10kv環(huán)網(wǎng)配電線路的自動(dòng)化改造
10kv配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)功能,在數(shù)據(jù)采集層面,該系統(tǒng)可支持配電子站與環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用,使之具備數(shù)據(jù)通信、處理、交換等功能。在實(shí)時(shí)監(jiān)控與操作層面,該系統(tǒng)的故障恢復(fù)策略,具有智能及靈活特點(diǎn),可提供多樣化的恢復(fù)方案,有效輔助人工操作,并規(guī)避直接控制問(wèn)題,對(duì)多點(diǎn)故障進(jìn)行處理。在電纜化線路層面,該系統(tǒng)可設(shè)置特定功能。
配電網(wǎng)廠站及終端設(shè)備自動(dòng)化
(1)配置原則。在 10 kV 配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中,探析常見(jiàn)的電纜故障,應(yīng)包括電纜饋線故障、溝道敷設(shè)電纜故障、直埋電纜外力破壞事故、用戶側(cè)故障等。在配電網(wǎng)中,主要故障類型為用戶側(cè)故障,如過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷等。依據(jù)電纜化配電網(wǎng)故障特點(diǎn),相應(yīng)的自動(dòng)化配置及功能,需要進(jìn)行科學(xué)設(shè)置及調(diào)整,使之滿足實(shí)際應(yīng)用需求。探析配網(wǎng)自動(dòng)化的主要目標(biāo),就是保證配電網(wǎng)具備正常的運(yùn)行監(jiān)測(cè)、調(diào)度控制、生產(chǎn)管理等功能,相應(yīng)的配置及功能也應(yīng)以此為依據(jù)。對(duì)于用戶側(cè)設(shè)備而言,應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息準(zhǔn)確上報(bào)等功能。對(duì)于系統(tǒng)而言,應(yīng)具備故障用戶線路判斷、故障區(qū)段判斷等功能,進(jìn)而采取便捷可靠方式進(jìn)行故障排除,切實(shí)保證供電質(zhì)量。
(2)變電站及開(kāi)閉所自動(dòng)化。在10kv電纜配網(wǎng)中,變電站及開(kāi)閉所作為電源點(diǎn),屬于重點(diǎn)的自動(dòng)化改造項(xiàng)目。在變電站自動(dòng)化改造中,應(yīng)采用綜合自動(dòng)化裝置,使變電站饋線信息,如遙測(cè)、故障等,傳輸至配網(wǎng)調(diào)度主站,進(jìn)而促進(jìn)運(yùn)行監(jiān)測(cè)工作。在配網(wǎng)調(diào)度中心,應(yīng)設(shè)置變電站饋線的出線調(diào)度開(kāi)關(guān),以便于實(shí)現(xiàn)故障的統(tǒng)一調(diào)度及處理。同時(shí),在變電站操作層面,應(yīng)依據(jù)配網(wǎng)調(diào)度指令進(jìn)行相關(guān)操作。在開(kāi)閉所自動(dòng)化改造中,若開(kāi)閉所采用了斷路器,就應(yīng)選擇綜合自動(dòng)化裝置,將諸多信息,如遙測(cè)、故障等,接入配電調(diào)度主站,使主站具備遠(yuǎn)程調(diào)度及遙控功能。若開(kāi)閉所采用了負(fù)荷開(kāi)關(guān),就應(yīng)選擇環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)測(cè)裝置,將遙測(cè)、故障等信息上報(bào)。同時(shí),探析負(fù)荷開(kāi)關(guān)構(gòu)成,應(yīng)包括熔斷器,而熔斷器配備輔助接點(diǎn),一旦發(fā)生熔斷情況,就可實(shí)現(xiàn)信息上報(bào)。
(3)環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化。在環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化改造中,相關(guān)人員應(yīng)明確環(huán)網(wǎng)柜的工作性能。對(duì)于饋線而言,環(huán)網(wǎng)柜是其分段及互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)。同時(shí),在環(huán)網(wǎng)自動(dòng)化改造中,環(huán)網(wǎng)柜是終端現(xiàn)場(chǎng)。在用戶室及環(huán)網(wǎng)柜改造中,若用戶室及環(huán)網(wǎng)柜采用了斷路器,就應(yīng)選擇綜合自動(dòng)化裝置。依據(jù)用戶室及環(huán)網(wǎng)柜實(shí)際情況,若不適合安裝綜合自動(dòng)化裝置,可采用DTU 裝置。如此,諸多信息,如遙測(cè)、故障等,均可接入配網(wǎng)調(diào)度子站及主站,使主站具備調(diào)度及遙控功能。若環(huán)網(wǎng)柜采用負(fù)荷開(kāi)關(guān),就應(yīng)選擇 DTU 裝置,致力于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、故障等信息的上傳及監(jiān)測(cè)。
對(duì)于負(fù)荷開(kāi)關(guān),所配備的熔斷器,應(yīng)具備輔助接點(diǎn),一旦發(fā)生熔斷情況,就可上報(bào)信息,進(jìn)而判斷故障。探析負(fù)荷開(kāi)關(guān)構(gòu)成,應(yīng)具備電動(dòng)操作機(jī)構(gòu),以便于主站調(diào)度遙控開(kāi)閉所。探析 DTU 裝置的主要功能,不僅包括信息上傳功能,還應(yīng)包括故障線路指示功能,進(jìn)而促進(jìn)故障檢修作業(yè)。
(4)環(huán)網(wǎng)柜與 DTU 接口。在環(huán)網(wǎng)柜開(kāi)關(guān)中,應(yīng)增設(shè)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu),而操作電源選擇,可為 DC24 V 等。對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備,環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)預(yù)留安裝位置,以便于 DTU 及 PT 的安裝作業(yè)。在環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線側(cè),可增設(shè)環(huán)氧樹(shù)脂干式 PT 及裙帶熔斷器,作為電源及測(cè)量使用。探析 PT 裝置的電源輸出為 AC220 V、視在功率 800 VA、測(cè)量輸出 AC 100 V。
在 PT 裝置安裝中,應(yīng)采用封閉安裝形式,切實(shí)保證運(yùn)行安全,并促進(jìn)維護(hù)操作。在環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化改造中,應(yīng)在停電后執(zhí)行加裝電池操作,并保證電池容量符合時(shí)間要求。對(duì)于每個(gè)環(huán)網(wǎng)柜開(kāi)關(guān),應(yīng)提供位置及接地刀輔助接點(diǎn)。對(duì)于負(fù)荷開(kāi)關(guān),所配套的熔斷器,應(yīng)提供輔助接點(diǎn)。對(duì)于每條進(jìn)出線,應(yīng)增設(shè)兩相保護(hù) CT,并保證精度為 2~5 級(jí)。在環(huán)網(wǎng)柜與 DTU 安裝時(shí),應(yīng)做好接地工作,并保證接地電阻小于 10 Ω 。
(5)電纜溝道監(jiān)測(cè)。探析配電網(wǎng)電纜的敷設(shè)方式,一般為溝道敷設(shè)、直埋等,可有效保證電纜線路運(yùn)行質(zhì)量。在實(shí)際運(yùn)行中,諸多線路故障均由外力破壞引發(fā)。在 10 kV 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,應(yīng)強(qiáng)化電纜運(yùn)行監(jiān)測(cè)功能。在電纜接頭溫度監(jiān)測(cè)中,相關(guān)人員應(yīng)明確電纜故障的多發(fā)點(diǎn),就在于電纜接頭及開(kāi)關(guān)刀口,應(yīng)在相應(yīng)位置安裝溫度傳感器,并將信息接入 DTU。如此,通過(guò)配電自動(dòng)化裝置,相關(guān)故障信息就可上傳至主站,并顯示報(bào)警信息,以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱點(diǎn),進(jìn)而消除電纜隱患,切實(shí)保證電纜運(yùn)行質(zhì)量。在電纜溝道監(jiān)測(cè)中,相關(guān)人員應(yīng)裝設(shè)紅外感應(yīng)器等裝置,進(jìn)而監(jiān)視溝道內(nèi)人員的活動(dòng)情況,并將信息接入 DTU。由此,相關(guān)信息上傳主站,就可顯示報(bào)警。
電纜化線路自動(dòng)化通信方案
(1)復(fù)合光纜通信方案。城市配電網(wǎng)電纜化進(jìn)程不斷加快,諸多自動(dòng)化系統(tǒng)趨于完善。針對(duì) 10kV 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行通信通道改造。
在電纜化改造工程中,對(duì)于架空光纜及電纜,應(yīng)采用溝道敷設(shè)形式進(jìn)行改造作業(yè)。究其原因,就在于該方式可靠性高且便于維護(hù)。在 220 kV 電纜工程改造中,采用了復(fù)合光纜產(chǎn)品,其造價(jià)成本較低,可將之推廣到 10 kV 電纜改造中。由此,在配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中,該系統(tǒng)的通信組織更為便捷可靠,并保證造價(jià)低廉。探析光纖自愈環(huán)網(wǎng)類型,應(yīng)包括單環(huán)網(wǎng)及雙環(huán)網(wǎng)。在理論上,相較于單環(huán)網(wǎng),雙環(huán)網(wǎng)的可靠性更高,但設(shè)備造價(jià)較高,且多占用一倍的光纖資源。在配電子站與 DTU/FTU 之間,其通信方式,應(yīng)采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)方式,其接口RS-232/458、速率 600~19 200 bit/s、通信規(guī)約IEC60870-5-101。在配電子站及 DTU/FTU 中,應(yīng)配備自愈型光 Modem,并保證每個(gè)光纖 Modem 具有 4個(gè)以上 RS-232/458 端口,其中一個(gè)用于集結(jié) DTU/FTU 信息,而其余端口可用于溫度監(jiān)測(cè)。由此,一旦光環(huán)出現(xiàn)斷點(diǎn),相關(guān)信息就可傳至配電子站,進(jìn)而提升系統(tǒng)可靠性。
(2)載波通信方案。借助電力電纜屏蔽層,載波通信可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,并不需要敷設(shè)通信電纜,也不需要構(gòu)建無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。由此,在配電自動(dòng)化通信改造中,載波通信方案成為可選方案之一。在城市配電電纜網(wǎng)絡(luò)中,探析常用的環(huán)網(wǎng)供電方式,即為“手拉手”方式。探析中壓“手拉手”環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),就是將電力電纜分成多段,使之組成環(huán)網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。無(wú)論是在電纜分段處,還是在電纜分支箱處,都需要對(duì)電纜屏蔽層進(jìn)行接地處理。由此,對(duì)于電纜屏蔽層載波通信而言,若要跨越電纜分段處及電纜分支箱處,就要面臨“信號(hào)接地短路”問(wèn)題,將嚴(yán)重影響配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。通常情況下,相應(yīng)的技術(shù)方案,可分為兩種,其一為載波組網(wǎng)通信,可利用電力電纜屏蔽層高頻網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn),其二為分級(jí)組網(wǎng),可利用載波中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
在配電網(wǎng)電纜線路改造中,相關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè),使之服務(wù)于配電網(wǎng)生產(chǎn)管理,并解決城鄉(xiāng)電網(wǎng)薄弱問(wèn)題。在架空線路改造試驗(yàn)中,應(yīng)設(shè)立遠(yuǎn)程工作站,使相關(guān)人員及時(shí)掌握電纜運(yùn)行情況。在電纜化配網(wǎng)取得階段性成果時(shí),應(yīng)將遠(yuǎn)程工作站升級(jí)為集控站,使之具備管理及調(diào)度功能,其運(yùn)行方式類似于開(kāi)閉所集控站,可有效調(diào)度管理環(huán)網(wǎng)柜出線。