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摘要:配电系统作为构建坚强智能电网的六大核心步骤的一个方面,是坚强智能电网的关键根基以及重要内容。依照先进国家的科学做法,先进的配电网自动化系统是增强配电网监管能力,提升供电水平、质量及稳定性,达到科学经济运转的前提,也是实现智能配电网目标的关键。针对配电自动化改造中存在的问题,结合实际情况提出相应的解决方案。
关键词:配电自动化;改造问题;解决方案
1配电自动化系统概述
配电网自动化系统重点是由其主站系统、子站(能够选择)、通讯网络系统及配电终端组合而成,通过信息交换总线实现与其他相关应用系统的互联,如网络化生产应急抢修指挥平台、调度自动化系统等。各组成部分的功能如下:(1)配电子站属于主系统及配电终端设施间的中间层面,依照配电自动化系统分层构成的状况而选用,配电子站往往借助通讯集成,也能够依照需求达到区域监控效能;(2)配电自动化主站系统负责进行数据搜集、信息储存、人机关联,并提供各种应用效能;(3)配电终端作为装配在用电设施运转现场的自动设施,依照实际的运用对象选用相关类别。(4)通信渠道是实现配电主站系统、子站及配电终端之间的数据信息输送的通讯网络系统。配电网自动化系统得到初步应用,但经过几年的实际运行,还存在以下主要问题:(1)配电网基础还很薄弱,城区电网结构不清晰,线路间的负荷转移能力差。(2)配电自动化主站的功能需要进一步优化。一是基本功能应用不足,开关遥控使用率低,配电网设备监控等功能没有发挥实际作用;二是高级功能实用性不强,一些先进的功能不能适应配电网灵活多变的特征,在实际应用中效果较差。(3)终端和通信设备的可靠性有待进一步提高,配网终端设备的环境适应能力差,故障发生率较高。(4)供电可靠性需进一步提升。
2配电自动化改造中存在的问题
2.1一次网架结构有待优化
某试点区域内少数线路负荷增长快速,有8条线路在负荷高峰期间不能满足N-1,符合要求线路比例仅是95%,改善网架结构以满足供电可靠性是必须的。试点区域内少数地段缺少双路电源条件,网架接线以单“Π”接线方式为主,需要进行网架补强性改造以补强为双电源双“Π”接线方式。部分混合网架由于历史原因或季节性负荷分流导致接线错综复杂,通过电缆将不同的架空线路多点联络,线路供电范围紊乱,不利于运行管理,需要对网架进行简化接线改造和进一步梳理,对存在的少数架空线路结合市政建设逐步实施“上改下”改造,同时进行架构改接,努力靠拢使其符合高可靠性的要求。
2.2一次设备性能和自动化设备覆盖率亟需提升
某试点区域内部分10kV环网开关柜投入时间较早,其中投入时间早于2000年的开关站多达17座,已达到或接近15年的设备运行使用年限,性能已明显下降,外壳锈蚀严重,发生设备故障和线路跳闸的概率大大增加,需要及时更换设备。一些运行环境恶劣的环网柜本体受潮锈蚀严重,操作机构不灵活,臭氧味道浓重,且柜内开关桩头绝缘材料氧化、龟裂严重,存在设备故障隐患,不仅影响配网自动化改造,而且极易发生故障,更换柜体迫在眉睫,如天工站。另外,部分开关站使用时间长,功能较为落后,无法实现某些远程操作的要求,需要更换成具备自动化功能的或满足电动机构安装要求的开关柜。
2.3停电时间问题
配电自动化改造的原则为不影响配电网的正常运行,这就要求配电自动化改造的停电时间要尽可能短,特别是在单电源供电的区域,配电自动化改造将对用户造成长时间停电。对停电时间有影响的改造工作主要有:环网柜本体改造(包括加装电动操作机构、更换气体压力表计和二次改接线等)、DTU和环网柜之间的二次接线和与主站的传动试验等。且由于部分环网箱和环网室空间狭小,环网柜改造厂家和DTU接线人员可能无法同时施工作业。特别是整个配电自动化改造工程站点众多,环网柜本体改造时,DTU可能无法及时到货就位。在单电源供电的区域内,这些都会造成改造环网箱或环网室供电区域的长时间停电。
3配电自动化改造问题的解决方案
3.1配网网架结构补强
(1)用电量较大的区域电能可以由多个电源供应,并改善网络架构使用电需求得到可靠保证,使管辖范围内供电网络架构可靠性满足规定。(2)把单环网线路改造为多网络下两个供电端的架构。尽可能减少线路单“Π”模式或单“T”模式,通过线路梳理、改接和新增开关站II段等方式改造为双“Π”型接线方式,有条件的区域甚至可以形成双“T”型、“H”型接线方式以提高供电能力。(3)简化复杂接线方式。对复杂多联络的线路进行简化改造,梳理网架,消除混合线路和单环网接线,尽可能形成双电源双环网接线模式,有条件电力网络形成双T模式、H模式,改善网架可靠和操作形式多样性。同时结合市政上改下工程,将仅存不多的架空线路改成电缆运行。
3.2一次设备性能提升
(1)依照国内配电自动化的相关规范,对城南局管辖范围下操作条件较差的设施和站点进行升级和提升。按照统一的设计规范对开关站的电缆管沟、墙面、照明、防火、盖板、通风设施、模拟图板、门窗、站牌进行大修或更新,同时增设文件柜、安全操作规范提醒等现场管理设施。经过标准化改造后的开关站,面貌焕然一新,不仅防潮问题得到了较好的解决,而且运行维护管理更加规范,为设备的安全可靠运行创造了良好的条件。(2)对涉及特别重要用户供电电源线路来源进行出线柜更换断路器柜改造。相比更换前的设备,断路器柜能够通过时限设置更快地将故障隔离,避免越级跳闸,不中断非故障区域的电能输送,从而大大保障配电环内用户对不间断电能供应的需求。
3.3停电时间问题的解决方案
第一,采用航空插针。采用航空插针可以将环网柜改造和DTU接线有机的分割开来,具体方案是在环网柜和DTU二次连接中间加人航空插针公插和母插,或者直接将母插做在DTU柜体内。在环网柜改造时,将带航空插针的电缆连接到环网柜端子排上,在DTU接线施工人员或DTU没有到位之前,环网柜改造完后可先恢复供电,减少停电时间。第二,整组轮换方案。对于无法改造或改造困难,造成长时间停电的环网箱,采取整套轮换的方式,可选择原址更换或附近新建土建基础,更换后改接一次电缆,以减少停电时间。同时换下来的环网箱可返厂完成配电自动化改造,完成后再替换其他环网柜。第三,规范化模拟调试。传统调试方法是在设备安装完成后进行调试,在配电自动化改造中增加了停电时间。针对这个问题,可采取规范化的配电自动化改造模拟调试,搭建模拟调试平台,购置专用调试设备,如通信规约一致性测试系统等。
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