配电自动化建设与改造的原则是什么?
1对于直辖市、省会城市或按电网规划五年内配电自动化系统实时信息接入数量大于50万点的城市,可建设大型配电主站;对于地级市或配电自动化系统实时信息接入数量10万50万点的城市,可建设中型配电主站;对于系统实时信息接入数量小于10万点的城市,可建设小型配电主站;2配电主站建设与改造时应对系统功能、配置及安全性、可用性、可靠性等进行可行性论证;系统支撑平台应一次性建设,软硬件分步扩展,力求经济实用:已建有配电主站,其软硬件性能经过评估不满足运行需要的,可进行改造;4配电主站投运8年以上且不能满足运行需要的,可进行全面改造;全面改造应在充分利用现有软硬件资源基础上,按新建配电主站的标准进行 5配电主站的技术指标应满足附要求。
楼主 你好
建设智能配电网,应综合应用先进自动化、信息、通信等技术,运用现代管理理念和手段,实现减少配电网故障、延长设备寿命、确定资产更换顺序和降低配电网改造投资等目的。
建设智能配电网应在建设坚强智能电网总框架的要求内,遵循“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的原则,分三阶段推进:
第一阶段为规划试点阶段。研究梳理坚强智能配电网的总体框架和技术发展规划,以配电网坚强网架建设为基础,智能配电网科研项目为重点攻关方向,实现配电坚强网架的初步优化,开展智能配电网示范性工程建设。
第二阶段为全面建设阶段。继续开展配电网坚强网架建设,完善坚强智能配电网技术构架体系,在全面总结和评估试点工程经验的基础上,全面铺开智能配电网建设,完成省会城市、直辖市、计划单列市及部分大城市核心区配电自动化建设,基本建成具有自愈与兼容特征的智能配电网。
第三阶段为引领提升阶段。基本完成配电网坚强网架建设,全面开展配电自动化建设,在此基础上评估智能配电系统建设的绩效并推广相关成果;完成储能技术和分布式电源技术的大规模推广,并结合新的应用需求和新技术发展状况,进一步完善和提升智能配电系统的应用水平。
①坚持统一规划、协调发展。发挥规划统领作用,保障各级电网协调发展,保证发电、输电、变电、配电、用电、调度及通信信息平台智能化同步规划、同步建设。
②坚持统一标准、试点先行。建立国家电网公司统一的坚强智能电网技术标准和管理规范,提升电网通用设计水平,在试点先行的基础上,有序推进、加快发展。
③坚持统一建设、突出重点。加强坚强智能电网建设的统一组织、策划和实施,着力解决骨干网架和配电网“两头薄弱”问题,重点建设好具有战略性的电网智能化工程。
④坚持创新引领、注重质量。全面推动理论创新、技术创新、管理创新和实践创新,提升电网技术含量和装备水平。提高电网发展质量和效率。
信息来源:《智能电网知识问答》
(1)应由双路电源供电,并应配置10kV或0.4kV备用电源;备用电源可采用柴油发电机系统,也可采用供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路。
(2)低压配变电系统宜采用M(1 1)冗余(M=1、2、3……),系统主接线应采用单母线分段,并应设分段开关。
(3)低压配变电系统依据其工作特点可采用DR、RR系统配置。
DR配置即有3组低压配变电系统互为备份,当其中1组系统出现故障,利用剩余2组系统供电,保证后级设备的正常运行。
(4)不间断电源系统应按2N或M(N 1)冗余(M=2、3、4……)配置,当满足下列要求时,可采用不间断电源和市电电源相结合的配置方式。
(5)不间断电源系统电池备用时间应不小于15min。
不间断电源系统需保证市电失电、发电机组正常供电之前的系统不间断运行。后备时间主要包括两路市电停电、发电机组延时启动、发电机组启动成功及并机完成时间、市电与发电机组转换时间。
扩展资料
中国地区和企业的供配电系统,电能浪费很大,其问题是多方面的,主要问题及解决措施如下述。
① 目前电网容量与负荷不匹配
随着经济的发展和人民生活水平的提高,用电量迅速增加,原建配电网的设备和导线均与用电量不相匹配,不少地方超负荷运行,不仅影响供电安全,还大大增加了配电系统的损耗。节能改造的办法就是更新线路与设备。
② 供电电压不合理
有些地区和许多较大型用电单位的供电电压偏低,如过去规定企业进线电压应为6千伏,中间需经过多次降压,既需较多的建设资金,又增加了系统的电力损耗。适当提高供电电压,将原二次乃至三次降压减少为一次,可大大减少供电系统的设备与线路损耗。
③ 布局不合理
许多地区的用电户和企业的用电设备远离配电中心,使得低压(0.4千伏)送电距离过长,造成很大的线路损耗和电压降落。这种情况在旧的大、中型企业中普遍存在,原因是当时设计规定配电中心要建在企业的引进电源的一端。
改善的措施是在保证安全的前提下,尽量移近配电中心与用电设备的距离,将原来低压长距离送电改为高压长距离、低压短距离送电。
参考资料来源:百度百科-配电系统
《农村电网建设与改造技术原则》
第一章 总则
1.1 为搞好农村电网建设与改造(以下简称农网改造)工作,达到技术先进,安全可靠和节能的目的,满足农村用电增长的需要,提高供电质量和农村配电网的现代化管理水平,特制定本《农村电网建设与改造技术原则》。
1.2 农网改造选用的设备必须是通过省部级或相应级别鉴定的国产设备,应优先选择国家经贸委和国家电力公司推荐的产品。
1.3 各地应根据当地经济发展和用电负荷的情况,在保证用电安全、经济可靠的前提下,因地制宜地采用新技术、新产品、新工艺。
1.4 农网改造工作应严格执行有关设计、施工、验收等技术规程和规范。
第二章 总体要求
2.1 农网改造工程,要注重整体布局和网络结构的优化,应把农网改造纳入电网统一规划。
2.2 农网线路供电半径一般应满足下列要求:
400V线路不大于0.5km;10kV线路不大于15km;35kV线路不大于40km;110kV线路不大于150km;
2.3 在供电半径过长或经济发达地区宜增加变电站的布点,以缩短供电半径。长远目标为每乡一座变电站,以保证供电质量,以满足发展。负荷密度小的地区,在保证电压质量和适度控制线损的前提下,10kV线路供电半径可适当延长。
2.4 在经济发达和有条件的地区,电网改造工作要同调度自动化、配电自动化、变电站无人值班、无功优化结合起来。暂无条件的也应在结构布局、设备选择等方面予以考虑。
2.5 农网改造后应达到:
2.5.1 农网高压综合线损率降到10%以下,低压线损率降到12%以下。
2.5.2 变电站10kV侧功率因数达到0.9及以上,100kVA及以上电力用户的功率因数达到0.9及以上,农业用户的功率因数达到0.8及以上。
2.5.3 用户端电压合格率达到90%以上,电压允许偏差值应达到:220V允许偏差值+7%~-10%;380V允许偏差值+7~-7%;10kV允许偏差值+7%~-7%;35kV允许偏差值+10%~-10%。
2.5.4 城镇地区10kV供电可靠率应达到国家电力公司可靠性中心提出的标准。
2.5.5 农网主变容量与配电变压器容量之比宜采用1:2.5,配电变压器容量与用电设备容量之比宜采用1:1.5~1.8。
2.6 输电线路路径和变电站站址的选择,应避开行洪、蓄洪区和沼泽、低洼地区,在设计中宜采用经过审定的通用设计或典型设计。
2.7 农网改造工程应尽量利用现有可用设施。
第三章 110kV输变电工程
3.1 110kV输变电工程的建设应满足10-15年用电发展需要。
3.2 工程建设必须严格执行国家现行有关规程、规范,设计必须符合规定的设计深度要求。
3.3 变电站的建设,应从全局利益出发,结合国情,符合农网特点,采用中等适用的标准,严格控制占地面积和建筑面积,不搞豪华装修。
第四章 35kV输变电工程
4.1 农村变电站的建设应坚持“密布点、短半径”的原则,向“户外式、小型化、低造价、安全可靠、技术先进”的方向发展,设计时考虑无人值班。
4.2 设计标准可考虑10年负荷发展要求,一般可按两台主变考虑。
4.3 变电站进出线应尽量考虑两回及以上接线,线路应采用环网线方式,开环运行,或根据情况采用放射式单结线方式。
4.4 高压侧选用新型熔断器做主变保护方式的,相应的10kV侧保护宜采用反时限重合器配合。
4.5 新建变电站保护宜采用微机保护装置,淘汰综合集控台。
4.6 新上主变必须采用新型节能变压器,高耗能变压器三年内全部更换完毕。
4.7 设备选择应符合总则要求,城镇和经济发达地区宜选用自动化、智能化、无油化、少维护产品。
4.8 导线应选用钢芯绞线,导线截面根据经济电流密度选择,并留有10年的发展余度,但不得小于70平方毫米,在负荷较大的地区,推荐使用稀土导线。
4.9 线路杆塔应首选预应力砼杆,在运输和施工困难的地区可采用部分铁塔。
4.10 标准金具采用国家定型产品,非标准金具必须选用标准钢材并热镀锌。
第五章 10kV配网
5.1 农村配电变压器台区应按“小容量、密布点、短半径”的原则建设改造。新建和改造的台区,应选用低损耗配电变压器(目前主要是采用S9型和少量非晶合金配电变压器)。64、73系列高耗能配电变压器要全部更换。
5.2 变压器容量以现有负荷为基础,适当留有余度,新增生活用电变压器,单台容量一般不超过110kVA。
5.3 容量在315kVA及以下的配电变压器宜采用杆上配置,容量在315kVA以上的配电变压器宜采用落地式安装。宜选用多功能配电柜,不宜再建配电房。
5.4 新建和改造配电变压器台应达到以下安全要求:
5.4.1 柱上及屋上安装式变压器底部对地距离不得小于2.5m。
5.4.2 落地安装式变压器四周应建设围墙(栏),围墙(栏)高度不得小于1.8米,围墙(栏)距变压器的外廓净距不小于0.8米,变压器底座基础应高于当地最大洪水位,但不得小于0.3米。
5.5 配电变压器的高压侧宜采用国家定型的新型熔断器和金属氧化物避雷器。
5.6 低压侧出线导线截面不得小于35平方毫米(铝线),总开关应采用自动空气开关,并加装漏电保护器。
5.7 城镇配网应采用环网布置,开网运行的结构,乡村配网以单放射为主,较长的主干线或分支线装设分段或分支开关设备,应积极推广使用自动重合器和自动分段器,并留有配网自动化发展的余地。
5.8 导线应选用钢芯铝绞线,导线截面根据经济电流密度选择,并留有不少于5年的发展余度,但应不小于35平方毫米,负荷小的线路末段可选用25平方毫米。一般选用裸导线,在城镇或复杂地段可采用绝缘导线。
5.9 负荷密度小、负荷点少和有条件的地区可采用单相变压器或单、三相混合供电的配电方式。
5.10 线路杆塔在农村一般选用10米及以上、城镇内选用12米及以上预应力水泥电杆。
5.11 未经电力企业同意,不得同杆架设广播、电话、有线电视等其它线路。
5.12 标准金具应采和国家定型产品,非标准金具必须选用标准钢材并热镀锌。
第六章 低压配电设施
6.1 低压配电线路布局应与农村发展规划相结合,考虑村、镇建房规划,严格按照《农村低压电力技术规程》要求进行建设、改造。
6.2 低压主干线路按最大工作电流选取导线截面,但不得小于35平方毫米,分支线不得小于25平方毫米(铝绞线)。禁止使用单股、破股线和铁线。
6.3 线路架设应符合有关规程要求。电杆一般采用不小于8米的砼杆,主干线应采用裸导线,但在村镇内,为保证用电安全,通过经济技术比较,可采用绝缘线。电杆拉线应装绝缘瓷瓶。
6.4 排灌机井线路推荐使用地埋线。
6.5 接户线的相线、中性线或保护线应从同一电杆引下,档距不应大于25米,超过时应加接户杆。
6.6 接户线应采用绝缘线,导线截面不应小于6平方毫米,进户后应加装控制刀闸、熔丝和漏电保护器,进户线必须与通讯线、广播线分开进户。进户线穿墙时应装硬质绝缘管,并在户外做滴水弯。
6.7 未经电力企业同意,不得同杆架设广播、电话、有线电视等其它线路。
第七章 无功补偿
7.1 农网无功补偿,坚持“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”及“集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主;调压与降损相结合,以降损为主”的原则。
7.2 变电站宜采用密集型电容补偿,按无功规划进行补偿,无规划的,可按主变容量的10-15%配置。
7.3 110kVA及以上的配电变压器宜采用电动跟踪补偿。
7.4 积极推广无功补偿微机监测和自动投切装置。应采用性能可靠、技术先进的集合式、自愈式电容器。
7.5 配电变压器的无功补偿,可按配电变压器容量的10-15%配置,线路无功补偿电容器不应与配电变压器同台架设。
第八章 低压计量装置
8.1 农户用电必须实行一户一表计费,村镇公用设施用电必须单独装表计费。
8.2 严禁使用国家明令淘汰及不合格的电能表,宜采用宽量程电能表,电能表要定期校验。
8.3 电能表应按农户用电负荷合理配置。经济发达地区一般按不小于2kW/户考虑。
第九章 附则
9.1 各省(区、市)电力公司提供实际情况,制定相应的技术标准。
9.2 本原则由国家电力公司负责解决。
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广西城市中低压配电网建设与改造技术原则
1范围
1.1本导则规定了广西电网公司管理的城市(区)配电网的规划、设计、建设与改造应遵循的主要技术原则和要求。
1.2本技术原则要求达到:网架坚强,层次分明,设备可靠,技术先进,节省用地,绿色节能,造价合理;主要设施应一次建成,满足10年发展需要。
1.3本导则适用范围为广西电网公司所属(含代管)各单位,接入广西电网公司配电网系统的用户可参照本导则执行。
1.4本导则对国家、行业、地方及南方电网公司已作了规定内容,不再复述。对规定的内容有不够明确或对现行规定有修改的部分,给予明确规定或强调说明。
2 规范型引用文件
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准,其中3.1至3.8电压等级为10kV。
3.1室内配电站
变压器及其中低压配电装置设于建筑物内(含地下),将10kV电压变换为0.38kV使用电压和接受并分配电力的配电设施,简称室内配电站(室)。
住宅小区、商业、娱乐和办公等,用电设备同时率K1乘以用电设备平均负荷率K2,即K= K1×K2 。
4一般规定与技术要求
4.1系统标称电压
中压 10kV,低压 0.22/0.38kV。电能质量必须符合国家有关规定。
4.2短路电流
中压电网:系统短路电流一般应限制在16kA及以下,工程实施有困难时,经论证可以适当增大,但最大不应超过20kA。在新建与改造工程中,用电设备应按20kA来选择,对220kV变电站附近的用电设备应以校核。
5中压网架规划建设原则
5.1网架构建原则
6中压设备配置
7架空线路
8电缆线路
9低压线路
10配电自动化
10.1配电网自动化的功能应与城网一次系统相协调,方案和设备选择应遵循经济、适用的原则,注重其性能价格比。并在配电网架结构相对稳定、设备可靠、一次系统具有一定的支持能力基础上实施。
10.2配电网建设与改造,应综合考虑配电线路、通信网络和开关设备情况,选择经济实用的自动化建设模式,充分利用现有资源,按照设备全生命周期管理要求,通过继承或适当改造,充分利用原有一次设备、配电主站、配电终端、配电子站和通信通道等资源。不应对一次系统进行大规模改造。
2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化。
3、加大负荷接入点的短路容量,如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。
解决三相负荷不平衡的几点措施:
一、重视低压配电网的规划工作,加强与地方政府规划等部门的工作沟通,避免配电网建设无序,尤其避免在低压配电网中出现头痛医头,脚痛医脚的局面,在配电网建设和改造当中对低压台区进行合理的分
区分片供电,配变布点尽量接近负荷中心,避免扇型供电和迂回供电,配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。
二、在对采用低压三相四线制供电的地区,要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端,这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现,同时要做好低压装表工作,单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀,避免出现单相电只挂接在一相或者两相上,在线路末端造成负荷偏相。
因为目前低压配电都是三相四线中性点直接接地的配电系统(星形接线可同时取得220v及380v两种电压)。三相负荷严重不平衡(不对称)时,零点飘移(位移),中性点(线)不再是零线了,三相也不是互差120度角了。此时负荷轻相电压大于200v,同理负荷重相小于220v了。
在各环节的建设中,应重点注意以下方面:
(1)智能发电环节建设中,应注意解决新能源的接入和控制问题;注意提升网厂协调水平。
(2智能输电环节建设中,应注意特高压骨干网架与各级电网的衔接;注意柔性交流输电系统装置的优化配置和协调控制;注意输变电设备状态监测系统建设的统一性和实用性;注意监测方法的有效性和运行可靠性,合理确定设备监测的范围、参数和监测装置的型式。
(3)智能变电环节建设中,应注意优先选用技术成熟度高的设备,新技术、新设备应经过试点评估后再推广;注意变电站自动化系统高级功能的必要性和适用性;在变电站的改造中应注意利用现有设备的剩余寿命。
(4)智能配电环节建设中,应注意根据供电可靠性的实际需求,合理选择配电自动化模式,切忌盲目追求可靠性指标的先进;注意分布式电源对配电网规划设计和运行的影响,确保分布式电源安全、有序地接入。
(5)智能用电环节建设中,应注意客户用电行为模式的变化,完善电网和用户之间的互动模式;电力光纤到户和智能小区建设中,注意加强与政府有关部门、开发商和电信运营商的沟通协调,建立共赢机制;注意电动汽车充电设施建设的经济性,研究探索新的运营模式。
(6智能调度环节建设中,应注意解决好调度系统建设的先进性与实用性之间的关系;注意解决好基础数据的完整性、准确性、一致性、及时性和可靠性问题。
(7)通信信息平台建设中,应注意各级通信网的统筹发展和多种通信方式的协调配合;注重建立信息安全保障体系和机制,规范生产控制与管理信息大区的信息交互。
我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来配电网的建设未得到应有的重视,建设资金短缺,设备技术性能落后,事故频繁发生,严重影响了人民生活和经济建设的发展,随着电力的发展和电力市场的建立,配电网的薄弱环节显得越来越突出,形成了与电网建设不协调的局面。
国家颁布实施的《电力法》的贯彻后,电力作为一种商品进入市场,接受用户的监督和选择,甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面,高精密的技术和装备对电能质量要求,配电网供电可靠性已是电力经营者考虑的主要方面。
随着市场观念的转变和电力发展的需求,配电网的自动化已经作为供电企业十分紧迫的任务,大城市电网,从八十年代就意识到配电网的潜在危险,并竭力呼吁积极努力地致力于城市电网的改造工程,并组织全国性的大会对配电网改造提出了具体实施计划,各种渠道凑集资金,提出更改计划,利用高技术、性能好的设备从事电网的改造。例:1990年5月召开了全国城网工作会议,提出了城市配电网在电力系统的重要位置,要求采取性能优良的电力装备,以提高供电能力、保证供电质量。根据电网供电的要求,供电部门提出了配电系统对用户供电的可靠性要求,供电可靠性指标达到99.6%,对机场、银行及计算机网络和服务监控中心是电力质量要求高的场所,没有可靠的配电网是无法保障的。
配电网改造是实现配电网自动化的前期,没有好的电网是不可能实现配电网自动化,由于早期的县级电网已经基本形成,只能在原有配电网的基础上进行改造,难度大,要力争达到高自动化的目的,应做好统筹规划,从装备上符合现代城市的发展要求,因此,城市配电网电力装备的基本要求是:技术上先进、运行安全可靠、操作维护简单、经济合理、节约能源及符合环境保护要求。
配电网的应用是经济建设所决定的,因此,无论是大城市配电网还是小型城市、县级城市甚至农村配电网,在配电网改造及配电网自动化应立足于以下几方面:
(1) 立足于国情,城市电网的实际要求,以真正解决配电网的实际问题,以符合供电可靠性及用户供电的要求,不搞形式、不追潮流,将有限的资金投入到较为实际有效的电网改造中去。
(2) 以保证供电可靠性为前提,确保电力用户用电的时效性,满足电力用户的供电需求。较长一段时间以来,电力能源紧缺,限制供电现象较为普遍,但如何确保用户在不限电时避免其它事故所造成供电的影响,应从用户用电的实际要求为出发点,做好用户用电的服务工作,体现用户是上帝的精神,在电力经营部门也应得到体现。
① 从用户用电的实际要求出发,保证用电的需求,满足用电要求; ② 提高网络的输送能力,做好网络结构的调整; ③ 提高技术装备的可靠性及运行部门的免维护要求; ④ 完善设备的自动化程度及故障的判断能力。
(3) 满足和确保供电的质量,随着城市高新技术用装备和居民家用电器的要求,高峰低谷现象对电能质量是相对应的,除电压幅值,频率以及谐波对用户都将产生不良的影响外,甚至会影响电能的计量,因此要采用调峰、调压来保证电能质量。
(4) 降低电网的损耗、电能损耗往往作为电力经营和运行不可避免的事,但是损耗决定于电网结构和输送电负荷的条件来决定,城市电网改造之一是改进导线截面,降低线路的电阻率,采用新的输送电金具,减少线路电能损失。采取无功就地补偿,提高功率因素,合理调度和负荷分配,优化网络潮流,做到经济运行。
(5) 提高网络的供电能力,减少用户的停电机率,网络的互供能力主要反应网络接线、负荷的合理调整。
(6) 采用自动化装备,提高设备的故障判断能力和自动隔离故障,恢复非故障线路的供电条件,选择自动化程度较高的自动化设备。
(7) 解决配电网用设备的技术性能,提高设备的自身可靠性运行能力,尤其是配电网开关设备的操动机构及内部结构适应于户外(户内)运行条件,做到不检修周期长,设备运行可靠。大大地减轻运行人员的劳动强度和维护费用。
(8) 便于系统的监控,实行配电网的经济调度,实时的网络经济分析,历史数据的记录和查备,事件记录的查询规划。
2 当前我国配电网存在的问题
配电网的发展主要是随城市建设规模及用电负荷迅速增长和供电可靠性要求而提出的,由于城市规划与电力的条块分割,形成了不相适应配电网结构,使配电网规划及发展不适应城市发展的需求,突出反映在如下几点:
(1) 配电网络电源点落后于城市建设的发展,由于城市规模和商业的建立,电源点容量及电能输出受到限制,尤其是电力线的传输通道。
(2) 瓶颈效应比较突出,出现卡脖子现象严重,电能输不出去,往往因此而引起停电事故。改革开放以来,城市建设速度加快,负荷增长率高,但电力建设不及时,输出线半径小,线路长。
(3) 出线通道影响与城市规划不相适应,有的地方改用地下电缆,施工及投资不允许,采用架空导线环境条件受限,有的采用绝缘导线,网络复杂的情况较为普遍。
(4) 早期建设的线路导线细、年久失修,高能耗设备多,线损率高,由于导线半径小及无功缺额较大,综合线损损耗大,个别地区配电网损耗达到30%,一般地区在15%~20%,造成能源大量浪费和环境污染。
(5) 供电不可靠因素增大,由于配电网投资不足,设备老化和技术性能低劣,供电事故频繁,往往是一点故障引发全线甚至大面积停电事故。城市繁华地段,往往是局部故障引进重要场所、用户停电,影响社会治安及经济市场。早期设备技术性能差,设备动作频繁,引发事故多,对机构的可靠性要求高。
(6) 电网结构复杂,环网联络接点较多。
(7) 城市电网改造涉及面广,要求较高,停电难度大。
因此,对于城市配电网实现配电网自动化是一项综合性的工程,最基本的条件是应具有较为完整的多路电源的配电网点,具有较好的城市规划及电源路径的分布,利用各种较为先进的设备,当前城市建设的规模和经济的发展对配电网提出了较高的要求,各级部门都给予充分的重视,在资金上给以投入,形成了一种较好的外部环境。
3 配电网系统的接线方案
由于配电网的复杂性,不是单一方案就可以实现配网自动化要求,对于不同的供电模式,应具有不同的供电方案,以力求达到较完美的条件。
3.1 环网电缆方案
以电缆作为配电主干线的配电网自动化方案,主要在城市商业繁华、人口密集地方,以环网开关柜为主体,负荷开关柜据所在地域和用户的数量的要求设定出线保护多少,一般为二进(四出),当进出线回路较多,规模更大时可转变为开闭所,环网柜和开闭所中设计量柜、联络等。
环网柜一般以负荷开关与熔断器相配合,当一路电源发生故障后,会有另一路电源快速切换到母线,恢复正常的供电。对开闭所监控系统的通讯方式,在放设电缆时一并设置,主要以光纤和市话线为主,以减少干扰。环网柜的主要特点是运行环境较好、外界影响因素较少,也是城市主干道的较好的方案,见图1。
3.2 市区架空配网方式
市区架空配网方式一般在城市道路规模较好,两侧路幅较为宽敞的条件下,以裸线架空导线和架空绝缘导线为主,一般情况下是双回路架设,在配电线路上根据用户要求设配电变压器或设双电源,架空线路通常是双电源环网供电方式。见图2
这种配电方式结构简单,布置形式灵活,设备都集中在户外式安装,受环境条件的影响较深,正常条件下R0为开路运行,B1、B2分别供电。当异常情况下向另一端自动供电,采用柱上重合器或自动开关来实现。分支线采用分段器与主干线的配电开关相配合。用来隔离支线上的永久性故障。这种方案在一次和二次设备配合上,完成自动隔离故障功能。
3.3 辐射型配电网
辐射性配电网是在市郊和农村配电网络以单电源供电,控制设备由变电站主开关作保护,配电线路可根据需要设多级重合器和分段器保护,达到自动隔离和恢复供电的条件。在我国现有的经济能力条件和配电网的实际情况下,大量采用断路器(重合器)作为配电网线分支线自动开关,尚不具备充足的资金条件,以分段器更为合适。见图3
注:定值的整定值应IR2〈IR1〈IB1动作次数MR2〈MR2分段器的动作次数由需要定为一或二次
(4) 配电网自动化的系统结构的数据库能系统全面地反应配电网的信息,用户的档案资料、杆型的结构,配电变压器的型号记录,历史检修记录、设备技术参数、备品备件、保护定值记录、线路路径及杆号记录,并实时记录有关参量和对设备进行监控。是配网自动化的核心,高级应用软件、良好的人机界面,实时量的信息库是配网自动化的基本要求。
(5) 无功自动补偿功能,能准确反映配电系统无功需求状况,对高低压无功补偿装置能自动控制和合理调节,对经济运行调度提供依据。配电网的无功补偿,除在10kv母线进行自动补偿还要在线路上对无功进行动态补偿,实现遥控和自动投切。
(6) 负荷控制不是简单理解为对用户的用电量进行控制。对负荷控制并了解负荷的动态平衡状况,调整各负荷运行环境,合理地投入无功补偿,使之能经济运行。负荷控制是为了更好地指导用户的经济运行。
(7) 远方读表是电力部门对用电管理的主要手段,定时限地对电网负荷进行平衡,优化电网运行的方式,同时可大大地减轻抄表人员的劳动强度。
(8) 设备的基本条件
根据我国城市电网及配网工作特点,对设备的要求是要做到安全可靠性高、技术参数高、效率高、使用寿命长、结构简单、体积小、便于安装、维护工作量小、污染小、噪音小、价格合理,并针对城市繁华的特点,要朝着无油化、绝缘化、组合化、机电一体化方向发展。
4 配电网设备基本条件
配电网自动化是近几年来电力应用技术的新型技术,主要涉及中低级电网,作用对象是电力经营企业和用电企业的结合。目前世界各国对此都表示十分关注,由于该技术尚没有明确定论,但至少可以说明配电网自动化不仅仅简单是配电线路及其所相应的设备,还有通讯、计算机综合应用、电力(负荷)监控、节能、电网规划等,可归纳为如下几个方面:
(1) 可靠安全的供电网络,包括电源点应保证电力输送线路的经济运行,开关变压器等设施的可靠性。
(2) 对故障的自动判断和隔离,在人工或自动条件下恢复非故障线路的供电,对故障点进行自我隔离和诊断。
(3) 判断系统的运行状况进行实时监控,采用分布式的SCADA(远动),对配电网所需的信息进行技术处理,对配电网的各种信息的上发下传,及时反应配电网的运行状况和事故的处理级分析能力。
(4) 用电管理包括用户对电能的管理要求,用户对电能的意见及要求能够反映到配电管理中心,由配电管理中心对此作出反应和处理。对电能进行调整,对用电负荷的控制和经济调度。
对用电管理系统可对用户直接或间接地进行控制,这种控制方式一般由人为进行设定,可由远动操作也可由现场就地操作,与通常的事故处理有不同的管理方式。
5 配电网自动化通讯的主要技术问题
配电网自动化程度的重要标志是通讯是否符合自动化的要求,它担负着设备及用户与自动化的联络,起着纽带作用。担负着信息的处理、命令的发送和返回。所有数据的传递,没有可靠有效的通讯,配电网无法与自动化相联系。关于自动化通讯,通常概念有两种:一是外围通讯,主要是数据以及语言的通道。采用的方法为有线和无线二大类。有线分光纤通讯、音频电缆通讯、电力载波通讯;无线通讯分微波通讯、扩频通讯以及无线电通讯。对于城市配电网应结合城区的特殊情况,以及实际应用效果来决定采取那一种通讯方式。另一种通讯通常是在计算机上的软件通讯,由统一规约。各种计算机软件以及数据库、远动装置都是由计算机软件进行数据交换,在实际计算机运行过程中的某一种规定的方式进行,通讯规约一般是由设备自身来设定的,同一生产单位的产品规约是一致的,当有不同的生产厂家时,通讯规约则发生不一致,导致数据传递的失败。
光纤通讯是城市配电网通讯的主要方式,主要特点是可靠性高,干扰小,不受环境条件的影响,可作为语言、数据和图象的传输,是当前较好的通讯方式。但是由于光纤所相关的设施的费用较高,在使用中受到限制。尤其是在配电网中,因配电柱上开关及用户分布在沿线,对于每一开关及用户所需的通讯很难从一根多芯的通讯光缆中取出。
音频有线是城市电网较为经济和实用的方法,通讯的布设及各通讯端的连接无特殊要求,造价较低,容易实施,但容易受环境的影响,尤其是与高压配电线路同杆架设,高压的强电场和强磁场对通讯线的干扰影响较大。
电力载波是电力系统常用的通讯方法,在对于无断点的线路。例如变电站与变电站之间,已经有成熟的经验,使用效果好。但对于配电网线路,由于线路多台配电变压器以及线路,由于柱上开关的断点,使载波通讯在配电线路中使用受到了较大的影响,有些问题尚待进一步研究。
微波通讯对于配电网多点通讯点是很难采用的,考虑到微波通讯的接收装置,以及工程投资,对于城市配电网的应用不完全满足。而扩频通讯广泛地被应用到各行各业的通讯,对于电网变电站与调度中心,长距离的通讯能体现出扩频技术的诸多优点,抗干扰能力强,保真性高,误码率低,可实现码分多址复用,功谱密度低,发射功率小。但对于高楼林立的城市配电网,柱上开关及配电网变压器的位置很难确定最好的通讯环境时,其放射信号的接收会受到波传输的影响(绕射功能差)。往往出现在城市应用效果不佳的现象。
无线通讯主要是音频,通常作为我国负荷控制的应用领域,在城市应用效果得到充分证实,主要问题是无线通讯装置的使用效果,早期的无线通讯装置是产品质量不佳,影响了通讯效果。
计算机通讯,主要是通讯规约问题,对于我国电力系统,采用了标准的通讯规约,由国家和行业远动、通讯标准来决定,通常的规约为DDT、POLLIG等。
近几年来,通讯接口以485型式出线,增强了通讯的传输能量。因此无论配电网采用何种通讯方式,对远动(RTU)与主站系统的通讯必须符合某一规定的要求。
6 配电网自动化软件应用及信息处理
配电网自动化系统应用软件应建立在较为通用的、符合计算机时代要求的软件平台上,具有相应的开放式支持环境,有通用的按标准程序编写的应用软件和数据库的接口,具有友好的人机界面和屏幕操作,具有应用化的多层次的地理信息系统,符合运行的实际状况。
对于配电网系统,计算机的应用平台必须在操作系统、数据库、用户界面和通信接口上遵循公认的。
7 发展配电网自动化应注意的问题
(1) 分析地区配电网的实际应用情况,找出本地区配电网存在的技术方案问题,本着实事求是立足国情和网情。当前我国配电网处于高速发展的时期,但又处于方案的探索时期,所以在吸收国外先进技术和设备的基础上,应广泛开展中国配电网改造和自动化的研究。
(2) 配电网自动化是一项综合性工程,涉及的专业多,规划性强的系统,应根据电网、城市电网的规划进行,避免盲目性。
(3) 配网自动化方案是自动化的核心,在引进国外技术的同时结合国内配电网的实际情况进行分析,国外配电网与国内在很大程度上不尽相同,应有所区别,吸取精华,适合国情、地情、网情。
(4)配电设备的使用面广、量大、运行环境较为严酷,设备选择应符合当前配电网形势要求,具有高度可靠性和优越的技术性能。并以真空断路器为主,免维护周期长,二次保护控制设备具有可靠性,抗干扰能力及适合户外高温和低温等较为严酷的运行环境;应具有远方通讯的接口。自动化程度高,一次开关设备与二次保护装置能良好地配合,能自动实现配电网自动隔离故障,恢复正常供电的能力,具有就地和遥控的功能。
(5)远方通讯是自动化的关键技术,RTU要适合配电网使用,分布(散)式,单点的特点;通讯方式应选择合理,通讯功能强,误码率小,速度快,符合远方实时监控的功能。
(6)计算机应用软件的开发,首先选择具有开放、兼容的操作平台,对各种标准的数据库应具有联接功能,地理信息应实时地反应配电系统的潮流及负荷情况,对事故记录及信息反馈,可实现负荷控制、远方抄表、设备数据库统计及规划、无功优化的理论计算等。计算机软件功能是配电系统自动化的核心技术,好的软件可充分体现出技术和自动化的水平,应充分进行比较。
(7) 配电网的工程设施应有计划地分期、分批实施。应确定配电网络的基本条件,导线截面、输送容量、线路走向及用户的基本条件。先采用具有自动化功能的一次开关设备和二次保护监控设备完成自动送电,故障自动分闸和隔离故障功能,能做到隔离和区分故障点。在条件具备时,再投入通讯和计算机网络,可以少走弯路,资金投入可以分批实施。
配电网是当前电网建设的热点,无论是大型、中小型城市都是把配电网改造建设及自动化的实施列入工作重点,投入大量的资金和人力,将对整个电网建设有重大影响,各地区在改造中应慎重对待,尤其是设备引进的技术问题较多。
相信配电网自动化的实施在各方面的共同努力下,不断完善并上升为标准化、规范化管理,一定会取得较好的成效,得到更大的社会效益和经济效益。
会议指出,近年来公司配网工作虽然取得了显著成效,但两头薄弱问题依然突出,配网工作标准化、精益化水平亟待提高。公司系统各单位要不断完善规划、设计、建设管理和运维检修标准化体系,加大配网建设改造力度,强化配网全过程闭环管理,全面提升配网规划、建设和运维检修精益化和标准化水平,推动配网发展再上新台阶。
会议要求,公司系统各单位要加强配网全过程闭环管理,提升配网规划建设和运维检修管理水平。要加快配网规划体系建设,进一步加强配网规划管理;不断完善配网设计建设制度标准体系,全面推进配网标准化建设,进一步加强配网基建管理;落实设备全寿命周期管理要求,深化配网状态检修、带电作业、标准化抢修,积极推进配电自动化(智能化)建设,进一步加强配网运维检修标准化管理;建立完善员工培训和考核机制,加强人才培养,进一步提升员工素质水平;统筹做好配网安全运行、配网迎峰度夏、党的十八大供电保障等近期重点工作。
会上,公司总部发展部、基建部和运检部作了专题发言;天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、辽宁公司作经验交流发言。与会代表实地考察了福建首个实现程序化操作的厦门观音山商务1号10千伏开闭所和海峡国际社区配电自动化“三遥”示范站房,现场观摩了厦门配电自动化建设与应用成果演示。据了解,作为第一批通过公司实用化验收的4家单位之一,厦门配电自动化系统具有覆盖面广、实用性强、可靠性高的特点,具有较强的示范意义。
公司总工程师张启平出席会议并讲话。公司总部有关部门负责人,北京、天津、山东、上海、浙江、福建、湖北、湖南、重庆等9个分别承担公司重点城市配电网示范工程建设和电缆不停电作业试点任务的省(市)电力公司分管负责同志,各省(区、市)电力公司生技(运检)部门主要负责人以及发展、基建部门负责人,中国电科院、国网电科院、国网经研院有关负责同志参加会议和现场观摩。
在制定山区配电网差异化规划设计技术标准的同时,福建省电力公司在全省配电网滚动规划上也突出分区域差异化原则。该公司在2013~2020年配电网滚动规划中,将福建配电网供电区域分A 、A、B、C、D五类,根据沿海和山区的不同发展状况,实行差异化配电网规划。
据介绍,福建配电网规划和建设将坚持“协调发展、适度超前、安全可靠、节能环保、差异发展”原则,紧密围绕建设坚强智能电网的战略目标,以用电需求为导向,着力提升配电网质量。
将电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。
配电网由架空线路、杆塔、电缆、配电变压器、开关设备、无功补偿电容等配电设备及附属设施组成,它在电力网中的主要作用是分配电能。从配电网性质角度来看,配电网设备还包括变电站的配电装置。
配电网具有电压等级多,网络结构复杂,设备类型多样,作业点多面广,安全环境相对较差等特点,因此配电网的安全风险因素也相对较多。另外,由于配电网的功能是为各类用户提供电力能源,这就对配网的安全可靠运行提出更高要求。
配电线路导线线径比输电线路的小,且“主线段与分歧线”以及“上、下相邻线路”导线型号规格差异大,导致配电线的线路短路阻抗角φ较小,即R/X较大。不仅使得在输电网中所采用的潮流计算常规算法难以在配网潮流计算时得到收敛,还会因不同点故障的短路阻抗角不一致,对保护动作灵敏度和可靠性产生一定影响。