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配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用

2022-03-26朱剑峰

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:应用

摘要:随着经济的快速发展,用户对供电质量和可靠性的要求越来越高。配电自动化系统利用现代计算机、通信技术和网络技术,实现中压配电网运行的自动化,有效地提高供电质量和生产管理效率。本文对配电自动化终端设备及其在电力配网自动化的应用进行分析。

关键词:配电自动化终端设备;电力配网自动化;应用

1配电自动化终端设备结构

1.1中心监控单元

像模拟量输入与开关量输入信号的采集,故障检测,电压、电流、有功功率等运行参数的计算,控制量的输出、远程通信等都是其包括的主要功能。配电自动化终端目前的采用的形式是平台化、模块化的输出量和通信接口形式设计,根据实际需要扩展和配置数量。

1.2人机接口电路

在简单配置维护配电自动化终端的时候可以使用人机接口,可以整定主要运行参数,可以对电压、电流、功率等测量数据进行显示,其他装置的运行状态信息可以得到反映。为达到设计更简化,装置的可靠性得到提高的目的,有很多没有人机接口模块的配电自动化终端,配置维护的时候就需要维护人员通过便携式PC进行。

1.3操作控制回路

控制回路主要是通过操纵回路上的各种开关将馈线自动化终端设备体现出来,而且在整个过程中能够将人工操作开关的内容、范围以及位置信息等反馈出来,使得相关的操作人员能够在较短的时间内找到人工操作开关的入口,并且实时地监控开关的状态。

1.4通信终端

通信终端又被叫做通信配适器,可以通过监控单元的以太网接口或者RS232串行接口连接,来达到连接监控单元和配网自动化通信介质的目的。不同的类型的通信设备通道的连接,分有光纤终端、无线终端、调制解调器(用于模拟通道)、载波终端等不同的通信终端。

2配电自动化终端设备在电力配网自动化中的应用

2.1配电网自动化终端通信技术的应用

配电自动化终端与主站系统间的信息交互都是通过通信系统完成的,必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配电自动化的功能。由于配电自动化系统的终端设备具有多点、分散,单台设备的数据量小,实时性要求不同的特点,应根据当地环境和经济条件确定合理的通信方式。为减少投资、优化通道结构,通常采用一个配电子站转发附近一个区域内配电自动化终端的数据,配电子站一般设置在变电所、开闭所内。配电子站与主站的通道是主干通道,一般采用实时性强的光纤网络。配电子站与配电自动化终端之间的通道是分支通道,对通信速率要求比较低,可采用有线电缆、配电载波(DLC)、现场总线、数据电台、电话拨号、移动通信(GPRS/CDMA)等多种形式。实际应用中,对可靠性要求较高的FTU可采用点对多点光纤通道,对于通信数据量比较大的大型开闭所,DTU可接入主干光纤网络与主站直接通信。

2.2故障诊断与检修技术

配电自动化终端设备在运行过程中所产生的故障的数量和种类是非常多的,从整体上来说,这些故障可以分为两大类,第一是短路故障的检测技术,第二是单相接地的故障检测技术。无论是哪一种故障类型发生在电力系统的实际运行过程中,系统均可以将故障信息和故障数据传输到主站的位置,然后,操作人员可以通过主站收集的故障信息进行故障位置的诊断,这样可以减少排除故障诊断的时间,提高工作效率。但是当整个系统发生第二类的故障也就是单相接地的故障时,整个电路还可以继续供电两个小时,但是需要工作人员在这两个小时内完成故障的排除和检修工作,此外,一些小型的故障发生虽然仅仅产生一些较小的电流,但是这些现象也必须引起工作人员的注意,及时做好故障的诊断和排除工作,使得整个配电网更加的安全与稳定。

2.3配电自动化终端的故障自动隔离技术的应用

自动隔离技术是保证配电自动化终端设备的关键性技术,能够保障整个电力配电系统的安全。在具体的操作过程中,开闭所需要采用短路装置形式的进线,而且监测保护装置也需要同时开展,而从出线的这一角度来说,负荷开关的作用能够使得整个系统在检测到故障后将故障信息上报到调控中心,这样有助于工作人员根据数据信息来分析故障的类型,并且采取有效的处理措施,能够实现不完全依靠主站的作用,仅仅利用PLC和DTU的功能就可以完成隔离作用。

3应用实践分析

某供电局配网自动化按照“系统主站+配网自动化终端”两层结构进行建设,同时为了满足今后发展需要,能够灵活扩展为“系统主站+配网子站+配网自动化终端”三层结构,厂站时钟采用统一的主从式时钟系统、系统对时采用网络NTP方式,主站系统通过信息交互总线与其它系统互连,实现信息共享和应用集成。主站到终端的通信方式:骨干层通过调度数据网实现主站到变电站通信,接入层采用EPON技术实现变电站到配网终端之间的通信。

3.1主站概况

配网自动化主站系统由21台服务器、23台工作站、12台交换机、14台安全防护设备等组成。主站系统主要实现配网监测与管理、信息交互与集成、配网GIS等应用功能,按照“电力系统二次安全防护”有关规定,配网自动化系统部署在安全区一,IEB总线服务器部署在安全区二、地理信息系统(GIS)在安全区三,所有应用系统可通过安全防护设备进行信息交互。

3.2配电主站到变电站骨干层通信网

配电主站到变电站的通信采用包供原西门子或华为SDH传输网络,在SDH传输网络基础上构建MSTP网络承載本次工程变电站至主站的信息传输。变电站新增OLT设备(SDH设备需增加以太网板用于连接新上OLT设备),主站至变电站的配网通信网络采用供电局原有SDH光纤传输网,组建SDHMSTP网络用于承载变电站OLT汇集的10kV配电站点信息。

3.3变电站到配电终端接入层通信网

变电站至配电终端的通信方式有光纤专网、无线专网、无线公网、配电线载波等。本次工程变电站至配电终端的通信网建设优先选择实时可靠性高、扩展性好的EPON光纤专网技术实现重要的站点的“三遥”通信,采用无线公网方式实现其余站点的“两遥”通信至主站端。

3.4配电自动化终端(DTU、FTU等)分区域配置方案

首先选择各分区的配电自动化故障处理模式。对于电缆线路,故障处理模式以集中型三遥为主,辅以二遥方案;对于架空线路,故障处理模式以就地型为主(市中心城区采用集中型);对于电缆、架空线混合线路,市中心城区采用集中型,其他区域的混合线路若以架空线为主体则采用就地型、若以电缆为主体则采用集中型。

3.5实施预期

通过配电自动化项目的建设,解决了建设区域配网调度“盲调”问题;有利于进一步提高设备利用率,实现配电经济运行;提高电网供电可靠性,改善电能质量;提高故障信息集成化,增强配网应急抢修能力;提高劳动生产率,缓解结构性缺员的矛盾;提高供电条件及电力服务质量,客户满意率明显提高。

4结语

配电自动化终端作为配电自动化的重要组成部分,其开发和应用能有效地缩小电力线路故障范围,提高配网的供电能力和用电效率,增强电网运行的可靠性和稳定性。配电自动化终端技术伴随着计算机技术和通信技术的发展,将会逐步成熟,并进一步向高可靠性、多功能、组合式、小型化、低功耗、低成本、免维护方向发展,将会在我国配电网络智能化建设中起到举足轻重的作用。

参考文献

[1]配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用探讨[J].赵海.通讯世界.2019(11)

[2]配网自动化在电力系统中的应用[J].张楠,杨友良.南方农机.2019(08)

作者介绍:

朱剑峰(1978.12.13),性别:男;籍贯:福建莆田;民族:汉;学历:本科;职称:高级工程师;职务:二次配电运检;研究方向:配电自动化。ABABA748-0F4E-4CB9-9F28-7A566BC706D1

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