10kv環(huán)網(wǎng)配電線(xiàn)路的自動(dòng)化改造
10kv配電線(xiàn)路自動(dòng)化系統功能,在數據采集層面,該系統可支持配電子站與環(huán)網(wǎng)柜監測裝置的應用,使之具備數據通信、處理、交換等功能。在實(shí)時(shí)監控與操作層面,該系統的故障恢復策略,具有智能及靈活特點(diǎn),可提供多樣化的恢復方案,有效輔助人工操作,并規避直接控制問(wèn)題,對多點(diǎn)故障進(jìn)行處理。在電纜化線(xiàn)路層面,該系統可設置特定功能。
配電網(wǎng)廠(chǎng)站及終端設備自動(dòng)化
(1)配置原則。在 10 kV 配電線(xiàn)路自動(dòng)化系統運行中,探析常見(jiàn)的電纜故障,應包括電纜饋線(xiàn)故障、溝道敷設電纜故障、直埋電纜外力破壞事故、用戶(hù)側故障等。在配電網(wǎng)中,主要故障類(lèi)型為用戶(hù)側故障,如過(guò)電流、過(guò)負荷等。依據電纜化配電網(wǎng)故障特點(diǎn),相應的自動(dòng)化配置及功能,需要進(jìn)行科學(xué)設置及調整,使之滿(mǎn)足實(shí)際應用需求。探析配網(wǎng)自動(dòng)化的主要目標,就是保證配電網(wǎng)具備正常的運行監測、調度控制、生產(chǎn)管理等功能,相應的配置及功能也應以此為依據。對于用戶(hù)側設備而言,應具備實(shí)時(shí)監測、信息準確上報等功能。對于系統而言,應具備故障用戶(hù)線(xiàn)路判斷、故障區段判斷等功能,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)化改造項目。在變電站自動(dòng)化改造中,應采用綜合自動(dòng)化裝置,使變電站饋線(xiàn)信息,如遙測、故障等,傳輸至配網(wǎng)調度主站,進(jìn)而促進(jìn)運行監測工作。在配網(wǎng)調度中心,應設置變電站饋線(xiàn)的出線(xiàn)調度開(kāi)關(guān),以便于實(shí)現故障的統一調度及處理。同時(shí),在變電站操作層面,應依據配網(wǎng)調度指令進(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,就應選擇綜合自動(dòng)化裝置,將諸多信息,如遙測、故障等,接入配電調度主站,使主站具備遠程調度及遙控功能。若開(kāi)閉所采用了負荷開(kāi)關(guān),就應選擇環(huán)網(wǎng)柜監測裝置,將遙測、故障等信息上報。同時(shí),探析負荷開(kāi)關(guān)構成,應包括熔斷器,而熔斷器配備輔助接點(diǎn),一旦發(fā)生熔斷情況,就可實(shí)現信息上報。
(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)人員應明確環(huán)網(wǎng)柜的工作性能。對于饋線(xiàn)而言,環(huán)網(wǎng)柜是其分段及互聯(lián)的節點(diǎn)。同時(shí),在環(huán)網(wǎng)自動(dòng)化改造中,環(huán)網(wǎng)柜是終端現場(chǎng)。在用戶(hù)室及環(huán)網(wǎng)柜改造中,若用戶(hù)室及環(huán)網(wǎng)柜采用了斷路器,就應選擇綜合自動(dòng)化裝置。依據用戶(hù)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、故障等,均可接入配網(wǎng)調度子站及主站,使主站具備調度及遙控功能。若環(huán)網(wǎng)柜采用負荷開(kāi)關(guān),就應選擇 DTU 裝置,致力于實(shí)現遙測、故障等信息的上傳及監測。
對于負荷開(kāi)關(guān),所配備的熔斷器,應具備輔助接點(diǎn),一旦發(fā)生熔斷情況,就可上報信息,進(jìn)而判斷故障。探析負荷開(kāi)關(guān)構成,應具備電動(dòng)操作機構,以便于主站調度遙控開(kāi)閉所。探析 DTU 裝置的主要功能,不僅包括信息上傳功能,還應包括故障線(xiàn)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,應增設電動(dòng)操作機構,而操作電源選擇,可為 DC24 V 等。對于自動(dòng)化設備,環(huán)網(wǎng)柜應預留安裝位置,以便于 DTU 及 PT 的安裝作業(yè)。在環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線(xiàn)側,可增設環(huán)氧樹(shù)脂干式 PT 及裙帶熔斷器,作為電源及測量使用。探析 PT 裝置的電源輸出為 AC220 V、視在功率 800 VA、測量輸出 AC 100 V。
在 PT 裝置安裝中,應采用封閉安裝形式,切實(shí)保證運行安全,并促進(jìn)維護操作。在環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化改造中,應在停電后執行加裝電池操作,并保證電池容量符合時(shí)間要求。對于每個(gè)環(huán)網(wǎng)柜開(kāi)關(guān),應提供位置及接地刀輔助接點(diǎn)。對于負荷開(kāi)關(guān),所配套的熔斷器,應提供輔助接點(diǎn)。對于每條進(jìn)出線(xiàn),應增設兩相保護 CT,并保證精度為 2~5 級。在環(huán)網(wǎng)柜與 DTU 安裝時(shí),應做好接地工作,并保證接地電阻小于 10 Ω 。
(5)電纜溝道監測。探析配電網(wǎng)電纜的敷設方式,一般為溝道敷設、直埋等,可有效保證電纜線(xiàn)路運行質(zhì)量。在實(shí)際運行中,諸多線(xiàn)路故障均由外力破壞引發(fā)。在 10 kV 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統設計中,應強化電纜運行監測功能。在電纜接頭溫度監測中,相關(guān)人員應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,應在相應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,并顯示報警信息,以便于及時(shí)發(fā)現設備發(fā)熱點(diǎn),進(jìn)而消除電纜隱患,切實(shí)保證電纜運行質(zhì)量。在電纜溝道監測中,相關(guān)人員應裝設紅外感應器等裝置,進(jìn)而監視溝道內人員的活動(dòng)情況,并將信息接入 DTU。由此,相關(guān)信息上傳主站,就可顯示報警。
電纜化線(xiàn)路自動(dòng)化通信方案
(1)復合光纜通信方案。城市配電網(wǎng)電纜化進(jìn)程不斷加快,諸多自動(dòng)化系統趨于完善。針對 10kV 配電電纜網(wǎng)自動(dòng)化系統,應進(jìn)行通信通道改造。
在電纜化改造工程中,對于架空光纜及電纜,應采用溝道敷設形式進(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。在 220 kV 電纜工程改造中,采用了復合光纜產(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)化系統中,該系統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(lèi)型,應包括單環(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、通信規約IEC60870-5-101。在配電子站及 DTU/FTU 中,應配備自愈型光 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 DTU/FTU 信息,而其余端口可用于溫度監測。由此,一旦光環(huán)出現斷點(diǎn),相關(guān)信息就可傳至配電子站,進(jìn)而提升系統可靠性。
(2)載波通信方案。借助電力電纜屏蔽層,載波通信可進(jìn)行數據傳輸,并不需要敷設通信電纜,也不需要構建無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統。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)結構,就是將電力電纜分成多段,使之組成環(huán)網(wǎng)鏈結構。無(wú)論是在電纜分段處,還是在電纜分支箱處,都需要對電纜屏蔽層進(jìn)行接地處理。由此,對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“信號接地短路”問(wèn)題,將嚴重影響配電自動(dòng)化數據的傳輸質(zhì)量。通常情況下,相應的技術(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)橋實(shí)現,其二為分級組網(wǎng),可利用載波中繼技術(shù)實(shí)現。
在配電網(wǎng)電纜線(xiàn)路改造中,相關(guān)部門(mén)應加強自動(dòng)化系統建設,使之服務(wù)于配電網(wǎng)生產(chǎn)管理,并解決城鄉電網(wǎng)薄弱問(wèn)題。在架空線(xiàn)路改造試驗中,應設立遠程工作站,使相關(guān)人員及時(shí)掌握電纜運行情況。在電纜化配網(wǎng)取得階段性成果時(shí),應將遠程工作站升級為集控站,使之具備管理及調度功能,其運行方式類(lèi)似于開(kāi)閉所集控站,可有效調度管理環(huán)網(wǎng)柜出線(xiàn)。