數(shù)字化技術(shù)在供配電發(fā)展中的應用

鄭依

摘 要：本站的高低壓供配電系統(tǒng)是2003年投入使用，隨著通信和信息技術(shù)及數(shù)字化技術(shù)的應用，越來越嚴格的安全運行要求，對供配電運行的可靠性和電能的質(zhì)量提出了新的要求。對此中心決定對本站的高低壓供配電系統(tǒng)進行更新改造。改造后的供配電系統(tǒng)可承擔內(nèi)重要設備運行、辦公、生活用電等總計近1000KVA龐大負荷的用電保障。提高供配電設備運行的安全性、可靠性。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；智能化；四遙監(jiān)控

前言

由于本站的配電已用十年有余，各種開關(guān)與線路存在老化、漏電、卡死等現(xiàn)象，對用電運行帶來隱患。同時容量、母聯(lián)、設備集成化、監(jiān)控等都要進一步適應新環(huán)境供配電的需要。加之數(shù)字化技術(shù)應用方面在供配電發(fā)展。對此作者用一些個人的想法。這里闡明各種系統(tǒng)對整個高低配電的作用，并簡單介紹了設想后整個系統(tǒng)的智能化基本流程。文章通過對該系統(tǒng)設想力求對系統(tǒng)改造有更好的幫助。

1 舊配電系統(tǒng)存在的問題

目前本站高、低供電系統(tǒng)存在最大問題就是：高、低壓供電設備陳舊老化，特別是低壓進線總開關(guān)和母聯(lián)柜開關(guān)無法自動切換、部分開關(guān)及母聯(lián)不能獨立檢修加上整個系統(tǒng)缺少運行參數(shù)監(jiān)測接口，無法進行“四遙”等問題，已經(jīng)難以滿足總局對本站越來越嚴格的安全運行要求。其現(xiàn)行主要表現(xiàn)在2012年進行的“電氣設備預防性專項試驗”中，發(fā)現(xiàn)當變壓器發(fā)生相間短路時，可能不是三相同時熔斷，設備上沒有保護裝置，仍然帶有電壓，設備將存在安全隱患；發(fā)現(xiàn)“低壓進線開關(guān)”、“低壓母聯(lián)開關(guān)”等設備的機械部分已開始老化、變形嚴重，給操作與維護帶來極大困難；并且在試驗維護“低壓母聯(lián)開關(guān)”過程中，無論何情況出現(xiàn)兩路同時跳閘的現(xiàn)象；變壓器容量經(jīng)常滿負等已嚴重威脅供配電安全，存在極大隱患。為了從根本上解決這些問題，作者認為對高、低壓供電系統(tǒng)要進行升級改造。（如圖1）

2 新配電系統(tǒng)的一些設想

新高壓設備設想采用測控一體化智能環(huán)網(wǎng)柜?？梢允切乱淮悄苄驼婵窄h(huán)網(wǎng)開關(guān)柜。不但用于三相交流10kV配電線路的環(huán)網(wǎng)，而且通過配置不同類別的監(jiān)控終端設備，實現(xiàn)具備就地故障處理功能的線路自動化及滿足監(jiān)控要求，實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。具有控制整個電路的接通或斷開，可提高供電參數(shù)和性能以及供電安全，加上體積小、重量輕、噪聲小、無可燃物、維護工作量少等突出優(yōu)點。在各方面都具有明顯的優(yōu)勢，操作起來安全系數(shù)也要明顯提高。希望改造后二路高壓柜可互控、互鎖提高高壓柜自動化程度。實現(xiàn)“遙測、遙信、遙控”功能。

新配電系統(tǒng)作者希望采用低壓進線開關(guān)與低壓母聯(lián)開關(guān)相結(jié)合。主要目的是為了增加供電可靠性，平時一般是斷開的。如果一條線路故障，低壓進線開關(guān)與低壓母聯(lián)開關(guān)相互作用就能用另一臺變壓器繼續(xù)供電給關(guān)鍵負荷。同時增加“遙測、遙信、遙控、遙調(diào)”功能；對輸入開關(guān)量采用光電隔離，輸出采用光電、開關(guān)雙重隔離。希望改造后母聯(lián)開關(guān)系統(tǒng)可以根據(jù)用電的實際情況，對有故障或超荷線路進行手自動遠程切換。這樣就能保證本站的高低壓供配電系統(tǒng)正常運行。符合總局對我們的要求。

舊配電系統(tǒng)中的儀表采用了是指針式來顯示。新配電系統(tǒng)中希望采用可視度高的LED或LCD的數(shù)顯電力顯示儀表。能采集測量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運行信息，并帶有編程按鍵，具有很強的靈活性，可現(xiàn)場對三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)等能實現(xiàn)顯示切換、儀表參數(shù)編程設置。具備安裝方便、接線簡單、維護方便、工程量小現(xiàn)場可編程設置輸入?yún)?shù)的特點，能夠完成業(yè)界不同PLC、工業(yè)控制計算機通訊軟件的組網(wǎng)。希望改造后的儀表使用方便，顯示明顯，數(shù)據(jù)準確，維護簡單。（如圖2）

3 新配電系統(tǒng)的智能化設想

隨著變電站智能配電綜合自動化技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應用，變電站的值班方式由就地監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)檫h方集中監(jiān)控。隨著電網(wǎng)監(jiān)控中心的管轄范圍和信息量不斷加大，監(jiān)控系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)（以下簡稱“四遙”）信息也成為變電運行值班員監(jiān)控設備運行狀況的較好手段。智能配電網(wǎng)其特點：更高的供電可靠性；更高的電能質(zhì)量；支持DER的大量接入；支持與用戶的互動；提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率；能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)及其設備進行可視化管理；實現(xiàn)配網(wǎng)設備管理、生產(chǎn)管理的自動化、信息化，自動化系統(tǒng)高度集成、深度融合。

本站設想新配電智能綜合系統(tǒng)望能分為兩大部分，分別是硬件部分和軟件部分。

3.1 硬件部分

硬件電路主要由變壓模塊、進線模塊、穩(wěn)壓模塊、負載模塊、母聯(lián)模塊、市備電源切換模塊等幾部分組成，主要實現(xiàn)對播出機房、雷迪森以及其他需供電裝置的監(jiān)控、實時供電或斷開供電的功能。首先是有兩路10kV的高壓，分別從花港線和求是線通過高壓進線模塊進入兩個干式變壓器，經(jīng)過變壓后，分別輸出0.4kV的低電壓，緊接著分別進入兩個低壓進線模塊。該模塊主要功能是對電路是否斷電進行識別、跳閘?？赏ㄟ^輔助結(jié)構(gòu)通知母聯(lián)系統(tǒng)，以及遠程監(jiān)控功能，然后通過低功率因素校正裝置對電路進行電容補償，最后將電能供給負載。當兩路進線其中一路斷電時，母聯(lián)模塊就會自動將停電線路的負荷轉(zhuǎn)移到有電的線路上，以保證兩路負荷都能得到供電。當兩路進線同時斷電時市備電源切換模塊工作，保證本站機房用電。

3.2 軟件部分

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)。是由智能測控裝置、網(wǎng)絡設備及計算機設備等互聯(lián)布局而成。系統(tǒng)因項目規(guī)模不同、功能性能不同、重要程度不同、用戶投資水平不同，可采取不同的拓撲結(jié)構(gòu)。但是無論采取何種拓撲結(jié)構(gòu)都是采用了“站控管理層——網(wǎng)絡通訊層——現(xiàn)場設備層”的分層分布式設計思想。這種分層設計，符合當前通訊體系設計實現(xiàn)的標準，在每層都能相對地完成監(jiān)視控制功能，即可以實現(xiàn)遠方的監(jiān)視控制，也能夠在上層故障時不影響本層和下一層的功能。

通過它與智能儀表的通訊和數(shù)據(jù)交換，可以獲得現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)和遙測信息，用計算機對現(xiàn)場設備進行遠程遙控操作。同時系統(tǒng)可通過現(xiàn)場總線對本站各條線路進出線等所有電氣量實時采集各開關(guān)、保護動作狀態(tài)、事故信號、控制回路斷線和交、直流電源狀態(tài)的監(jiān)視及脈沖電度的實時采集的模擬量，進行有效性檢查及相應分析；對控制開關(guān)（如開、合、故障）以及其它自動裝置的狀態(tài)和動作情況進行相應的處理，并發(fā)生狀態(tài)變位時給出相應的聲光語音報警、彈出相應畫面并作出相應的動作記錄。

3.3 智能電力監(jiān)控操作

監(jiān)控平臺帶來的直接好處是值班人員通過位于控制桌上的監(jiān)控PC顯示屏，可即時察看各開關(guān)的運行參數(shù)，實時掌控本站供配電系統(tǒng)運行狀況。另外，由于監(jiān)控平臺對各開關(guān)電參數(shù)量進行了全程錄制（系統(tǒng)帶有功能強大的報表功能，可以方便靈活地管理電量數(shù)據(jù)），便于本站配電故障處理時進行分析，對故障排查是十分有益的。

4 結(jié)束語

供配電系統(tǒng)是安全運行的重要必備基礎(chǔ)，本站高低壓配電系統(tǒng)的設想是要其有具備自動化、智能化保障負荷供電的能力的，可調(diào)控一體化的智能配電網(wǎng)。同時根據(jù)建立的電能計量體系，可以了解、分析總體能耗，提供降耗依據(jù)，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。想通過自己的想法，完善將來的改造。使本站的安全運行能力得到很大程度的提高。