方案提供技術(shù)支持。通過配電自動化就地自動或遠方遙控操作實現(xiàn)了故障的自動化隔離,降低了人員現(xiàn)場操作的安全風險。
[1] 趙慶杞,黎明,張化光. 配電自動化的現(xiàn)狀與未來[C].2005電力行業(yè)信息化年會論文集, 2005.
[2] 廣東電網(wǎng)公司“十二五”配電網(wǎng)自動化規(guī)劃技術(shù)原則. 2011.9.
[3] 東莞供電局配網(wǎng)自動化技術(shù)實施方案. 2011.6.