光電技術(shù)的智能配電終端在配電線路上的運(yùn)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(duì)電能的使用情況，為此在實(shí)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(diǎn)關(guān)注的部分之一。目前在現(xiàn)代科學(xué)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(shí)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(duì)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(shí)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?，進(jìn)而提高配電的效率，使其在實(shí)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(guó)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(lái)說(shuō)達(dá)不到高效、標(biāo)準(zhǔn)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(lái)說(shuō)仍然較低，為此本文對(duì)光電技術(shù)的智能配電終端進(jìn)行了研究及分析，根據(jù)其特點(diǎn)指出了智能配電終端在配電線路上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，并詳細(xì)的分析了其功能及內(nèi)容，以此來(lái)對(duì)其進(jìn)行更好的應(yīng)用。

一、應(yīng)用背景

目前我國(guó)電子式互感器隨著IEC60044與IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)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(jì)運(yùn)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(zé)任。因此全國(guó)各電力公司積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，全面開(kāi)展智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)。在此期間，電力公司對(duì)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(lái)越高。而國(guó)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(cè)量技術(shù)的產(chǎn)品。2002年磁光玻璃的光電互感器產(chǎn)品問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)成功應(yīng)用于配電自動(dòng)化項(xiàng)目中，實(shí)際運(yùn)行時(shí)間超過(guò)10多年，產(chǎn)品技術(shù)的先進(jìn)性、運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性都得到了市場(chǎng)的有力驗(yàn)證。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

以光電技術(shù)為核心，具有技術(shù)先進(jìn)、擴(kuò)展性強(qiáng)和性價(jià)比高的特點(diǎn)，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(jī)，戶內(nèi)整機(jī)，前端設(shè)備等，整機(jī)集多種功能模塊為一體，功能強(qiáng)大，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，能全面應(yīng)用于36kV及以下的所有電壓等級(jí)，全面滿足國(guó)家配網(wǎng)自動(dòng)化終端技術(shù)規(guī)范中的各項(xiàng)要求。

1、實(shí)現(xiàn)36kV及以下中壓架空網(wǎng)配電自動(dòng)化

實(shí)現(xiàn)36kV及以下中壓架空網(wǎng)配電自動(dòng)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(cè)、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(shí)也可用于公變、專變等場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)、線路電壓、電流以及故障等信息量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與開(kāi)關(guān)量的遠(yuǎn)方控制。

2、實(shí)現(xiàn)36kV及以下中壓電纜網(wǎng)配電自動(dòng)化

實(shí)現(xiàn)36kV及以下中壓電纜網(wǎng)配電自動(dòng)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(cè)、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(kāi)關(guān)房、開(kāi)閉所、綜合房等場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)、線路電壓、電流以及故障等信息量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與開(kāi)關(guān)量的遠(yuǎn)方控制。

3、實(shí)現(xiàn)36kV及以下電壓等級(jí)配電自動(dòng)化

實(shí)現(xiàn)36kV及以下電壓等級(jí)配電自動(dòng)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(shí)現(xiàn)三遙等功能。

三、功能與優(yōu)勢(shì)

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

隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)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(wú)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(shì)，具有傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，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(wú)源工作以及對(duì)于交直流測(cè)量的通用性等一系列突出優(yōu)勢(shì)，更使其引領(lǐng)著未來(lái)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(jí)應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

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

3、安裝維護(hù)便利，推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)步伐

在全國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化轟轟烈烈開(kāi)展的大背景下，如何實(shí)現(xiàn)以最小的工程量、最短的停電時(shí)間以及最少的投資來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有一次系統(tǒng)的自動(dòng)化改造成為首要問(wèn)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(kāi)路運(yùn)行造成施工改造與維護(hù)必須長(zhǎng)時(shí)間停電，嚴(yán)重降低了供電的可靠性。

4、短路故障測(cè)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(wèn)題就需要對(duì)區(qū)域內(nèi)配電線路進(jìn)行全面的檢修工作，這在實(shí)際中無(wú)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(wèn)題檢修效率，在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障部分進(jìn)行定位，進(jìn)而確定其短路故障就的發(fā)生因素，其在實(shí)際中所應(yīng)用的特點(diǎn)為光電技術(shù)產(chǎn)品可依據(jù)其測(cè)量的故障瞬時(shí)電流及電壓值，通過(guò)歐姆定律，精確計(jì)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(zhǔn)確得到短路故障點(diǎn)距離。這一功能可以為電力運(yùn)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(fù)供電，不僅增加了電力企業(yè)和用戶的經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)也大幅增加了電力企業(yè)的社會(huì)效益。

5、環(huán)保價(jià)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(lái)制成的，為此需要對(duì)其應(yīng)用材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)及冶煉，而在這個(gè)過(guò)程中，必然會(huì)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(yùn)次運(yùn)行的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)能源大量耗費(fèi)的情況，進(jìn)而達(dá)到環(huán)保的目的。

結(jié)語(yǔ)：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(shí)際中的應(yīng)用可以滿足配電線路在實(shí)際的工作運(yùn)行中對(duì)智能配電終端的要求，同時(shí)其在應(yīng)用中所具備的優(yōu)勢(shì)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(shì)，但是在實(shí)際中此項(xiàng)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(duì)其進(jìn)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(xiàng)技術(shù)可以得到良好的應(yīng)用及推廣。

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