配网自动化的一次设备改造效益探究

引言

一次设备作为配网自动化的重要组成部分,其运行效果直接影响着配网经济效益,成为了新时期人们关注的焦点。我国配网自动化系统中一次设备老化现象严重,设备选型不合适、零部件老化问题诸多,导致配网输配电的安全性、可靠性大打折扣。结合区域输配电情况完善配网框架,做好一次设备改造升级工作,形成高效益的"手拉手"输配电体系已刻不容缓。

1配网自动化一次设备改造要求

配网自动化涉及内容较为复杂,包括自动化系统、信息系统、管理系统等,设备选型及接口多样,需要依照实际情况进行针对性调整,以保证输配电工作能够正常开展。尤其是在一次设备选型过程中,要结合"可视化""可控化"要求进行优化,以保证达到:(1）接线合理。一次设备改造中要符合国家出台的相关配网接线标准,保证接线分断点与联络点均安全、合理,能够及时对线路异常情况做出反应:要符合安全输配电要求,能够在规定负荷下运行,并处于阈值范围内:接线方式简单,尽量减少交叉接线、线路散乱、多接头共用等现象。(2）层次合理。一次设备改造往往要求能够实现"二遥"或"三遥",保证设备间具有合理的预留空间,提升设备安全性:要确保接口的分布,尤其是接口设计留有余量,避免设备更新、升级等过程中缺少拓展接口:设备性能上要增强主站功能,对配网中的各项自动化设计项目进行拓展和完善,保证自动化体系能够与通信装置、输配电装置等结合。

2配网自动化一次设备的改造方案

2.1一次设备的内容

配网自动化要对断路器、母线、互感器、变压器等进行合理设计,依照实际运行需求做好线路设置和故障分析,借助自动化装置完成故障的预防和处理,从而提升配网自动化运行的稳定性。

配网自动化一次设备选型中需要强调断路器的选型。断路器作为智能保护的重要装置,其设计和运行直接影响着配网自动化的可靠性。常规设置过程中需要对断路器的结构进行分析,细化断路保护系统的智能识别单元、控制单元、数据处理单元等设计,从而确保断路器能够在在线监测基础上快速进行过流、过压保护,使配电网线路处于安全、稳定状态。

我国配网自动化设置过程中还借助雷电监测系统、GIs状态监测等对配网自动化运行状况进行实时监测,借助光脉冲频率和GIs技术分析系统中的电流情况,对配网自动化异常问题进行及时处理,为配网自动化运行奠定了良好的基础。

2.2一次设备改造设计

为进一步提升配网输配电性能,在配网自动化一次设备改造过程中需要对开关柜、零部件等进行优化,依照线路设计、运行要求等适当调整上述设备装置,以保证系统能够处于稳定状态,增强配网输配电的可靠性。

2.2.1主站方案设计

结合配网图纸、运行情况综合考虑是否能够进行配电自动化主站改造,在"手拉手"输配电要求下做好"集中采集、分区应用"的配网自动化系统构建。改造过程中首先要对一次设备、线路进行分析,设置馈线自动化装置,在线路中安装自动定位设备,分别对主干线、混合线路运行状态进行监测,实现"二遥",将馈线自动化与GPRs定位结合,提升自动化监测和控制的可靠性:其次,要对配套设备自动化监测装置进行改造,形成完整的自动化远程工作站,确保智能监控"三遥":最后,要在主站中做好智能监测通信体系的构建,在配电房、电缆分接箱上安装故障定位装置,实现配网自动化的全面覆盖。

2.2.2开关改造

本次研究过程中主要针对配套开关研究配网自动化一次设备零部件改造的主要内容。

(1）可靠性分析。开关柜改造后往往需要对内部开关进行更换,依照自动化设备要求合理选择开关并调整线路结构,确保智能化控制的安全性和可靠性。如某配网开关柜主要选用ABB型开关,在运行过程中往往容易出现电流型开关与智能控制要求不匹配问题,影响控制效果,需进行柱上开关改造。

(2）改造方案。一般设计使用过程中可以尽量选取电磁控制类型开关,通过电磁控制装置提升开关反应的灵敏度和准确度,并配合真空灭弧类装置,减少电磁控制过程中可能出现的漏电问题,增强配网自动化的安全系数:可以适当选择数字控制类型开关,借助数字控制装置开展自动化控制,同时配置相应的数字传输装置,及时对配网运行过程中的各项数据进行分析,提升控制操作的合理性、科学性和有效性。在实际运行过程中为了减少电流开关对开关柜运行的影响,可以适当选用多股绝缘线,通过绝缘保护装置、密封装置增强实际线路的绝缘防控效果。除此之外,还可以设置相应的闭锁装置、联动装置等,在出现漏电后能及时切断。

3配网自动化一次设备改造的应用

3.1配网概况

某配电网主要负责县级输配电,用户分布区域较为集中,输配电压力较大,其具体设备情况如表1所示。

表1某配电网一次设备概况

由于功率较大,在配网输配电运行过程中非常容易出现由于设备选型、线路老化等问题造成的输配电中断现象,导致用户用电满意度大打折扣。相关资料显示:仅2018年该配电网就出现重大输配电故障3次,整体稳定性较差,急需进行配网自动化一次设备改造。

3.2一次设备改造方案应用

(1）系统建设。为提升配网自动化的稳定性,在系统设置过程中该配网构建了集主站sCADA、馈线故障处理、事故预防、在线浏览等于一体的综合型自动化监测体系,其具体情况如表2所示。

表2某配网自动化检测体系

该系统借助远程工作站将区域用户用电情况、配网输配电数据、设备状态数据等传输到自动化主站中,对比配网正常工作状态数据、历史信息、风险预警阈值等确定是否存在输配电异常,将数据反馈到在线浏览工作页面中,为管理人员提供决策支撑。

(2）开关改造。某配网系统主干线电源侧主要选用电压电流型开关,在改造时需要保证开关与断路器匹配,可在主干线电源侧设置电压电流型断路器,其他区域可适当选用电压电流型负荷开关,保证各区域配网自动化改造方案与实际自动化运行要求一致,如自动化终端、PT电源、柱上开关等。

配网自动化设计中,在主干线电源测1/3位置附近设置电压电流型断路器,在2/3位置附近设置电压电流型负荷开关,在其他线路上依照具体长度分别设置自动化控制开关。分支线故障较为频繁的区域依照故障情况选择自动化负荷开关,一条支线上负荷开关数不超过两台,以降低主干线开关跳闸的可能性,提升输配电的可靠性。

除此之外,该配网输配电功率较大,在实际自动化改造过程中一次设备负荷较高,需要做好零部件的绝缘防护。为此,配网运行过程中采用绝缘介质箱体对开关高压和低压区域进行密封,并在开挂区域内部设计闭锁装置和互联装置,通过真空灭弧室和隔离断口实现输配电的双重保护,避免漏电造成零部件击穿。与此同时,该配网还对主要开关进行调整,其具体调整后的技术参数如表3所示,增强了零部件整体性能。

表3某配网主要开关调整后的参数

3.3效果评估

一次设备改造后该配网安全性、可靠性明显提升,2019年上半年并未出现重大输配电故障,自动化装置共发现输配电问题36起,自动保护31起,5起直接通过监测系统报警装置将异常信息反馈给管理人员,经现场检查后发现为线路老化、设备老化、线路闪络、雷电天气等导致,均结合具体问题进行了处理,配网运行效益明显提升。

4结语

配网自动化一次设备改造能够从根本上改善配网运行质量,借助一次设备自动化改造提升智能监测、智能控制效果,对输配电过程中的各项问题进行反馈,减少运行中可能出现的设备及线路故障,大大提升了用户用电满意度。上述装置的改造还能够有效提升系统性能,实现负荷调整和优化,降低传统输配电中的线损,真正实现了"手拉手"配电、高效益用电,使我国配网建设迈上了新台阶。