研究面向供電可靠性的配電自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃

田星

摘 要：本文從配電主站、通信與繼電保護(hù)等角度出發(fā)，對(duì)配電自動(dòng)化進(jìn)行了分類，并分析了配電主站的類別，依據(jù)配電終端與繼電保護(hù)的系統(tǒng)差異原則，結(jié)合各個(gè)城市的用電數(shù)據(jù)，提出了中型城市配電自動(dòng)化的具體實(shí)踐理論，旨在提高配電自動(dòng)化的效率。

關(guān)鍵詞：供電可靠性；配電自動(dòng)化；系統(tǒng)規(guī)劃

合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及可靠的配電設(shè)備能夠?yàn)楣╇姷目煽啃蕴峁┍Ｕ希?，為了達(dá)到供電可靠性的需求，不是每一臺(tái)開(kāi)關(guān)都需要安裝配電終端，并且即使安裝終端也無(wú)需一定要具備遙控功能。其次，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行本地繼電保護(hù)功能的配電終端的配置，并且能夠與智能配電自動(dòng)化進(jìn)行協(xié)調(diào)地配合，能夠有效地提高配電網(wǎng)故障處理的性能。本文深入研究了配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，配電終端配置中數(shù)量規(guī)劃的問(wèn)題，促進(jìn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 供電區(qū)域的劃分

1.1 A+區(qū)域

負(fù)荷密集（30MW/km?）對(duì)供電可靠性有著較高要求的供電區(qū)域，例如：直轄市以及東部重點(diǎn)城市的市中心以及對(duì)供電可靠性有著較為特殊的要求的國(guó)家級(jí)別的技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)等。

1.2 A類區(qū)域

負(fù)荷較為密集（15～30MW/km?）對(duì)供電可靠性要求比較高的區(qū)域（通常要求應(yīng)達(dá)到99.99%）的供電區(qū)域，例如：直轄市的市區(qū)、中西部的重點(diǎn)城市的市中心區(qū)域以及國(guó)家級(jí)別的高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)等。

此外，供電區(qū)域還包括B類區(qū)域、C類區(qū)域、D類區(qū)域、E類區(qū)域等。

2 配電網(wǎng)差異化規(guī)劃原則

2.1 配電自動(dòng)化主站

大型城市建設(shè)大型主站，中型城市建設(shè)中型主站，小型城市建設(shè)小型主站，縣城采用前置延伸建設(shè)模式。

2.2 配電終端與繼電保護(hù)

（1）A+區(qū)域

A+區(qū)域?qū)╇姲踩砸筝^高，因此，該區(qū)域采取全電纜供電，使用雙電源與備自投減少故障返修率，并采用“三遙”配電終端以快速隔離故障。

（2）A類區(qū)域

A類區(qū)域?qū)╇姲踩笸瑯虞^高，因此，應(yīng)采用電纜以減少故障率，也應(yīng)該采用“三遙”配電終端以及隔離故障通道。此外，還應(yīng)該配備“二遙”配電終端與GPRS系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)故障支線的快速切斷功能。

對(duì)于B、C、D等區(qū)域的具體要求，此處不一一詳述。

3 配電終端與繼電保護(hù)的差異化配置原則

3.1 配電終端數(shù)計(jì)算

對(duì)于安裝“三遙”的終端，若每條饋線有K3臺(tái)終端，將用戶進(jìn)行劃分成K3+1段，為滿足故障因素造成停電可靠性要求AFset，K3滿足以下條件：

對(duì)于安裝“二遙”的終端，若每條饋線有K2臺(tái)終端，將用戶進(jìn)行劃分成K2+1段，為滿足故障因素造成停電可靠性要求AFset，K2滿足以下條件：

不同區(qū)域的AFset具體如下：

3.2 差異化原則分析

（1）A+區(qū)域

該區(qū)域需要采取雙電源供電，并采取備自投，在對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)時(shí)期，需要將電源轉(zhuǎn)移到備用電源上，從而減少故障修復(fù)時(shí)間（t3）內(nèi)對(duì)用戶的影響，也避免了用戶在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無(wú)電可用。

（2）A類區(qū)域

該區(qū)域采用三遙終端，對(duì)架空裸線來(lái)說(shuō)，需要11段，不容易實(shí)現(xiàn)。因此，架空線要利用絕緣導(dǎo)體。在利用絕緣導(dǎo)線條件下，計(jì)算最終結(jié)果仍舊存在偏差。

因此，對(duì)于A類區(qū)域，需要在采用三遙終端條件下，外加絕緣導(dǎo)線，并在故障率較高的分支部分配備具有保護(hù)能力二遙終端。

同上，此處的B類區(qū)域、C類區(qū)域、D類區(qū)域、E類區(qū)域等省略。

4 案例

以東部某發(fā)達(dá)中型城市為例，該城市準(zhǔn)備配備自動(dòng)化電網(wǎng)，從而提高用點(diǎn)安全性。在該城市的市中心，即為A+類區(qū)域，需要饋線為50條（電纜供電），對(duì)用電負(fù)荷集中的A類區(qū)域需要鋪設(shè)電纜饋線60條，混合饋線120條，而對(duì)于其他的用電負(fù)荷較為集中的區(qū)域也集中進(jìn)行鋪設(shè)，總共饋線條數(shù)為59條。

如果只是進(jìn)行網(wǎng)架與一次設(shè)備改造，不開(kāi)展配電自動(dòng)化建設(shè)，通過(guò)以上的數(shù)據(jù)參數(shù)可以得出，A+區(qū)域的供電可靠性達(dá)到99.95%以上，A類區(qū)域的供電可靠性和A+區(qū)域的供電可靠性百分比相同，混合饋線和絕緣架空饋線為99.93%，這些顯然都不能達(dá)到供電可靠性，因此需要配備自動(dòng)化電力設(shè)備。

按照差異化原則，配電網(wǎng)自動(dòng)化要利用中型主站。

以A類區(qū)域來(lái)說(shuō)，50條電纜需要以“手拉手”方式鋪設(shè)，每?jī)蓷l饋線間通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)通互聯(lián)，25個(gè)聯(lián)絡(luò)網(wǎng)柜需要5臺(tái)“三遙”通道，并同時(shí)為每個(gè)開(kāi)關(guān)配備地動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，最終可知需要4套電動(dòng)操機(jī)構(gòu)。下面圖中，方塊為遙控開(kāi)關(guān)，實(shí)心為分段開(kāi)關(guān)，空心為網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

發(fā)揮自動(dòng)化配電功能后，A+區(qū)域、A類區(qū)域等供電可靠性都將有所提升，最終滿足供電要求。

5 結(jié)語(yǔ)

配電自動(dòng)化能夠?yàn)楣╇娞峁┍Ｕ?，但是要根?jù)不同區(qū)域?qū)╇娍煽啃赃M(jìn)行差別化設(shè)計(jì)，從而保證合理的建設(shè)費(fèi)用及建設(shè)規(guī)模。本文給出的不同參數(shù)只是作為參考，在實(shí)際工程中可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

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