前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的配電網(wǎng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞: 電流保護(hù);斷路器;重合器;繼電保護(hù);分?jǐn)嗥?/p>
1、前言
目前, 我國(guó)的中低壓配網(wǎng)大多是單側(cè)電源、輻射型配電網(wǎng)絡(luò),以某供電局為例, 所有10kV 饋線(xiàn)均由35~220kV 變電站的10kV 母線(xiàn)送出, 大部分饋線(xiàn)都屬于直接向用戶(hù)供電的終端線(xiàn)路(見(jiàn)圖1 的L1 和L3), 只有部分10kV 饋線(xiàn)通過(guò)其他變電所10kV 母線(xiàn)轉(zhuǎn)供其他10kV 終端線(xiàn)路, 屬非終端線(xiàn)路(見(jiàn)圖1的L2)。線(xiàn)路故障依靠繼電保護(hù)裝置斷開(kāi)故障線(xiàn)路。保護(hù)裝置裝設(shè)在變電站內(nèi)靠近母線(xiàn)的饋線(xiàn)斷路器處,一旦啟動(dòng)整條線(xiàn)路停電。為了能夠自動(dòng)隔離故障區(qū)段,快速恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)段的供電,配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常采用基于重合器、分?jǐn)嗥鳌⑷蹟嗥鞯?a href="http://m.mug-factory.cn/haowen/218030.html" target="_blank">自動(dòng)化電器與電流保護(hù)配合組成的饋線(xiàn)保護(hù)。近年來(lái),配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用FTU與電流保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)保護(hù)自動(dòng)化。實(shí)際運(yùn)行中,由于用戶(hù)負(fù)荷多樣化,配電網(wǎng)絡(luò)并不是純粹的單電源、輻射型網(wǎng)絡(luò),引入DG之后, 原來(lái)的配電網(wǎng)絡(luò)將不再是純粹的單電源、輻射型供電網(wǎng)絡(luò)。此時(shí),若線(xiàn)路發(fā)生故障, 配電網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)以及重合閘的動(dòng)作行為都會(huì)受到DG 的影響。本文就引入DG后,如何實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)保護(hù)及其自動(dòng)化進(jìn)行探討。
2、基于斷路器的三段式電流保護(hù)
配電網(wǎng)故障線(xiàn)路,保護(hù)裝置一般配置傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù),即:瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。其中,瞬時(shí)電流速斷保護(hù)按照躲過(guò)線(xiàn)路末端故障產(chǎn)生的最大三相短路電流的方法整定,不能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng);定時(shí)限電流速斷保護(hù)按照線(xiàn)路末端故障有靈敏度并與相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合的方法整定, 能夠保護(hù)本線(xiàn)路全長(zhǎng);過(guò)電流保護(hù)按照躲線(xiàn)路最大負(fù)荷電流并與相鄰線(xiàn)路的過(guò)電流保護(hù)配合的方法整定,作相鄰線(xiàn)路保護(hù)的遠(yuǎn)后備,能夠保護(hù)相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)。除此之外,對(duì)非全電纜線(xiàn)路,配置三相一次重合閘,保證在饋線(xiàn)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí),快速恢復(fù)供電。對(duì)于不存在與相鄰線(xiàn)路配合問(wèn)題的終端線(xiàn)路, 為簡(jiǎn)化保護(hù)配置,一般采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)加過(guò)電流保護(hù)組成的二段式保護(hù), 再配以三相一次重合閘(前加速)的保護(hù)方式,其中電流速斷保護(hù)按照線(xiàn)路末端故障有靈敏度的方法整定,能夠保護(hù)全線(xiàn)。
2.1引入DG對(duì)電流保護(hù)的影響
現(xiàn)有配電系統(tǒng)引入DG 之后(如圖1),若線(xiàn)路發(fā)生故障, 配電網(wǎng)絡(luò)中短路電流的大小、流向、分布以及重合閘的動(dòng)作行為都會(huì)受到DG 的影響,與DG 引入之前有較大不同。分析DG 對(duì)保護(hù)動(dòng)作行為的影響,主要表現(xiàn)如下:
(1) 導(dǎo)致本線(xiàn)路保護(hù)的靈敏度降低及拒動(dòng)
當(dāng)DG 下游F1 點(diǎn)故障時(shí)(圖1),DG 引入之前,故障點(diǎn)的短路電流只由系統(tǒng)提供,DG引入之后,DG和系統(tǒng)都會(huì)對(duì)故障點(diǎn)提供短路電流,但保護(hù)只能感受到系統(tǒng)提供的短路電流,此故障電流比引入DG 前小,導(dǎo)致保護(hù)的靈敏度降低,嚴(yán)重時(shí)甚至拒動(dòng)。引入DG 的容量越大影響越嚴(yán)重。
(2)導(dǎo)致本線(xiàn)路保護(hù)誤動(dòng)
當(dāng)系統(tǒng)側(cè)F2 處或10kV母線(xiàn)其他饋線(xiàn)F3 處發(fā)生故障時(shí)(圖1),在DG 引入之前,本饋線(xiàn)的保護(hù)感受不到故障電流,DG 引入之后,相同點(diǎn)故障時(shí),本饋線(xiàn)的保護(hù)將感受到DG提供的故障電流由于保護(hù)不經(jīng)方向閉鎖,如果該電流足夠大,將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。
(3) 導(dǎo)致相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng),失去選擇性
當(dāng)10kV 母線(xiàn)其他饋線(xiàn)F3 處發(fā)生故障時(shí),在DG引入之前,短路電流只由系統(tǒng)流向故障點(diǎn),D 引入之后,DG 和系統(tǒng)都會(huì)對(duì)故障點(diǎn)提供短路電流,此時(shí)相鄰故障線(xiàn)路的保護(hù)感受到的故障電流增大,將可能導(dǎo)致其速斷保護(hù)躲不開(kāi)線(xiàn)末故障而誤動(dòng), 從而保護(hù)失去選擇性。
( 4) DG 可能導(dǎo)致重合閘不成功
當(dāng)DG引入之后,線(xiàn)路兩側(cè)連接的是2個(gè)電源,重合閘動(dòng)作前,必須保證DG 已停止運(yùn)行或者已從配網(wǎng)中切除。否則,重合閘時(shí),故障點(diǎn)由于去游離時(shí)間不足,電弧可能重燃,使得重合閘不成功。
2.2引入DG后的對(duì)策
因此,針對(duì)以上分析,配電網(wǎng)絡(luò)中引入DG 之后,為避免繼電保護(hù)動(dòng)作失誤,應(yīng)采取以下措施:
⑴必須限制引入DG 的容量,防止保護(hù)拒動(dòng)和誤動(dòng),必要時(shí)考慮為電流保護(hù)加裝方向元件。
⑵在DG 側(cè)需裝設(shè)低周、低壓解列裝置,同時(shí)為避免非同期合閘給DG 帶來(lái)致命沖擊,系統(tǒng)側(cè)重合閘繼電器宜檢線(xiàn)路無(wú)壓,DG 側(cè)檢同期。
3、基于重合器、分?jǐn)嗥?、熔斷器等自?dòng)化電器的饋線(xiàn)保護(hù)
在線(xiàn)路故障時(shí),為了減少停電范圍,必須自動(dòng)隔離故障區(qū)段,快速恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)段的供電。因此,配電網(wǎng)絡(luò)常采用基于電流保護(hù)與重合器、分?jǐn)嗥?、熔斷器等自?dòng)化電器配合的饋線(xiàn)保護(hù)自動(dòng)重合的方式。DG 的引入將可能破壞各元件之間的配合,從而影響供電可靠性和供電質(zhì)量。
3.1 重合器與分?jǐn)嗥髦g的配合
這種饋線(xiàn)自動(dòng)化保護(hù)方案,利用了重合器在線(xiàn)路故障時(shí)能夠重合的功能,分?jǐn)嗥髂軌蛴洃浿睾掀鞣珠l次數(shù),并在達(dá)到預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)后自動(dòng)分閘并閉鎖在分閘狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了對(duì)線(xiàn)路故障區(qū)段的隔離。
重合器與分?jǐn)嗥髋浜系牡湫头桨敢?jiàn)圖2(a), R 為重合器,重合次數(shù)整定為4, S1~S4 為分?jǐn)嗥?預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)分別為4、3、3、2。當(dāng)F1 處故障時(shí), R 動(dòng)作分閘后重合,若故障為瞬時(shí)性故障,線(xiàn)路恢復(fù)正常供電,若為永久性故障,R 再次跳閘,S4 因達(dá)到預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)2,故分閘并閉鎖在分閘狀態(tài),從而隔離故障點(diǎn)F1。在F2 點(diǎn)故障時(shí),R 第3 次跳閘后, S2 達(dá)到預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)3, S2 分閘并閉鎖在分閘狀態(tài),從而隔離故障點(diǎn)F2。S3 預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)同為3, 但因?yàn)楣收宵c(diǎn)不在本分支,始終沒(méi)有感受到故障電流,計(jì)數(shù)器一直不啟動(dòng),計(jì)數(shù)次數(shù)為0,不會(huì)動(dòng)作。線(xiàn)路其余點(diǎn)故障的動(dòng)作原理類(lèi)似。
3.1.1 DG 對(duì)重合器與分?jǐn)嗥髋浜系挠绊?/p>
在饋線(xiàn)中如果引入DG, 見(jiàn)圖2(b)。DG 對(duì)重合器與分?jǐn)嗥髋浜戏桨府a(chǎn)生不利影響的表現(xiàn)如下:
(1) 導(dǎo)致重合器誤動(dòng)
例如圖2(b)中F1 或F2 點(diǎn)故障, DG 會(huì)通過(guò)本饋線(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)提供短路電流, 如果此電流足夠大, 將導(dǎo)致重合器R 誤動(dòng), 嚴(yán)重情況下, 如果系統(tǒng)側(cè)或故障線(xiàn)路保護(hù)或開(kāi)關(guān)拒動(dòng), 將導(dǎo)致重合器R 反復(fù)重合。
( 2) 導(dǎo)致相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)
失去選擇性的原因同DG 對(duì)常規(guī)三段式電流保護(hù)的影響類(lèi)似。
( 3) 導(dǎo)致分?jǐn)嗥饔?jì)數(shù)不正確
重合器與分?jǐn)嗥鳠o(wú)法配合, 例如圖2(b)中F3 處故障, 重合器跳閘后, DG 仍然對(duì)其下游線(xiàn)路供電, 無(wú)論重合器分合幾次,S2 始終感受到電流流過(guò), 其內(nèi)部計(jì)數(shù)器不進(jìn)行計(jì)數(shù), 無(wú)法隔離故障點(diǎn)。
3.1.2保證重合器與分?jǐn)嗥髡_配合的措施
為保證重合器與分?jǐn)嗥髡_配合, 必須適當(dāng)延長(zhǎng)重合器第1 次分閘與第1 次重合之間的延時(shí), 確保在重合器第1 次重合之前, DG 可靠解列, 分?jǐn)嗥鞯靡酝瓿捎?jì)數(shù)。同時(shí), 增加延時(shí)有利于避免系統(tǒng)與DG 非同期合閘。 為防止重合器誤動(dòng), 必須限制引入DG 的容量, 必要時(shí)加裝方向元件。
3.2 重合器與熔斷器之間的配合
重合器與熔斷器配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化保護(hù)方案, 利用了重合器能夠重合, 而且其開(kāi)斷特性具有雙時(shí)性的特點(diǎn), 熔斷器能夠在線(xiàn)路中出現(xiàn)不被允許的大電流時(shí), 由電流流過(guò)熔體或熔絲產(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷, 實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路故障區(qū)段的隔離。通常熔斷器裝于配電變壓器的高壓側(cè)或線(xiàn)路末端及線(xiàn)路分支處。重合器與熔斷器的典型配合見(jiàn)圖3(a)。R 為重合器, 重合器整定為“一快兩慢”, D1 與D2 為熔斷器。重合器與熔斷器的t- I 特性曲線(xiàn)TCC見(jiàn)圖4。當(dāng)F1 點(diǎn)發(fā)生故障時(shí), 假設(shè)故障電流為Id, R 首先按照快速動(dòng)作特性動(dòng)作分閘, 由于動(dòng)作時(shí)間小于D1 與D2 的熔斷時(shí)間, 2臺(tái)熔斷器都不會(huì)熔斷, R 隨后第1 次重合, 如果是瞬時(shí)性故障,重合成功, 如果是永久性故障, R、D1 和D2 再次感受到故障電流,R 按照慢速動(dòng)作特性1 動(dòng)作分閘, 由于動(dòng)作時(shí)間大于D1 的熔斷時(shí)間而小于D2 的熔斷時(shí)間, 故在R 分閘前, 僅由D1 熔斷將故障點(diǎn)F1 隔離。線(xiàn)路其余點(diǎn)故障的動(dòng)作原理類(lèi)似。
3.2.1 DG 對(duì)重合器與熔斷器配合的影響
在饋線(xiàn)中如果引入DG, 見(jiàn)圖3(b)。DG 對(duì)重合器與熔斷器配合方案產(chǎn)生不利影響的表現(xiàn)如下。
(1) 導(dǎo)致重合器誤動(dòng)或相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)
原因與DG 對(duì)重合器與分?jǐn)嗥髋浜系挠绊戭?lèi)似。
(2) 導(dǎo)致重合失敗或非同期合閘
(3) 破壞重合器與熔斷器之間的配合
例如F3 點(diǎn)故障時(shí), DG 引入后, 重合器感受到的故障電流減少, 熔斷器感受到的故障電流增加, 結(jié)合圖4 可以發(fā)現(xiàn), 當(dāng)兩者之間的差值達(dá)到一定程度時(shí), 熔斷器的熔斷時(shí)間小于重合器快速動(dòng)作特性下的動(dòng)作時(shí)間, 熔斷器將在重合器未分閘之前熔斷, 重合器與熔斷器失去配合。
3.2.2 保持重合器與熔斷器正確配合的措施
首先必須適當(dāng)延長(zhǎng)重合器第1 次分閘與第1 次重合之間的延時(shí), 確保在重合器第1 次重合之前DG 可靠解列, 同時(shí)避免非同期合閘。其次,限制引入DG 的容量,防止重合器或保護(hù)誤動(dòng),同時(shí)能使重合器與熔斷器保持正確的配合關(guān)系。
4、基于FTU 的饋線(xiàn)自動(dòng)化保護(hù)
隨著通信及自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步, 基于FTU 的自動(dòng)化保護(hù)方案已成功應(yīng)用于城市配電網(wǎng)。這種方案依靠裝設(shè)在各分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)上的饋線(xiàn)終端單元(FTU)采集故障前后的電流、電壓等重要信息, 并通過(guò)通信通道將這些信息上傳到主站, 主站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析, 確定故障區(qū)并制定恢復(fù)供電策略, 最后通過(guò)遙控各開(kāi)關(guān)隔離故障區(qū)并恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)的供電。該方案多用于“手拉手”和環(huán)網(wǎng)柜接線(xiàn)方式。目前城市電網(wǎng)廣泛采用的環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖5(a), 正常時(shí)開(kāi)環(huán)運(yùn)行, 當(dāng)線(xiàn)路一端失去電源時(shí), 合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān), 由另一端電源對(duì)失去電源的線(xiàn)路上的用戶(hù)供電。線(xiàn)路故障時(shí)為減少停電范圍的故障處理方法: 假設(shè)F1 處發(fā)生故障, 線(xiàn)路I 首端保護(hù)首先動(dòng)作將故障線(xiàn)路切除, 主站隨后分析各FTU 采集到的數(shù)據(jù), 發(fā)現(xiàn)S1 流過(guò)故障電流, S2 不流過(guò)故障電流, 判定故障發(fā)生在S1 與S2 之間, 遙控?cái)嚅_(kāi)S1 和S2, 合上R1和R3, 從而將故障區(qū)S1- S2 隔離并恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)R1- S1 和S2- R3 的供電。
4.1線(xiàn)路引入DG后的對(duì)策
上述故障處理方法是建立在單端供電模式下的, 如果線(xiàn)路中間或末端引入DG1, 見(jiàn)圖5(b), 線(xiàn)路中的某些區(qū)段將變?yōu)殡p端電源供電, 上述故障處理方法將不再適用。例如S1 和S2 之間發(fā)生故障時(shí), 2 個(gè)開(kāi)關(guān)都將感受到故障電流, 主站將無(wú)法確定故障區(qū), 因此, 故障區(qū)判別方法必須作出修正以適應(yīng)含DG 的供電方式。比較可行的處理方法是在FTU 中引入功率方向判別元件, 當(dāng)F1 處發(fā)生故障時(shí), R1 和S1 感受到相同的功率方向, 而S2感受到的功率方向剛好與它們相反, 由此判定故障點(diǎn)在S1 和S2 之間, 主站可據(jù)此進(jìn)行故障處理。
5、結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng);繼電保護(hù);故障分析
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)生活的日益豐富,人們的生活水平也得到了相應(yīng)的發(fā)展,用電量也隨著生活的提高而變得越來(lái)越大,這就要求電力設(shè)備系統(tǒng)必須持續(xù)更新以配合電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。電力系統(tǒng)可以平穩(wěn)運(yùn)行主要依靠繼電保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)其安全。因?yàn)榕潆娋W(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置主要保障變電站的安全運(yùn)行,所以研究配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)的故障極具現(xiàn)實(shí)意義。
1、我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)出現(xiàn)的常見(jiàn)故障分析
因?yàn)檎{(diào)度人員的專(zhuān)業(yè)技能與調(diào)度能力有差別,所以我國(guó)繼電保護(hù)裝置在實(shí)際的繼電保護(hù)工作中發(fā)揮的作用也不同,因?yàn)樵O(shè)備和技術(shù)人員的配置不同及所在地域的真實(shí)情況等因互,都會(huì)使我國(guó)的繼電保護(hù)設(shè)施產(chǎn)生不同的故障,嚴(yán)重的故障甚至帶給國(guó)家巨額經(jīng)濟(jì)損失、生命損失和財(cái)產(chǎn)損失。
1.1技術(shù)人員配置不合理,造成故障無(wú)法有效解決。因?yàn)槔^電保護(hù)的專(zhuān)業(yè)性使得技術(shù)人員的職業(yè)素養(yǎng)必須要高,專(zhuān)業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)技能一定要滿(mǎn)足繼電保護(hù)工作的實(shí)際需要,由于我國(guó)專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)高的繼電保護(hù)人員極少,并且培訓(xùn)這些人才花費(fèi)大量的時(shí)間,所以因?yàn)槔^電保護(hù)人員配置的不合理,而導(dǎo)致一些產(chǎn)生的故障無(wú)法得到及時(shí)的解決,從而影響了繼電保護(hù)工作的進(jìn)一步開(kāi)展。
1.2繼電保護(hù)的配置不科學(xué)。我國(guó)幅員遼闊,有著各類(lèi)同的區(qū)域氣候,各地的民俗也各有不同,這直接導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備在正常的工作中容易出現(xiàn)故障。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升及社會(huì)文化發(fā)展的不斷深入,信息和電子技術(shù)逐步融入到電力企業(yè)的電力系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)中,絕大多數(shù)的舊式的繼電保護(hù)裝置轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)控制的繼電保護(hù)裝置。有些經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的地區(qū)無(wú)法滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)控制的繼電保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行;繼電保護(hù)工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)低導(dǎo)致無(wú)法有效保持繼電保護(hù)設(shè)備,并且設(shè)備極易發(fā)生故障,造成繼電設(shè)備隨著出現(xiàn)問(wèn)題。
1.3調(diào)度人員缺乏靈活的現(xiàn)場(chǎng)指揮能力,發(fā)生故障無(wú)法及時(shí)處理。在繼電保護(hù)設(shè)備的正常進(jìn)行過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度人員必須具備相當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)素質(zhì)才能滿(mǎn)足變化多端的繼電保護(hù)工作。有些時(shí)候因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)故障屬于突發(fā),可能因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)調(diào)度員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不夠而無(wú)法及時(shí)、有效地處理這些故障,造成繼電保護(hù)裝置不能正常運(yùn)行。
2、處理配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)故障的常用方法
2.1替換法。用質(zhì)量好的正常元件代替原來(lái)的有故障或是懷疑有故障的相同元件,在現(xiàn)場(chǎng)快速地判斷元件是否損壞而快速查找故障范圍,這是處理自動(dòng)化的繼電保護(hù)裝置故障的常用方法。如果繼電保護(hù)裝置的一些小元件發(fā)生故障和內(nèi)部回路的單元繼電器發(fā)生故障,可用備用和暫時(shí)檢修的插繼電器取代。
2.2參照法。經(jīng)由正常設(shè)備和非正常設(shè)備進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的對(duì)比,從技術(shù)參數(shù)的差別處查找不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。參照法多是用于檢查可能是接線(xiàn)錯(cuò)誤、定值校驗(yàn)時(shí)測(cè)試值和預(yù)想值差別大卻找不到原因的故障。在開(kāi)展回路改造及設(shè)備更新時(shí)的二次接線(xiàn)無(wú)法恢復(fù),可選用參照法進(jìn)行同類(lèi)設(shè)備的接線(xiàn);繼電器進(jìn)行定值校驗(yàn)時(shí),如某一繼電器測(cè)試值和整定值相異大,也可用同只表計(jì)檢查其他同類(lèi)的繼電器進(jìn)行參照。
2.3短接法。將回路的某段或部分進(jìn)行短接來(lái)查找故障是不是存在于短接線(xiàn)的范疇內(nèi)顴是其他故障來(lái)縮小故障的查找范圍。短接法適用于繼電保護(hù)的電磁鎖失靈、繼電保護(hù)的電流回路開(kāi)路、繼電保護(hù)的切換繼電器不工作和判斷控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)檢查等等。
2.4直觀(guān)法。處理一些用儀器測(cè)試的故障,或是插件發(fā)生故障但沒(méi)有可以用于更換的原件,而又必須把故障解決好除的情況。配電網(wǎng) 繼電保護(hù)的開(kāi)關(guān)拒分操作時(shí),如果觀(guān)察到合閘后的接觸器或跳閘線(xiàn)圈可以動(dòng)作,則表示電氣回路正常,故障發(fā)生在部。如觀(guān)察到繼電器發(fā)黃或某一元器件發(fā)出焦味,則要快速確認(rèn)故障,更換元件。
3、處理配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)故障的措施
為了減少配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)的故障造成的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失,必須重視及時(shí)并有效處理繼電保護(hù)的故障,以完善配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的支持作用,降低繼電保護(hù)的故障發(fā)生,通常情況下處理配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)故障的措施如下。
3.1加強(qiáng)配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)工作人員的技術(shù)專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。加強(qiáng)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)工作人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的培訓(xùn),增強(qiáng)繼電保護(hù)人員的責(zé)任心,提高工作人員的繼電保護(hù)技術(shù)水平,要使工作人掌把握、了解配電網(wǎng)的相關(guān)設(shè)備的工作原理、運(yùn)行結(jié)構(gòu)、各種性能,積累工作人員的操作經(jīng)驗(yàn)。定期考核工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和演練能力,要求工作人員必須熟悉設(shè)備的操作規(guī)范和操作禁忌;制定工作人員的崗位管理程制度。把責(zé)任落實(shí)到個(gè)人,做到分工明確,賞罰分明;工作人員須主動(dòng)掌握繼電保護(hù)要領(lǐng),提高自己操作能力,達(dá)到正確操作效果;配電網(wǎng)的繼電保護(hù)是不間斷的,所以要科學(xué)安排工作人員的休息時(shí)間,保證其有足夠的精神對(duì)待工作。
3.2完善配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)設(shè)備的科學(xué)配置。我國(guó)的大部分配電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置和設(shè)備相對(duì)功能比較單一,導(dǎo)致這些繼電保護(hù)設(shè)備不能全面地保護(hù)配電網(wǎng)而造成繼電保護(hù)發(fā)生故障。為確保變電站可以安全且穩(wěn)定運(yùn)行,配電網(wǎng)變電設(shè)備的斷電保護(hù)裝置一定要符合配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)的相關(guān)要求,必須完善繼電保護(hù)設(shè)備的科學(xué)配置,并定期維護(hù)變電站的繼電保護(hù)設(shè)備。近年來(lái),我國(guó)電力系統(tǒng)的變壓器損毀成為常見(jiàn)問(wèn)題,主要原因是變壓器缺少安全的繼電保護(hù)措施,調(diào)度人員一定要在保證變電站安全運(yùn)行,選用多種繼電保護(hù)措施,完善繼電保護(hù)配置。
3.3電力調(diào)度人員必須提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。電力調(diào)度人員一定要提高自己的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度能力,實(shí)現(xiàn)自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的提升。在保障配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中,調(diào)度人員必須加強(qiáng)主動(dòng)學(xué)習(xí),自覺(jué)地參加相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)課程的學(xué)習(xí),保證自己的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度能力和專(zhuān)業(yè)知識(shí)含量可以跟得上工作的需要。而變電站在配置電力調(diào)度人員和技術(shù)人員時(shí)也必須根據(jù)實(shí)際工作情況合理配置。電力調(diào)度人員只有在足夠的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的支撐下才能冷靜地處理繼電保護(hù)的相關(guān)故障,將損失減到最低。
3.4轉(zhuǎn)變管理觀(guān)念,嚴(yán)格執(zhí)行變電站的繼電保護(hù)工作時(shí)間表。配電網(wǎng)必須建立起繼電保護(hù)工作時(shí)間表并嚴(yán)格執(zhí)行。要通過(guò)認(rèn)真執(zhí)行工作時(shí)間表監(jiān)督繼電保護(hù)人員的操作和管理行為,規(guī)范繼電保護(hù)工作人員的具體操作行為。繼電保護(hù)工作人員要應(yīng)盡量根據(jù)工作時(shí)間表對(duì)繼電保護(hù)中的故障得到及時(shí)查找并解決,提高配電網(wǎng)的繼電保護(hù)質(zhì)量。
4、結(jié)語(yǔ)
本文主要探討配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)的故障分析,分析變電站運(yùn)行的的繼電保護(hù)的主要影響因素,闡述相關(guān)的故障分析。繼電保護(hù)作電力和供電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電壓變換、供應(yīng)電能、控制電能流向、管理和調(diào)整電壓的主要手段,只有采取有效的手段才能保護(hù)配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)平穩(wěn)地發(fā)揮功效。
參考文獻(xiàn)
[1]蘇冬和.配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)及繼電保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].廣東科技,2008(16)
【關(guān)鍵詞】 仿真;EMTP;MATLAB;教學(xué)研究
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.45 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2013)25-000-01
微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向,是電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的核心內(nèi)容之一,它充分體現(xiàn)了高新技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。微機(jī)保護(hù)原理課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課之一,其內(nèi)容涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)等多方面,具有很強(qiáng)的綜合性。
配電網(wǎng)單相接地保護(hù)的基本思想是:當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后,計(jì)算提取配電網(wǎng)中所有線(xiàn)路的故障特征量(電壓、電流、阻抗、距離等),將其與預(yù)先人工設(shè)定的整定值進(jìn)行比較,若其中某條線(xiàn)路的故障特征量超越整定值的范圍,則判定該線(xiàn)路發(fā)生故障;之后跳閘隔離故障點(diǎn)、切除發(fā)生故障的線(xiàn)路,一方面使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞,另一方面保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。隨著智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)成為繼電保護(hù)的主流方向,電磁暫態(tài)仿真軟件EMTP可對(duì)電網(wǎng)的各種故障和繼電保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯進(jìn)行模擬仿真測(cè)試,彌補(bǔ)電氣工程類(lèi)本科生不能到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際操作的缺陷,促進(jìn)學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的整體認(rèn)識(shí),以及掌握微機(jī)繼電保護(hù)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)。
一、EMTP仿真軟件搭建配電網(wǎng)模型
配電網(wǎng)接地保護(hù)是我國(guó)在建、改建的配電系統(tǒng)亟待解決的難題,也是繼電保護(hù)的重點(diǎn)及難點(diǎn)問(wèn)題。首先在EMTP仿真軟件的ATPDraw中搭建仿真模型,采用圖1所示的典型35kV配電網(wǎng)系統(tǒng),帶有三條饋線(xiàn)。在ATPDraw界面中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇電氣元件,元件庫(kù)中包含電阻、電感、電容、各種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)、變壓器、電源等原件。雙擊元件可進(jìn)行元件參數(shù)設(shè)置。模型搭建好后,在工具欄的ATP中點(diǎn)擊“RunATP”完成運(yùn)行操作,即可得到仿真結(jié)果,如圖2、圖3所示。
二、MATLAB軟件編寫(xiě)配電網(wǎng)保護(hù)程序
在配電網(wǎng)接地保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中,保護(hù)方法利用電流互感器上測(cè)量到的電流數(shù)據(jù)和電壓互感器上測(cè)量到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)方案設(shè)計(jì)。MATLAB軟件可對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)程序進(jìn)行編寫(xiě)。
首先提取EMTP所獲得的數(shù)據(jù),保存為.dat文件,采用下述語(yǔ)句調(diào)用數(shù)據(jù)“fp=fopen('路徑\文件名.dat','r');”之后按照順序定義各電氣量名稱(chēng);然后按照保護(hù)判據(jù)提取基波、諧波、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)等信號(hào);最后得出保護(hù)結(jié)果。
由于學(xué)生可以形象地看到仿真過(guò)程中繼電保護(hù)每一實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)性能的影響,因此該仿真系統(tǒng)對(duì)促進(jìn)學(xué)生理解微機(jī)繼電保護(hù)的工作原理具有積極的作用。
配電自動(dòng)化技術(shù)是服務(wù)于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù),配電自動(dòng)化包括饋線(xiàn)自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng),通信技術(shù)是配電自動(dòng)化的關(guān)鍵。目前,我國(guó)配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多試點(diǎn),由配電主站、子站和饋線(xiàn)終端構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)已得到普遍認(rèn)可,光纖通信作為主干網(wǎng)的通信方式也得到共識(shí)。饋線(xiàn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也完全能夠建立在光纖通信的基礎(chǔ)上,這使得饋線(xiàn)終端能夠快速地彼此通信,共同實(shí)現(xiàn)具有更高性能的饋線(xiàn)自動(dòng)化功能。
二。配電網(wǎng)饋線(xiàn)保護(hù)的技術(shù)現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電三部分組成。發(fā)電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在元件保護(hù),其主要目的是確保發(fā)電廠(chǎng)發(fā)生電氣故障時(shí)將設(shè)備的損失降為最小。輸電網(wǎng)的保護(hù)集中在輸電線(xiàn)路的保護(hù),其首要目的是維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定。配電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在饋線(xiàn)保護(hù)上,配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問(wèn)題,一般認(rèn)為饋線(xiàn)故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的。不同的配電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷供電可靠性和供電質(zhì)量要求不同。許多配電網(wǎng)僅是考慮線(xiàn)路故障對(duì)售電量的影響及配電設(shè)備壽命的影響,尚未將配電網(wǎng)故障對(duì)電力負(fù)荷(用戶(hù))的負(fù)面影響作為配電網(wǎng)保護(hù)的目的。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力用戶(hù)用電的依賴(lài)性越來(lái)越強(qiáng),供電可靠性和供電電能質(zhì)量成為配電網(wǎng)的工作重點(diǎn),而配電網(wǎng)饋線(xiàn)保護(hù)的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質(zhì)量,具體包括饋線(xiàn)故障切除、故障隔離和恢復(fù)供電。具體實(shí)現(xiàn)方式有以下幾種:
2.1傳統(tǒng)的電流保護(hù)
過(guò)電流保護(hù)是最基本的繼電保護(hù)之一。考慮到經(jīng)濟(jì)原因,配電網(wǎng)饋線(xiàn)保護(hù)廣泛采用電流保護(hù)。配電線(xiàn)路一般很短,由于配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問(wèn)題,為了確保電流保護(hù)動(dòng)作的選擇性,采用時(shí)間配合的方式實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)路的保護(hù)。常用的方式有反時(shí)限電流保護(hù)和三段電流保護(hù),其中反時(shí)限電流保護(hù)的時(shí)間配合特性又分為標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、極端反時(shí)限和超反時(shí)限,參見(jiàn)式(1)、(2)、(3)和(4)。這類(lèi)保護(hù)整定方便、配合靈活、價(jià)格便宜,同時(shí)可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖,以提高可靠性;增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線(xiàn)功能。
電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)的前提是將整條饋線(xiàn)視為一個(gè)單元。當(dāng)饋線(xiàn)故障時(shí),將整條線(xiàn)路切掉,并不考慮對(duì)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電,這些不利于提高供電可靠性。另一方面,由于依賴(lài)時(shí)間延時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性,導(dǎo)致某些故障的切除時(shí)間偏長(zhǎng),影響設(shè)備壽命。
2.2重合器方式的饋線(xiàn)保護(hù)
實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)分段、增加電源點(diǎn)是提高供電可靠性的基礎(chǔ)。重合器保護(hù)是將饋線(xiàn)故障自動(dòng)限制在一個(gè)區(qū)段內(nèi)的有效方式「參考文獻(xiàn)。參見(jiàn)圖1,重合器R位于線(xiàn)路首端,該饋線(xiàn)由A、B、C三個(gè)分段器分為四段。當(dāng)AB區(qū)段內(nèi)發(fā)生故障F1,重合器R動(dòng)作切除故障,此后,A、B、C分段器失壓后自動(dòng)斷開(kāi),重合器R經(jīng)延時(shí)后重合,分段器A電壓恢復(fù)后延時(shí)合閘。同樣,分段器B電壓恢復(fù)后延時(shí)合閘。當(dāng)B合閘于故障后,重合器R再次跳開(kāi),當(dāng)重合器第二次重合后,分段器A將再次合閘,此后B將自動(dòng)閉鎖在分閘位置,從而實(shí)現(xiàn)故障切除、故障隔離及對(duì)非故障段的恢復(fù)供電。
目前在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中仍有大量重合器得到應(yīng)用,這種簡(jiǎn)單而有效的方式能夠提高供電可靠性,相對(duì)于傳統(tǒng)的電流保護(hù)有較大的優(yōu)勢(shì)。該方案的缺點(diǎn)是故障隔離的時(shí)間較長(zhǎng),多次重合對(duì)相關(guān)的負(fù)荷有一定影響。
2.3基于饋線(xiàn)自動(dòng)化的饋線(xiàn)保護(hù)
配電自動(dòng)化包括饋線(xiàn)自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng),其中饋線(xiàn)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線(xiàn)信息的采集和控制,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了饋線(xiàn)保護(hù)。饋線(xiàn)自動(dòng)化的核心是通信,以通信為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制,從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用(PAS)。同時(shí)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理,而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動(dòng)化成為提供配電網(wǎng)保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)。參見(jiàn)圖2所示系統(tǒng),這種饋線(xiàn)自動(dòng)化的基本原理如下:當(dāng)在開(kāi)關(guān)S1和開(kāi)關(guān)S2之間發(fā)生故障(非單相接地),線(xiàn)路出口保護(hù)使斷路器B1動(dòng)作,將故障線(xiàn)路切除,裝設(shè)在S1處的FTU檢測(cè)到故障電流而裝設(shè)在開(kāi)關(guān)S2處的FTU沒(méi)有故障電流流過(guò),此時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)將確認(rèn)該故障發(fā)生在S1與S2之間,遙控跳開(kāi)S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離并遙控合上線(xiàn)路出口的斷路器,最后合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)S3完成向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。
這種基于通信的饋線(xiàn)自動(dòng)化方案以集中控制為核心,綜合了電流保護(hù)、RTU遙控及重合閘的多種方式,能夠快速切除故障,在幾秒到幾十秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離,在幾十秒到幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。該方案是目前配網(wǎng)自動(dòng)化的主流方案,能夠?qū)伨€(xiàn)保護(hù)集成于一體化的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中,從故障切除、故障隔離、恢復(fù)供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時(shí),在整個(gè)配電自動(dòng)化中,可以加裝電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償裝置,從而在全局上實(shí)現(xiàn)改善電能質(zhì)量的控制。
三。饋線(xiàn)保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)
目前,配電自動(dòng)化中的饋線(xiàn)自動(dòng)化較好地實(shí)現(xiàn)了饋線(xiàn)保護(hù)功能。但是隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及實(shí)踐,對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的目的也要悄然發(fā)生變化。最初的配電網(wǎng)保護(hù)是以低成本的電流保護(hù)切除饋線(xiàn)故障,隨著對(duì)供電可靠性要求的提高,又出現(xiàn)以低成本的重合器方式實(shí)現(xiàn)故障隔離、恢復(fù)供電,隨著配電自動(dòng)化的實(shí)施,饋線(xiàn)保護(hù)體現(xiàn)為基于遠(yuǎn)方通信的集中控制式的饋線(xiàn)自動(dòng)化方式。在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,配電網(wǎng)通信得到充分重視,成本自動(dòng)化的核心。目前國(guó)內(nèi)的主流通信方式是光纖通信,具體分為光纖環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)。建立在光纖通信基礎(chǔ)上的饋線(xiàn)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)由以下三部分組成:
1)電流保護(hù)切除故障;
2)集中式的配電主站或子站遙控FTU實(shí)現(xiàn)故障隔離;
3)集中式的配電主站或子站遙控FTU實(shí)現(xiàn)向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。
這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)上是在自動(dòng)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線(xiàn)故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性,就可以大大提高饋線(xiàn)保護(hù)的性能,從而一次性地實(shí)現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線(xiàn)上的多個(gè)保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動(dòng)作,共同實(shí)現(xiàn)有選擇性的故障隔離,這就是饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)的基本思想。
四。饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)基本原理
4.1基本原理
饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)的前提條件如下:
1)快速通信;
2)控制對(duì)象是斷路器;
3)終端是保護(hù)裝置,而非TTU.
在高壓線(xiàn)路保護(hù)中,高頻保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)都是依靠快速通信實(shí)現(xiàn)的主保護(hù),饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)是在多于兩個(gè)裝置之間通信的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的區(qū)域性保護(hù)?;驹砣缦拢?/p>
參見(jiàn)圖3所示典型系統(tǒng),該系統(tǒng)采用斷路器作為分段開(kāi)關(guān),如圖A、B、C、D、E、F.對(duì)于變電站M,手拉手的線(xiàn)路為A至D之間的部分。變電站N則對(duì)應(yīng)于C至F之間的部分。N側(cè)的饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)則控制開(kāi)關(guān)A、B、C、D的保護(hù)單元UR1至UR7組成。
當(dāng)線(xiàn)路故障F1發(fā)生在BC區(qū)段,開(kāi)關(guān)A、B處將流過(guò)故障電流,開(kāi)關(guān)C處無(wú)故障電流。但出現(xiàn)低電壓。此時(shí)系統(tǒng)保護(hù)將執(zhí)行步驟:
Step1:保護(hù)起動(dòng),UR1、UR2、UR3分別起動(dòng);
Step2:保護(hù)計(jì)算故障區(qū)段信息;
Step3:相鄰保護(hù)之間通信;
Step4:UR2、UR3動(dòng)作切除故障;
Step5:UR2重合。如重合成功,轉(zhuǎn)至Step9;
Step6:UR2重合于故障,再跳開(kāi);
Step7:UR3在T內(nèi)未測(cè)得電壓恢復(fù),通知UR4合閘;
Step8:UR4合閘,恢復(fù)CD段供電,轉(zhuǎn)至Step10;
Step9:UR3在T時(shí)間內(nèi)測(cè)得電壓恢復(fù),UR3重合;
Step10:故障隔離,恢復(fù)供電結(jié)束。
4.2故障區(qū)段信息
定義故障區(qū)段信息如下:
邏輯1:表示保護(hù)單元測(cè)量到故障電流,
邏輯0:表示保護(hù)單元未測(cè)量到故障電流,但測(cè)量到低電壓。
當(dāng)故障發(fā)生后,系統(tǒng)保護(hù)各單元向相鄰保護(hù)單元交換故障區(qū)段,對(duì)于一個(gè)保護(hù)單元,當(dāng)本身的故障區(qū)段信息與收到的故障區(qū)段信息的異或?yàn)?時(shí),出口跳閘。
為了確保故障區(qū)段信息識(shí)別的正確性,在進(jìn)行邏輯1的判斷時(shí),可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。
4.3系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作速度及其后備保護(hù)
為了確保饋線(xiàn)保護(hù)的可靠性,在饋線(xiàn)的首端UR1處設(shè)限時(shí)電流保護(hù),建議整定時(shí)間內(nèi)0.2秒,即要求饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)在200ms內(nèi)完成故障隔離。
在保護(hù)動(dòng)作時(shí)間上,系統(tǒng)保護(hù)能夠在20ms內(nèi)識(shí)別出故障區(qū)段信息,并起動(dòng)通信。光纖通信速度很快,考慮到重發(fā)多幀信息,相鄰保護(hù)單元之間的通信應(yīng)在30ms內(nèi)完成。斷路器動(dòng)作時(shí)間為40ms~100ms.這樣,只要通信環(huán)節(jié)理想即可實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)。
4.4饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)的應(yīng)用前景
饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)在很大程度上沿續(xù)了高壓線(xiàn)路縱聯(lián)保護(hù)的基本原則。由于配電網(wǎng)的通信條件很可能十分理想。在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)的饋線(xiàn)保護(hù)功能的性能大大提高。饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)利用通信實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的選擇性,將故障識(shí)別、故障隔離、重合閘、恢復(fù)故障一次性完成,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)快速處理故障,不需多次重合;
(2)快速切除故障,提高了電動(dòng)機(jī)類(lèi)負(fù)荷的電能質(zhì)量;
(3)直接將故障隔離在故障區(qū)段,不影響非故障區(qū)段;
(4)功能完成下放到饋線(xiàn)保護(hù)裝置,無(wú)需配電主站、子站配合。
四。系統(tǒng)保護(hù)展望
繼電保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型。微機(jī)保護(hù)在擁有很強(qiáng)的計(jì)算能力的同時(shí),也具有很強(qiáng)的通信能力。通信技術(shù),尤其是快速通信技術(shù)的發(fā)展和普及,也推動(dòng)了繼電保護(hù)的發(fā)展。系統(tǒng)保護(hù)就是基于快速通信的由多個(gè)位于不同位置的保護(hù)裝置共同構(gòu)成的區(qū)域行廣義保護(hù)。
電流保護(hù)、距離保護(hù)及主設(shè)備保護(hù)都是采集就地信息,利用局部電氣量完成故障的就地切除。線(xiàn)路縱聯(lián)保護(hù)則是利用通信完成兩點(diǎn)之間的故障信息交換,進(jìn)行處于異地的兩個(gè)裝置協(xié)同動(dòng)作。近年來(lái)出現(xiàn)的分布式母差保護(hù)則是利用快速的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)裝置之間的快速協(xié)同動(dòng)作如果由位于廣域電網(wǎng)的不同變電站的保護(hù)裝置共同構(gòu)成協(xié)同保護(hù)則很可能將繼電保護(hù)的應(yīng)用范圍提高到一個(gè)新的層次。這種協(xié)同保護(hù)不僅可以改進(jìn)保護(hù)間的配合,共同實(shí)現(xiàn)性能更理想的保護(hù),而且可以演生于基于繼電保護(hù)相角測(cè)量的穩(wěn)定監(jiān)控協(xié)系統(tǒng),基于繼電保護(hù)的高精度多端故障測(cè)距以及基于繼電保護(hù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型及動(dòng)態(tài)過(guò)程分析等應(yīng)用領(lǐng)域。目前,在輸電網(wǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了基于GPS的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)和分散式行波測(cè)距系統(tǒng)。在配電網(wǎng),伴隨賊配電自動(dòng)化的開(kāi)展。配電網(wǎng)饋線(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)有可能率先得到應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村;配電網(wǎng);繼電保護(hù);分析
中圖分類(lèi)號(hào):U665.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
在整個(gè)電力系統(tǒng)中配電系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用,它的平穩(wěn)、可靠的發(fā)展直接影響了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和人民生活水平的提高。據(jù)調(diào)查在我國(guó)平均一年內(nèi)停電的時(shí)間總長(zhǎng)為30小時(shí),對(duì)人們的正常生活產(chǎn)生了負(fù)面的影響,而且在供電系統(tǒng)中還存在供電半徑過(guò)大、無(wú)功補(bǔ)償不完善等問(wèn)題,所以怎樣提高配電網(wǎng)的安全可靠性是企業(yè)必須重視的問(wèn)題。繼電保護(hù)能夠保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,給用戶(hù)提供可靠供電需求。
一、繼電保護(hù)基本原理
繼電保護(hù)裝置是指在電力系統(tǒng)中電氣元件由于受到破損不能正常工作,然后繼電器通過(guò)判斷起到跳閘或者發(fā)出報(bào)警信號(hào)的一種自動(dòng)保護(hù)裝置。這種裝置能夠保證機(jī)器的安全性以及修復(fù)的簡(jiǎn)單性。這些元素是階梯運(yùn)行,缺一不可。通過(guò)測(cè)量與之前給定元件的物理參量進(jìn)行準(zhǔn)確比較,分析處理信息,然后根據(jù)測(cè)量的結(jié)果比如輸出信號(hào)的性質(zhì),持續(xù)時(shí)間等判斷故障的范圍是元件內(nèi)還是元件外的,最后做出保護(hù)措施跳閘或者報(bào)警信號(hào)的等,最后通過(guò)根據(jù)前一命令的指令進(jìn)行發(fā)出信號(hào),跳閘等指令。繼電保護(hù)的保護(hù)分區(qū)是為了保護(hù)在指定范圍內(nèi)的故障,不屬于范圍內(nèi)的不采取控制,這樣可以減少因故障跳閘引起的停電區(qū)域,也可以將沒(méi)有影響到得部分起到保護(hù)作用,然后繼續(xù)工作。所以電力系統(tǒng)中每個(gè)繼電保護(hù)的界限劃分的很清楚。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障,繼電保護(hù)就會(huì)及時(shí)的切除故障,避免安全事故的發(fā)生。
二、影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素
繼電保護(hù)計(jì)算及管理最突出的特點(diǎn)就是不確定性,主要有兩方面的原因:一方面是由于繼電保護(hù)配置、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的不確定性。其中最突出的就是保護(hù)裝置的定值,不同型號(hào)的保護(hù)裝置其定值也不同,并且隨著科技水平的不斷進(jìn)步,新的保護(hù)裝置還會(huì)源源不斷地研發(fā)出來(lái),而定值又是不可預(yù)知的,這就造成了數(shù)據(jù)的多樣性和不確定性。另一個(gè)重要原因出于保護(hù)裝置的定值計(jì)算上。繼電保護(hù)計(jì)算的內(nèi)容之一就是保護(hù)裝置的定值計(jì)算,保護(hù)裝置的定值計(jì)算要充分考慮到相關(guān)工作人員的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、保護(hù)測(cè)量方法、電網(wǎng)構(gòu)造以及從業(yè)人員對(duì)相關(guān)規(guī)定把握尺度等因素,但由于上述因素存在的差異,就造成繼電保護(hù)定值計(jì)算的不確定性。
配電網(wǎng)的供電可靠性直接關(guān)系到用戶(hù)的實(shí)用電的質(zhì)量,同時(shí)也反映了電力企業(yè)的供電水平。影響配電網(wǎng)供電可靠性的主要因素有:①設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)不合理。配電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上常用放射式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但是在實(shí)際的還用當(dāng)中半徑過(guò)大會(huì)影響供電的質(zhì)量,所以不能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。如果設(shè)備在使用中出現(xiàn)了故障,就會(huì)對(duì)供電產(chǎn)生大面積的影響。在一些落后的地區(qū)依舊使用單輻射線(xiàn)路,如果在出現(xiàn)故障或者停電的時(shí)候,這些線(xiàn)路由于自身的缺點(diǎn)不能夠及時(shí)的采用轉(zhuǎn)供電的操作,對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的供電可靠性影響很大。以上這些電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)都不是很合理,給電力系統(tǒng)整體運(yùn)行產(chǎn)生了負(fù)面的影響。②設(shè)備故障與線(xiàn)路故障。常見(jiàn)的線(xiàn)路故障一般有地震、雪災(zāi)以及暴雨等自然災(zāi)害,同時(shí)還存在自身的線(xiàn)路老化的問(wèn)題,雖然這些因素對(duì)線(xiàn)路產(chǎn)生的影響是無(wú)法避免的,但是做好預(yù)防工作還是能減少經(jīng)濟(jì)的損失和事故發(fā)生的概率。同時(shí)由于電網(wǎng)設(shè)備沒(méi)有及時(shí)的更新,長(zhǎng)時(shí)間使用壽命減弱,而且技術(shù)水平也相對(duì)落后,很容易產(chǎn)生設(shè)備事故。③軟件的缺陷。由于在農(nóng)村的配電網(wǎng)運(yùn)行和管理方式上還存在很多的問(wèn)題,而且自動(dòng)化技術(shù)不是很先進(jìn),遇到設(shè)備故障不能夠及時(shí)的處理,就會(huì)引起一系列的問(wèn)題。而且部分的電力工作人員的技術(shù)水平不足,管理上出現(xiàn)失誤,直接影響了配電網(wǎng)的可靠性的提高。④外界環(huán)境的影響。主要是環(huán)境方面的影響,在地理?xiàng)l件、自然災(zāi)害對(duì)配電網(wǎng)的供電可靠性有著很大的影響。在雷、雪天或者臺(tái)風(fēng)的影響下,可能會(huì)造成線(xiàn)路故障,影響配電網(wǎng)的供電水平。
三、農(nóng)村配電網(wǎng)繼電保護(hù)的可靠性分析
繼電保護(hù)的主要措施
在農(nóng)村的電網(wǎng)主要是以中低壓電網(wǎng)為主,大部分都是采用了35KV以下的電壓,電壓等級(jí)的電網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及管理方式上都有很大的差異。在運(yùn)行方式上存在環(huán)網(wǎng)和開(kāi)環(huán)運(yùn)行的兩種方式。繼電保護(hù)作為配電系統(tǒng)中最基本的保護(hù)類(lèi)型,主要包括以下幾種保護(hù)方式:首先是電流速斷保護(hù),這種方式具有動(dòng)作迅速、可靠性高的特點(diǎn),在電流幅值迅速增大的電路起到的一種保護(hù)作用。其次是限時(shí)電流速斷保護(hù),使用這種保護(hù)方式,能夠保護(hù)本線(xiàn)路的全長(zhǎng),而且靈敏性高,除此之外,在滿(mǎn)足配電需求的同時(shí),力求最小動(dòng)作時(shí)限。最后是定時(shí)限過(guò)流保護(hù),主要作為下級(jí)線(xiàn)路主保護(hù)個(gè)本線(xiàn)路主保護(hù)的方式。鑒于繼電保護(hù)計(jì)算及管理系統(tǒng)的上述基本要求,解決保護(hù)定值計(jì)算的不確定性成為首要問(wèn)題。而要從根本上解決這個(gè)問(wèn)題,重新研發(fā)一種用于繼電保護(hù)計(jì)算及管理的高級(jí)語(yǔ)言程序不失為一個(gè)好方法。這一高級(jí)語(yǔ)言程序首先除了具備其他高級(jí)語(yǔ)言程序支持函數(shù)、文件調(diào)取和訪(fǎng)問(wèn)等特性外,還要具有能夠解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的新數(shù)據(jù);再有,具備通用算法,為用戶(hù)提供便捷的服務(wù)。按照該思路,一種名為HT高級(jí)編程語(yǔ)言誕生了。
繼電保護(hù)的維護(hù)措施
繼電保護(hù)調(diào)試完成后,還要對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行驗(yàn)收,確保每個(gè)程序都沒(méi)有錯(cuò)誤。保護(hù)定制或二次回路發(fā)生變更時(shí),要對(duì)整定后的數(shù)值進(jìn)行核對(duì),同時(shí)在完成主設(shè)備的改造后還要對(duì)試運(yùn)行進(jìn)行相關(guān)的記錄,比如查看繼電器接點(diǎn)是否完好、帶電觸電無(wú)燒損或抖動(dòng)現(xiàn)象以及運(yùn)行監(jiān)視是否正常指示燈,通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行維護(hù),才能夠保證配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
總而言之,在科技快速發(fā)展的今天,電力系統(tǒng)的不斷更新對(duì)繼電保護(hù)提出更高的要求。為了滿(mǎn)足農(nóng)村配電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的要求,就需要科研人員不斷研究并提高繼電保護(hù)裝置的性能,使智能化、計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護(hù)技術(shù)將會(huì)運(yùn)用到實(shí)際中來(lái),使電力系統(tǒng)能夠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]郭征,賀家李,楊洪平,柳煥章,盧放;電力系統(tǒng)故障時(shí)繼電保護(hù)裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)字仿真[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2003年11期
【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng);計(jì)算機(jī)通信技術(shù);應(yīng)用
1.引言
計(jì)算機(jī)通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相互融合的成果,它的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)終端之間的數(shù)據(jù)交換,能夠處理包括文本、電子表格、數(shù)據(jù)庫(kù)文件、語(yǔ)音、圖像和視頻等在內(nèi)的各類(lèi)數(shù)據(jù),已經(jīng)在很多實(shí)際工程領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,配電網(wǎng)通信領(lǐng)域也不例外。在進(jìn)行配電網(wǎng)通信時(shí),電力信息數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程必須得到保障,而計(jì)算機(jī)通信技術(shù)不僅可以提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸信道,還可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)當(dāng)前的配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行管理維護(hù),這極大地提高了配電網(wǎng)的通信質(zhì)量和效率。
2.計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用
2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用
2.1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)
目前,現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)在電力自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,以就近安裝數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)終端的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信方式可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的遠(yuǎn)程通信需求,是一種兼具經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)先進(jìn)性的配電網(wǎng)通信方式。由于電力信息數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)終端的就地安裝,使得配電通信網(wǎng)的組網(wǎng)方式更加靈活,可以根據(jù)不同的通信業(yè)務(wù)需求進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。
2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的具體應(yīng)用
(1)PROFIBUS
PROFIBUS是一種不依賴(lài)設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),它主要由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS協(xié)議組成。其中,PROFIBUS-DP主要是用于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和配電設(shè)備之間的通信協(xié)議,它具有高性能的診斷和組態(tài)功能,提供單主站和多主站等多種通信組網(wǎng)方式,為應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ);PROFIBUS-PA把監(jiān)控傳感器和執(zhí)行器連接到一根線(xiàn)上,作為數(shù)據(jù)傳輸和供電的總線(xiàn),既滿(mǎn)足了為配電設(shè)備供電的需求,還為電力信息數(shù)據(jù)的傳輸提供了安全保障;PROFIBUS-FMS主要應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)通信,它能夠有效適用于配電網(wǎng)覆蓋規(guī)模大、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn),而且能夠給配網(wǎng)通信提供形式多樣的通信服務(wù)。
(2)ETHERNET
ETHERNET具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,并且受到多種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備的支持。隨著ETHERNET技術(shù)的發(fā)展,ETHERNET網(wǎng)絡(luò)硬件的價(jià)格逐漸降低,并且便于與其他結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高度融合,這些都推動(dòng)了ETHERNET技術(shù)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用。
(3)LonWorks
LonWorks能夠適應(yīng)具有復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò),很適合在配電網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。就現(xiàn)階段無(wú)言,LonWorks主要被作為一種利用電力線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)的控制信號(hào)傳輸技術(shù),能夠有效提高配電通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸可靠性,并且已經(jīng)在配電網(wǎng)絡(luò)中得到了切實(shí)的應(yīng)用。
2.2 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用
2.2.1 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)
電力通信與普通通信存在較大的區(qū)別,它通常對(duì)傳輸?shù)男畔⒘恳蟛淮?,但?duì)通信的實(shí)時(shí)性卻有著近乎苛刻的要求,而通信信號(hào)的種類(lèi)又明顯繁雜,既包括繼電保護(hù)信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào),又包括電力負(fù)荷監(jiān)測(cè)信息及其他數(shù)字圖像信息,而光纖通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的表現(xiàn)表明其無(wú)論在信號(hào)的復(fù)雜性上還是在傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性上均具有顯著優(yōu)勢(shì),而且技術(shù)也較為成熟,這使得采用光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配電通信成為了大勢(shì)所趨。另外,由于配電網(wǎng)的覆蓋規(guī)模越來(lái)越大,所以它對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍和抵抗干擾的能力也提出了較大的要求,而光纖通信技術(shù)的低損耗和抗干擾性能使得其面臨各種自然因素時(shí)都能保證良好的傳輸質(zhì)量,尤其在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)的可靠性?xún)?yōu)勢(shì)顯著,非常適應(yīng)配電網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求。
2.2.2 光纖通信技術(shù)的具體應(yīng)用
(1)光纖通信在配電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)中的應(yīng)用
光纖通信在配電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1)將光纖作為電流縱差保護(hù)中的導(dǎo)引線(xiàn)。2)光纖保護(hù)裝置。3)變電站或控制室內(nèi)的繼電保護(hù)信號(hào)傳輸線(xiàn)。
(2)光纖通信在配網(wǎng)監(jiān)控及配調(diào)自動(dòng)化方面的應(yīng)用
隨著配電網(wǎng)智能化和自動(dòng)化的程度逐漸提高,大量應(yīng)用于電力運(yùn)行、生產(chǎn)、管理的各種信息需要快速、準(zhǔn)確、安全地進(jìn)行傳輸。而光纖通信技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,已經(jīng)成長(zhǎng)為了一種成熟、可靠的通信技術(shù),這為構(gòu)建承載復(fù)雜通信任務(wù)的配電通信網(wǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(3)光纖通信技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)上的應(yīng)用
要保證配電系統(tǒng)能夠安全、可靠地供配電,就要求其通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒂糜谂渚W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、配調(diào)管理、分層控制等方面的信息進(jìn)行迅速、穩(wěn)定、可靠地傳輸,而在這種特殊的通信要求下,光纖通信技術(shù)的效果就顯得尤為突出。此外,面對(duì)繼電保護(hù)的要求也越來(lái)越高的情況下,要求系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)能夠快速切除,這使得光纖通信在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也更加顯著。
(4)光纖通信技術(shù)在監(jiān)控和調(diào)度中的應(yīng)用
光纖通信技術(shù)在配網(wǎng)監(jiān)控和配調(diào)管理中的應(yīng)用具體表現(xiàn)為:將監(jiān)控傳感器采集到的狀態(tài)信息傳送上報(bào)、將有關(guān)層次配網(wǎng)的請(qǐng)求支援信息及時(shí)上報(bào)、將相關(guān)的配調(diào)命令及時(shí)傳遞下達(dá)、將有關(guān)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息及時(shí)上報(bào)和下達(dá)等,從而實(shí)現(xiàn)快速、自動(dòng)化的控制。
3.應(yīng)用效益
(1)可靠性提高
因?yàn)橛?jì)算機(jī)通信技術(shù)具有較大的抗干擾性,所以將計(jì)算機(jī)通信技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)中能夠提高配網(wǎng)通信的可靠性。
(2)實(shí)時(shí)性增強(qiáng)
計(jì)算機(jī)通信技術(shù)尤其是光纖通信技術(shù)的應(yīng)用使得配電網(wǎng)的通信傳輸速率得到了極大的提高,這對(duì)配網(wǎng)故障的及時(shí)診斷、運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn)分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控具有重要意義。
(3)實(shí)現(xiàn)雙向通信
將計(jì)算機(jī)通信技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)中,能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)中各監(jiān)控終端、設(shè)備終端以及主站控制終端之間的雙向通信,使主站不僅能夠接收配電網(wǎng)中各層次設(shè)備終端的上報(bào)數(shù)據(jù),還能夠及時(shí)的將控制指令下達(dá)到具體的執(zhí)行設(shè)備。
(4)靈活性變強(qiáng)
計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用能夠提高配網(wǎng)通信的靈活性,使其更加適應(yīng)配電網(wǎng)點(diǎn)多、面廣、規(guī)模龐大等特點(diǎn),便于系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行維護(hù)。
(5)經(jīng)濟(jì)性提高
在充分整合原有配電通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,合理采用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)能夠降低通信成本,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
4.結(jié)束語(yǔ)
本文結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)配電網(wǎng)中計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探討,但對(duì)于提高計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用水平來(lái)說(shuō),還有著很艱巨的任務(wù),對(duì)于如何進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用水平并提出有效的改進(jìn)意見(jiàn),還要進(jìn)行不斷的深入研究。
參考文獻(xiàn)
[1]傅優(yōu)優(yōu).探討配電網(wǎng)中計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)科技投資,2014(A13):147.
關(guān)鍵字:智能配電網(wǎng);建設(shè);發(fā)展
一、城區(qū)建設(shè)智能配電網(wǎng)前的規(guī)劃
我們把城區(qū)建設(shè)智能配電網(wǎng)的規(guī)劃思路分為3個(gè)方面:長(zhǎng)期建設(shè)的規(guī)劃思路,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和在施工方面如何設(shè)計(jì)。長(zhǎng)期的規(guī)劃思路主要是明晰投資項(xiàng)目與基礎(chǔ)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu);網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要是處理近期的各種投資項(xiàng)目;而施工設(shè)計(jì)是對(duì)于智能配電網(wǎng)絡(luò)的如何設(shè)計(jì)、該設(shè)計(jì)是否合理、該設(shè)計(jì)方案是不是最合適的一個(gè)方案等。建設(shè)配電網(wǎng)中的長(zhǎng)期規(guī)劃思路是整個(gè)規(guī)劃中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié),是供電企業(yè)規(guī)劃活動(dòng)中的基本環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)存在的主要目的是確保建設(shè)的順利進(jìn)行并能從中獲得最大經(jīng)濟(jì)效益,確定網(wǎng)絡(luò)連接方式為最優(yōu)方式,一些投資項(xiàng)目的投資能力與時(shí)間等細(xì)節(jié)。每當(dāng)規(guī)劃到一個(gè)階段時(shí),有需要對(duì)電網(wǎng)的供電系統(tǒng)進(jìn)行檢查調(diào)整,看其是否仍具有安全性與協(xié)調(diào)性,并在安全范圍內(nèi)減小配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在使用期間的費(fèi)用。要做到以上要求,就需要一個(gè)相當(dāng)優(yōu)秀的長(zhǎng)期規(guī)劃。
二、智能配電網(wǎng)建設(shè)的主要條件
1、提升數(shù)字化變電站的智能水平。在建設(shè)智能配電網(wǎng)之前,應(yīng)提高數(shù)字化變電站的智能水平、可靠性與穩(wěn)定性,使數(shù)字化變電站的的綜合利用水平可以得到充分利用,使數(shù)字化變電站的的自動(dòng)化控制水平可以滿(mǎn)足智能配電網(wǎng)的需求。
2、保護(hù)和控制智能配電網(wǎng)技術(shù)。保護(hù)和控制智能配電網(wǎng)技術(shù)主要有廣域保護(hù)、自適應(yīng)保護(hù),配電系統(tǒng)快速模擬仿真,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等技術(shù)。廣域保護(hù)主要指的是繼電保護(hù)和安全自動(dòng)保護(hù)兩個(gè)方面。繼電保護(hù)在廣域保護(hù)中有著關(guān)鍵作用,它主要作用于輔助傳統(tǒng)主保護(hù)和保護(hù)電網(wǎng)安全定值的自動(dòng)變化能力等。由于整個(gè)智能配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)太細(xì)密,系統(tǒng)規(guī)模太大,不太可能實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中進(jìn)行集中保護(hù),所以在具體的實(shí)施方面要根據(jù)實(shí)際情況與繼電保護(hù)區(qū)域進(jìn)行確定,然后再對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行檢修。
3、對(duì)電網(wǎng)建設(shè)可靠性監(jiān)視系統(tǒng)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)。根據(jù)當(dāng)前信息網(wǎng)絡(luò)提供的該電網(wǎng)歷史與當(dāng)前現(xiàn)狀的信息,進(jìn)行在線(xiàn)分析,就可以得到系統(tǒng)推算出的目前電網(wǎng)的狀態(tài)與可靠性。這樣的系統(tǒng)有利于隨時(shí)掌握電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),如電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)修正,為電網(wǎng)提供了預(yù)警提示,提高了電網(wǎng)的防災(zāi)變的能力,并減少和避免電網(wǎng)因停電造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。
4、實(shí)現(xiàn)高級(jí)配電的自動(dòng)化。目前,一些發(fā)達(dá)國(guó)家的供電企業(yè)正在推廣配電自動(dòng)化的技術(shù)。配電自動(dòng)化技術(shù)是指,配電運(yùn)行自動(dòng)化、配電管理自動(dòng)化和用戶(hù)在配電地理信息系統(tǒng)、設(shè)備管理、檢修管理等方面的自動(dòng)化。我們根據(jù)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效果研究,自從實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化后,供電的可靠性,系統(tǒng)的運(yùn)行管理和用戶(hù)反饋的信息都表明供電質(zhì)量與運(yùn)行水平都有所提高。我國(guó)的配電自動(dòng)化工作自20世紀(jì)90年代初開(kāi)展,到目前大約有100個(gè)城市的供電企業(yè)建設(shè)了配電自動(dòng)化系統(tǒng),甚至有的系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到一個(gè)相當(dāng)大的程度。就我國(guó)目前的情況來(lái)說(shuō),在電網(wǎng)系統(tǒng)上還有缺陷,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理、原始的電網(wǎng)資料與數(shù)據(jù)不齊全,電網(wǎng)的基礎(chǔ)管理工作還有更大的進(jìn)步空間。而且,就我國(guó)目前的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō),還不具有進(jìn)行全國(guó)推廣配電自自動(dòng)化的條件,與國(guó)際先進(jìn)水平還有一大段的差距。如果想要與發(fā)達(dá)國(guó)家的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)相比,我國(guó)還需要在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的研究上付出努力。
5、建設(shè)信息保障體系。應(yīng)該為智能配電網(wǎng)建立一個(gè)信息保障體系,該體系要包括數(shù)據(jù)信息平臺(tái)、通信網(wǎng)絡(luò)和信息管理三個(gè)方面。建立數(shù)據(jù)信息平臺(tái)主要是為了實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的數(shù)字化、信息化和自動(dòng)化;建立通信網(wǎng)絡(luò)是為了將各個(gè)主變電站與配電子站之間的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),方便聯(lián)絡(luò);建設(shè)信息管理是為了優(yōu)化信息管理層的結(jié)構(gòu)。建設(shè)以上的信息保障體系,是為了建立一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái),方便資源的共享,從而實(shí)現(xiàn)信息管理的現(xiàn)代化。
三、結(jié)語(yǔ)
智能配電網(wǎng)已經(jīng)在世界上廣泛使用,并得到了國(guó)際上多數(shù)國(guó)家的認(rèn)同,由于各國(guó)的國(guó)情不同,所以智能配電網(wǎng)的實(shí)施過(guò)程也不相同。因此,中國(guó)的智能配電網(wǎng)發(fā)展要根據(jù)中國(guó)的特色和中國(guó)目前的國(guó)情,進(jìn)行研究后再規(guī)劃實(shí)施。既要滿(mǎn)足我國(guó)目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài),又要能滿(mǎn)足未來(lái)的時(shí)代要求,既要立足于對(duì)目前發(fā)展中的需求,又要能迎合在不斷發(fā)展后所形成的新局面的要求。由于我國(guó)的電網(wǎng)相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō),起步較晚,發(fā)展較為緩慢,在現(xiàn)有的資源中,配電網(wǎng)的資源稍顯不充足,這個(gè)問(wèn)題是目前我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行效率不佳,電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展不起來(lái)的主要原因。所以,當(dāng)智能配電網(wǎng)提出時(shí),為我國(guó)的電網(wǎng)行業(yè)指出了一條明路,解決了我國(guó)之前在發(fā)展電網(wǎng)技術(shù)方面的問(wèn)題。我國(guó)不僅要學(xué)習(xí)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的新新技術(shù),還要學(xué)習(xí)他們?cè)谥悄芘潆娋W(wǎng)發(fā)展上的一些拓展方向、思路、創(chuàng)新精神。然后結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)的特點(diǎn),符合智能電網(wǎng)的要求,根據(jù)我國(guó)發(fā)展的前景,制定一個(gè)有中國(guó)特色的、及安全、協(xié)調(diào)具有統(tǒng)一性的中國(guó)智能配電網(wǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1] 肖立業(yè),林良真(Xiao Liye, Lin Liangzhen).構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一的新能源電網(wǎng),推進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)(Con-struction ofunified new energy based power grid and pro-motion of China’s smart grid, [ J].電工電能新技術(shù)(Adv. Tech. Of Elec. Eng. & Energy), 2009, 28(4):54-59.
[2] ???薛峰,楊衛(wèi)東.中國(guó)智能電網(wǎng)基本特征及其技術(shù)進(jìn)展評(píng)述,2009(17).
關(guān)鍵詞:電力自動(dòng)化;繼電保護(hù);安全管理問(wèn)題;探究
1 前言
繼電保護(hù)為配電網(wǎng)中最為重要的保護(hù)裝置,能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)絡(luò)的各種故障進(jìn)行及時(shí)的診斷,以最快的時(shí)間發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的漏洞,并進(jìn)行及時(shí)處理,有效恢復(fù)線(xiàn)路的供電功能,并提高電力線(xiàn)路的管理水平。在電力系統(tǒng)的建設(shè)與管理過(guò)程中,怎樣實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制相結(jié)合,有效提高電力線(xiàn)路故障應(yīng)對(duì)能力,成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化研究一個(gè)重要課題。
2 電力自動(dòng)化的繼電保護(hù)安全管理存在問(wèn)題
近幾年來(lái),我國(guó)的電力系統(tǒng),開(kāi)始不斷向著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,在繼電保護(hù)技術(shù)的不斷革新下,電力自動(dòng)化續(xù)電保護(hù)水平已經(jīng)得到了較大的提高,且安裝調(diào)試較為簡(jiǎn)便,與傳統(tǒng)續(xù)電保護(hù)相比功能更加強(qiáng)大,且安全性能更高。但不可否認(rèn)的是,目前我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境,還存在相應(yīng)的漏洞,且安全管理水平還相對(duì)缺乏。具體如下:
(1)安全管理體系的缺陷。電力自動(dòng)化繼電保護(hù)的安全管理工作,要得到有效運(yùn)行,還需要建立完善的安全管理體系,才能夠?qū)Ω黜?xiàng)管理工作進(jìn)行落實(shí)。然而,由于當(dāng)前我國(guó)的繼電保護(hù)安全體系還存在較多的問(wèn)題,且安全管理體系較為落后,不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的管理要求,導(dǎo)致安全管理落實(shí)效果較差,特別在安全管理人員上,其對(duì)安全管理任務(wù)的落實(shí)力度還不足,造成了續(xù)電保護(hù)安全管理效率一直得不到有效提高。
(2)安全管理人員綜合素養(yǎng)缺乏。繼電保護(hù)的安全管理工作,很大程度上依賴(lài)于安全管理工作者。但是,由于很多安全管理工作者缺乏綜合素養(yǎng),且安全管理的能力欠缺,導(dǎo)致管理缺陷,使得電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置運(yùn)行效率受到影響,并降低了設(shè)備的抗風(fēng)險(xiǎn)能力[1]。
(3)設(shè)備管理難度較大。在電力自動(dòng)化的繼電保護(hù)安全管理中,設(shè)備運(yùn)行還存在一定的缺陷,且設(shè)備管理難度較大,進(jìn)而導(dǎo)致系列故障的出現(xiàn)。其中,電流傳感器飽和便是一大問(wèn)題,由于電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,而相應(yīng)的續(xù)電保護(hù)卻沒(méi)有得到有效建設(shè),進(jìn)而導(dǎo)致電力系統(tǒng)短路電流增大,尤其是在較大短路電流次數(shù)的增加下,更是會(huì)導(dǎo)致電流的傳感器出現(xiàn)嚴(yán)重誤差,使得繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象,造成整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓;其次為二次回路老化問(wèn)題,當(dāng)前我國(guó)所使用的繼電保護(hù)多為老式的繼電器,因此在交流回路處很容易由于部件銹蝕老化等問(wèn)題最終導(dǎo)致該處接觸電阻較大,使續(xù)電保護(hù)拒動(dòng);另外,因?yàn)榄h(huán)狀供電網(wǎng)具有特殊的運(yùn)行方式,其負(fù)荷轉(zhuǎn)移會(huì)導(dǎo)致繼電器選擇性不能得到協(xié)調(diào),因此這個(gè)環(huán)節(jié)很少設(shè)置續(xù)電保護(hù),而是采用負(fù)荷開(kāi)關(guān),所以在故障發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致環(huán)狀供電網(wǎng)停電,且供電系統(tǒng)需要通過(guò)人工維修方式,進(jìn)而大大降低了工作效率,并加大了人工的工作強(qiáng)度[2]。
3 電力自動(dòng)化繼電保護(hù)安全管理措施
3.1 完善安全管理機(jī)制
要落實(shí)電力自動(dòng)化繼電保護(hù)的安全管理工作,就需要結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,制定出要針對(duì)性的管理機(jī)制,并對(duì)以往的安全管理機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化與完善。在安全管理機(jī)制的制定中,要進(jìn)行明確的權(quán)責(zé)分配,以確保各項(xiàng)安全管理工作都能夠在一個(gè)核心要素上開(kāi)展,讓安全管理人員充分意識(shí)到自身的安全管理責(zé)任,促使繼電保護(hù)的相關(guān)安全管理人員能夠貫徹落實(shí)自身的職責(zé),有效提高工作效率。同時(shí)要制定出有效的獎(jiǎng)勵(lì)懲罰制度,有效提高安全管理人員的責(zé)任感,讓其將實(shí)際工作與自身利益聯(lián)系起來(lái),進(jìn)而提高平安全管理效果,落實(shí)安全管理責(zé)任制度。
3.2 強(qiáng)化繼電設(shè)備調(diào)試與安裝
繼電保護(hù)的穩(wěn)定性、可靠性要求較高,所以,在選擇蓄電設(shè)備時(shí),一定要確保繼電保護(hù)的配置的質(zhì)量,確保其技術(shù)性、合理性能夠滿(mǎn)足繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行要求。在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行安裝、調(diào)試等過(guò)程中,要結(jié)合電力線(xiàn)路基本要求,來(lái)對(duì)其進(jìn)行有效的施工與管理,從安裝對(duì)系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)控,確保每一環(huán)節(jié)都能夠得到有效管理。此外,要Y合電力系統(tǒng)自動(dòng)化的建設(shè)特征,對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)加以聯(lián)合調(diào)試,并對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)督與管理,以保證調(diào)試結(jié)果的合格、合理。同時(shí),還需要對(duì)配電路內(nèi)的各種故障加以模擬分析,測(cè)試?yán)^電保護(hù)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種狀況,通過(guò)有效設(shè)置,確保繼電保護(hù)裝置中的各項(xiàng)邏輯回路具有穩(wěn)定性、正確性,且繼電保護(hù)能夠做出準(zhǔn)確的動(dòng)作,并對(duì)突發(fā)事件做出快速、準(zhǔn)確反應(yīng)。
3.3 電流傳感器的有效檢測(cè)監(jiān)測(cè)
在進(jìn)行斷路器的行程監(jiān)測(cè)時(shí),要選取光柵行程的傳感器,或是電阻行程的傳感器,其中傳感器所輸出的脈沖信號(hào),還需要通過(guò)光電隔離與邏輯處理,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整形處理及數(shù)據(jù)采集,才可以得到斷路器操作中的行程時(shí)間及其特性曲線(xiàn),從而對(duì)接觸頭的超行程及形成,還有分合閘的周期性加以精準(zhǔn)、及時(shí)地計(jì)算。在運(yùn)用行程曲線(xiàn)時(shí),可以計(jì)算出相應(yīng)的速度曲線(xiàn),同時(shí)還可計(jì)算出分后合前的十秒內(nèi)平均速度與速度平均值,之后再采用觸頭時(shí)間這一行程信號(hào),來(lái)對(duì)觸頭運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的不斷事件發(fā)生時(shí)間加以故障判斷。采用該方式能夠?qū)嗦菲鳈C(jī)械的磨損、變形、疲勞老化、生銹進(jìn)行有效診斷。因?yàn)楫?dāng)高壓斷路器在進(jìn)行操作時(shí),不同的機(jī)械零部件都會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦與碰撞,并會(huì)引發(fā)不同程度的振動(dòng)。因此,在對(duì)斷路器進(jìn)行操動(dòng)中號(hào)監(jiān)測(cè)時(shí),就能夠?qū)Ω邏簲嗦菲鳈C(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行診斷[3]。
3.4 提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性
要確保電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,還要保證電網(wǎng)相關(guān)的安全指標(biāo)與充足指標(biāo)能夠符合要求。這里的充足指標(biāo)主要要求電網(wǎng)內(nèi)需要有足夠的配電設(shè)備及輸電、發(fā)電設(shè)備,來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的用電需要。該指標(biāo)需要按照靜態(tài)或事故后的停運(yùn)狀態(tài)來(lái)加以分析,也就是查看中樞點(diǎn)電壓波動(dòng)是否越限、元件是否過(guò)負(fù)荷,是一種電網(wǎng)靜態(tài)狀況的檢測(cè)。安全性表示的是在電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí),需要承受的能力,也就是對(duì)任何一種擾動(dòng)發(fā)出的反應(yīng)力,包括局部擾動(dòng)及大面積擾動(dòng),或是在失去最主要電源時(shí),對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)狀況的檢測(cè)。大電網(wǎng)的安全性,應(yīng)該利用系列準(zhǔn)則加以評(píng)估,若評(píng)估為可承受特定的事件條件,就可以認(rèn)定為電網(wǎng)較可靠,如單相或是三相的接地短路故障,及單一線(xiàn)路的檢修而另一條線(xiàn)路故障等。從電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響看,如果其充足性不符合要求,就會(huì)致使局部電力出現(xiàn)不足;而若是安全性不足,還會(huì)導(dǎo)致停電事件的發(fā)生,嚴(yán)重時(shí)甚至還要致使整個(gè)電力系統(tǒng)都出現(xiàn)癱瘓。所以,提高電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性就顯得尤為重要[4]。
4. 結(jié)束語(yǔ)
電力自動(dòng)化繼電保護(hù)設(shè)備是電力系統(tǒng)得以安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),因此,電力企業(yè)要對(duì)當(dāng)前存在的安全管理問(wèn)題進(jìn)行深入的分析,并結(jié)合問(wèn)題制定出針對(duì)性的措施,提高續(xù)電保護(hù)設(shè)備的建設(shè),對(duì)各個(gè)層級(jí)的運(yùn)行狀況進(jìn)行嚴(yán)格地把關(guān),才能夠提高繼電保護(hù)的安全性能,推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]譚端鑌.電力自動(dòng)化繼電保護(hù)安全管理探討[J].通訊世界,2014,(15):113-114.
[關(guān)鍵詞]地鐵供電系統(tǒng);地鐵中壓配電網(wǎng)絡(luò)
中圖分類(lèi)號(hào):U223.63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)29-0389-01
一、地鐵中壓配電網(wǎng)絡(luò)
(1)集中供電方式
根據(jù)用電容量和線(xiàn)路長(zhǎng)短,在地鐵沿線(xiàn)設(shè)置專(zhuān)用的主變電所,這種由主變電所構(gòu)成的供電方案,稱(chēng)為集中式供電。集中式供電方案下的配壓電網(wǎng)絡(luò)可分為牽引-降壓獨(dú)立配電網(wǎng)絡(luò)和牽引-降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)兩種形式。
①牽引―降壓獨(dú)立配電網(wǎng)絡(luò)
牽引―降壓獨(dú)立配電網(wǎng)絡(luò)即牽引配電網(wǎng)絡(luò)和降壓配電網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立的中壓網(wǎng)絡(luò)形式。對(duì)于牽引―降壓獨(dú)立網(wǎng)絡(luò),牽引配電網(wǎng)絡(luò)和降壓配電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)不同,牽引配電網(wǎng)絡(luò)電壓為35KV,降壓配電網(wǎng)絡(luò)電壓為10KV。
②牽引-降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)
牽引-降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)是指牽引配電網(wǎng)絡(luò)和降壓配電網(wǎng)絡(luò)公用的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中壓網(wǎng)絡(luò)形式。當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)采用牽引―降壓混合變電所。牽引-降壓混合配電網(wǎng)絡(luò)電壓可以為35KV或10KV,因35KV輸電容量大、距離長(zhǎng),故一般采用35KV級(jí)。
(2)分散供電方式
根據(jù)城市電網(wǎng)的特點(diǎn),在地鐵沿線(xiàn)直接由城市電網(wǎng)引入多路電源構(gòu)成的供電形式,成為分散式供電。這種供電方式的電壓一般為10KV,要求的接線(xiàn)方式有一下四種。
①全線(xiàn)的牽引―降壓混合變電所、降壓變電所被分成若干分區(qū),每個(gè)分區(qū)一般不超過(guò)3個(gè)車(chē)站;每一個(gè)分區(qū)均從城市電網(wǎng)就近引入兩路10KV電源,兩路電源可以來(lái)自不同的地區(qū)變電所,也可以來(lái)自同一地區(qū)變電所的不同母線(xiàn);中壓配電網(wǎng)絡(luò)采用雙環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式;兩個(gè)相鄰分區(qū)之間通過(guò)兩路環(huán)網(wǎng)電纜聯(lián)絡(luò)。
②全線(xiàn)的牽引―降壓混合變電所,每?jī)蓚€(gè)分成一組。每一組均從城市電網(wǎng)引入兩路來(lái)自不同地區(qū)變電所的10KV電源,分別作為兩個(gè)牽引―降壓混合變電所的主電源,同時(shí)同一組的兩個(gè)牽引―降壓混合變電所之間設(shè)雙路聯(lián)絡(luò)電纜,實(shí)現(xiàn)電源互為備用;相鄰兩組牽引―降壓混合變電所之間設(shè)單路聯(lián)絡(luò)電梯,增加系統(tǒng)的供電可靠性;無(wú)牽引變電所的車(chē)站,其降壓變電所的10KV電源可由相鄰牽引―降壓混合變電所的兩段10KV母線(xiàn)提供。
③全線(xiàn)除末端牽引―降壓混合變電所從城市電網(wǎng)直接引入兩路10KV電源以外,其余牽引―降壓混合變電所均從城市電網(wǎng)引入一路10KV電源,這路電源既是本變電所的主電源,又是相鄰變電所的備用電源。
④全線(xiàn)設(shè)有若干座電源開(kāi)閉所,每座開(kāi)閉所由城市電網(wǎng)的不同地區(qū)變電所引來(lái)兩路10KV電源,開(kāi)閉所可以與車(chē)站變電所合建。全線(xiàn)的牽引―降壓混合變電所、降壓變電所被分成若干個(gè)分區(qū),每個(gè)分區(qū)一般不超過(guò)4個(gè)車(chē)站,每個(gè)分區(qū)由一個(gè)電源開(kāi)閉所供電。在兩個(gè)相鄰電源開(kāi)閉所之間,設(shè)置起聯(lián)絡(luò)作用的牽引―降壓混合變電所,其電源分別來(lái)自其兩側(cè)的電源開(kāi)閉所,并通過(guò)在這種變電所的母線(xiàn)段上設(shè)置與電源開(kāi)閉所間的專(zhuān)用聯(lián)絡(luò)電纜,將相鄰的兩個(gè)電源開(kāi)閉所聯(lián)系起來(lái)。
(3)混合供電方式
將集中式供電與分散式供電結(jié)合起來(lái)構(gòu)成的供電方式成為混合供電。這種方式一般以集中式供電為主,個(gè)別地段引入城市電網(wǎng)電源作為集中式供電的補(bǔ)充,使中壓配電網(wǎng)絡(luò)更加完善和可靠。
二、降壓變電所
(1)降壓變電所的設(shè)置與形式
根據(jù)不同的地鐵車(chē)站,降壓變電所可采用多種型式。
①一所型式
車(chē)站只設(shè)一座降壓變電所,位于重負(fù)荷一端。車(chē)站所有重要的一、二級(jí)負(fù)荷及容量較大的三級(jí)負(fù)荷均從所內(nèi)以放射式供。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)的地下雙層車(chē)站,降壓變電所送出回路在80-90個(gè)。
②一主所一跟隨所型式
在車(chē)站一端設(shè)一座主降壓變電所,另一端設(shè)一座跟隨式降壓變電所(跟隨所電源引自設(shè)在主降壓變電所的高壓開(kāi)關(guān)室)。主所、跟隨所的高壓進(jìn)線(xiàn)均為兩路獨(dú)立電源,引自不同的饋線(xiàn)回路,互不干涉,即為并列關(guān)系的兩座降壓變電所。因此,兩者低壓間亦不存在聯(lián)系,各負(fù)擔(dān)本端的負(fù)荷用電。
③一所一室型式
在車(chē)站一端設(shè)一座降壓變電所,另一端設(shè)一座低壓配電室。與一主所一跟隨所型式不同的是,低壓配電室替代了跟隨所。以車(chē)站中心分界,降壓變電所與低壓配電室各負(fù)責(zé)本端的負(fù)荷供電(除單臺(tái)容量較大的設(shè)備外)。低壓配電室的電源引自降壓變電所低壓側(cè),因此兩者的一、二級(jí)負(fù)荷母線(xiàn)為并列關(guān)系。
(2)降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)
①主接線(xiàn)
降壓變電所一般設(shè)在車(chē)站的負(fù)荷中心,擔(dān)負(fù)本車(chē)站和相鄰區(qū)間的全部動(dòng)力、照明用電。地鐵動(dòng)力、照明負(fù)荷大多味一、二級(jí)負(fù)荷,因?yàn)榻祲鹤冸娝仨毎磧陕藩?dú)立電源供電設(shè)計(jì)。
②控制、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置
a.降壓變電所35(10)KV斷路器采用SCADA遠(yuǎn)動(dòng)控制、變電所集中控制和地控制;0.4KV進(jìn)線(xiàn)、斷路器和三級(jí)負(fù)荷總開(kāi)關(guān)采用SCADA遠(yuǎn)動(dòng)控制和就地控制;自動(dòng)扶梯饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)帶脫扣期,按鈕與FAS系統(tǒng)輸出繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)并聯(lián),以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)情況下FAS系統(tǒng)可將其斷開(kāi)。
b.繼電保護(hù)
繼電保護(hù)要滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性、速凍性要求,并力求簡(jiǎn)化保護(hù)配置;供電系統(tǒng)各級(jí)保護(hù)應(yīng)考慮配合關(guān)系。
降壓變電所35(10)KV系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置采用微機(jī)型綜合保護(hù)測(cè)控單元,實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)量、信息采集與控制、開(kāi)關(guān)間的互鎖與聯(lián)動(dòng)、通信等功能,通過(guò)光纖以太網(wǎng)絡(luò)接口接入全所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并上傳至控制中心,保護(hù)功能具有獨(dú)立性,不依賴(lài)與網(wǎng)絡(luò)。
c.自動(dòng)裝置
35(10)KV、0.4KV短路器設(shè)置自動(dòng)投入裝置/功能,自動(dòng)投切功能可在當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方進(jìn)行投入/退出。交流所用電斷路器設(shè)置自動(dòng)投入、進(jìn)線(xiàn)設(shè)來(lái)電自復(fù)功能。直流所用電的兩路交流進(jìn)線(xiàn)設(shè)置自動(dòng)投入功能。
③測(cè)量和計(jì)量
變電所的所有測(cè)量和計(jì)量均在開(kāi)關(guān)柜當(dāng)?shù)仫@示并通過(guò)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將主要數(shù)據(jù)送到控制中心。
④功率因素補(bǔ)償
變電所采用低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償方式,每段0.4KV母線(xiàn)上裝設(shè)電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行武功功率補(bǔ)償,使補(bǔ)償后的功率因數(shù)大于0.9。
⑤所用電系統(tǒng)
a.交流所用電系統(tǒng)
交流所用電系統(tǒng)由降壓變電所0.4KV兩段母線(xiàn)分別引入相互獨(dú)立的兩路電源,作為交流所用電系統(tǒng)的進(jìn)線(xiàn)電源,兩路電源互為備用。
b.直流所用電系統(tǒng)
直流所用電系統(tǒng)用于提供降壓變電所控制、操作、繼保電源及事故照明電源。
⑥過(guò)電壓保護(hù)、防雷與接地
a.過(guò)電壓保護(hù)
供電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)遭受暫態(tài)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓的侵襲,使設(shè)備絕緣直接破壞或不斷劣化,最終引發(fā)事故。
b.防雷與接地
考慮雷電過(guò)電壓下的絕緣配合合理,受避雷器保護(hù)的設(shè)備,其額定雷電沖擊耐受電壓不低于避雷器的雷電沖擊保護(hù)電壓乘以配合因數(shù)KC,一般取KC≥14。接地網(wǎng)的接地電阻小于0.5歐姆;降壓變電所內(nèi)做局部等電位連接。
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):全國(guó)優(yōu)秀科技期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)