前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇變電與配電的區(qū)別范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:接地;接地分類;功能性接地;保護性接地;電磁兼容性接地;兩個接地;系統(tǒng)接地;保護接地;共用接地網;外露導電部分
Abstract: this paper summarized the meaning of grounding and its classification, which focuses on two substation grounding (grounding system and protect grounding) whether the difference between common ground net.through introducing.
Keywords: grounding; Grounding classification; Functional grounding; Protective grounding; The electromagnetic compatibility grounding; Two grounding; System grounding; Protect grounding; Common ground net.through introducing; Exposed conductive part
中圖分類號: U264.7+4 文獻標識碼: A文章編號:
一.接地的概念
接地是一個十分復雜的問題,它關系到人身和財產的安全以及電氣裝置和設備功能的正常發(fā)揮。
所謂接地有兩個含義:一是指電氣回路導體或電氣設備外殼與大地的連接;另一是指設備需接地部分與代替大地的某一導體相連接,這時以該導體的電位為參考電位而不是以大地的電位為參考電位。將金屬導體或導體系統(tǒng)人為地埋入土壤中,就構成一個金屬接地體,稱為人工接地體。原已埋入土壤中的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土建(構)筑物的基礎鋼筋、非燃性物質用的金屬管道和設備等也可作為金屬接地體,稱為自然接地體。
二.接地分類
接地的分類有很多種,根據(jù)接地的不同作用,可分為功能性接地、保護性接地及電磁兼容性接地。
功能性接地是指用于保證設備(系統(tǒng))的正常運行、或使設備(系統(tǒng))可靠而正確地實現(xiàn)其功能的接地,包含工作(系統(tǒng))接地和信號電路接地。工作(系統(tǒng))接地是把電力系統(tǒng)中的中性線直接或經特殊設備與地做金屬連接。它的好處是降低人體的接觸電壓,迅速切斷電源,降低設備和線路的絕緣要求、節(jié)省投資,滿足設備運行的特殊需要。信號接地是設置一個等電位作為電子設備基準點位,簡稱信號地。
保護性接地是指以人身和設備的安全為目的的接地,包含保護接地、雷電保護接地、防靜電接地和陰極保護接地。保護接地是把電氣裝置的外露導電部分、配電裝置的構架和線路桿塔等可能帶電的金屬物通過專用的接地線與大地連接。雷電保護接地是為雷電防護裝置向大地泄放雷電流而設的接地。防靜電接地是將靜電導入大地防止其危害的接地。陰極保護接地是使被保護金屬表面成為電化學原電池的陰極,以防止該表面腐蝕的接地。
電磁兼容性接地指的是為了使器件、電路、設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作,且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾而所做的接地。其基本保護措施之一是進行屏蔽接地。
三.供電系統(tǒng)的兩個接地
任一電壓等級的供電系統(tǒng)都需處理兩個接地問題:一個是系統(tǒng)內電源端帶電導體的接地(系統(tǒng)接地);另一個是負荷端電氣裝置外露導電部分的接地(保護接地)。就低壓供電系統(tǒng)而言,系統(tǒng)接地是指變壓器、發(fā)電機等中性點的接地;保護接地是指電氣裝置內電氣設備金屬外殼、布線金屬槽管等外露導電部分的接地。如圖1所示的RA和RB。
四.變電所內兩個接地的分與合
在10/0.4kV變電所內的高壓系統(tǒng)的保護接地(高壓柜、變壓器外殼接地)和低壓系統(tǒng)的系統(tǒng)接地(變壓器中心點接地)是否應分開呢?過去10kV電網采用不接地系統(tǒng),故障電流Id不大兩個接地可合為一個共用接地,現(xiàn)在大多數(shù)10kV電網改為經小電阻接地,兩個接地是否分開還得看情況而定。
1.當向建筑物供電的配電變壓器安裝在該建筑物外,且向低壓系統(tǒng)供電的配電變壓器的高壓側工作于小電阻接地系統(tǒng)時,低壓系統(tǒng)不得與電源配電變壓器的保護接地共用接地網,低壓系統(tǒng)電源接地點應在距該配電變壓器適當?shù)牡攸c(兩者相距10米以上)設置裝用接地網,其電阻不宜超過4歐姆。
如圖2所示,低壓配電盤內絕緣的PEN母排不與PE母排相連接,PE母排只引出與變電所內外露導電部分連接的PE線,所供其他建筑物TN系統(tǒng)的PE線都由低壓配電盤內絕緣的PEN母排引出。高壓側的外露導電部分(為實現(xiàn)變電所的等電位聯(lián)結,低壓側的外露導電部分也與之聯(lián)結)的保護接地RA與低壓系統(tǒng)的系統(tǒng)接地RB分開設置,這樣RA上的故障電流Id就無從傳導到低壓系統(tǒng)內引發(fā)點擊事故。
2.當向建筑物供電的配電變壓器安裝在該建筑物內,且向低壓系統(tǒng)供電的配電變壓器的高壓側工作于小電阻接地系統(tǒng)時,若該變壓器的保護接地網的接地電阻滿足R
若變電所高壓側(高壓柜、高壓線路、變壓器)發(fā)生接地故障時,如圖3所示,低壓側中性點、PEN線、PE線對地電位也同時升高,使所供電氣裝置的外露導電部分對地帶Uf=Id·RA電壓(虛線所示)。由于建筑物內采用總等電位聯(lián)結,TN系統(tǒng)建筑物內人體可同時觸及的導電部分都處于同一Uf電位水平上,不出現(xiàn)電位差,不論Uf值有多高,都不致引起人身電擊事故。
參考資料
1.《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ 16-2008
關鍵詞:小水電;高壓;解決辦法
中圖分類號:TM561.2 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)32-0093-02
隨著國民經濟的巨大發(fā)展,綠色能源的發(fā)展也得到了國家的重視,這對環(huán)境的保護也有很大的意義。由此,小水電在我國的多山地區(qū)得到了廣泛的應用,而為了大量的利用綠色能源,現(xiàn)在小水電的建造力度也在不斷加大,發(fā)電量也在增長,布點也開始密集,逐漸產生了諸多的問題。
小水電發(fā)電的用途一般就是直接接入高壓線或者發(fā)電輸入變電所,但是,由于這些地方的電網調節(jié)能力比較薄弱,導致了小水電電網高電壓問題,從而引起了居民生活生產用電的不穩(wěn)定,甚至會因為高電壓的問題導致電器燒毀等,所以研究小水電引起高電壓問題的解決辦法非常重要,而且勢在必行。
1 高電壓形成的原因
小水電引起高電壓的問題通常會發(fā)生在水量比較大的時段,由于開發(fā)以及電量供給的需要,小水電區(qū)域的裝機容量比較大,而且在我國這些地區(qū)比較落后,電量的用度并不是很大,所以電力要進行輸送,很容易引起線路末端的電壓升高。這在我國的山區(qū)小水電較為常見,下文以淳安地區(qū)為例來研究高壓形成的原因。
①小水電接入高壓的公用線,一般是10 kV,這樣就會引起季節(jié)性、區(qū)域性的負荷倒送。這是因為小水電本身存在的局限性,小水電受季節(jié)性的影響比較明顯,豐水期和枯水期的潮流大小等都有區(qū)別,而且沒有專門匹配的線路供其電力輸送,所以這樣就容易造成供電的不匹配,發(fā)生首末倒置的現(xiàn)象。
②小水電的總裝機容量要是很大,就不能夠接入10 kV的輸送電線,而必須接入到就近的35 kV變電所。這樣很容易因為小水電的負荷無法得到平衡,造成整個區(qū)域的電壓升高。
③小水電的管理問題。小水電的管理仍然存在很大的問題、不足和漏洞,要改善這些方面,加強監(jiān)督措施,嚴禁小水電虛報、亂報的現(xiàn)象發(fā)生。這些都是造成高電壓的潛在因素。
小水電引起的高電壓問題已經成為電網的一大問題,為了解決這個問題也研究提出了諸多的方法,但其中最有效的辦法依然是調壓。當然,調壓手段不像原來那么單一,必須充分地利用各級設備,積極地應用新型的設備,切實提高小水電電網電壓的調控能力。
2 公網線路中安裝調壓器
2.1 安裝調壓器的必要性
小水電的總裝機容量如果不是很大,那么就要求將其接入到10 kV的輸電線路中,在豐水期和枯水期電壓的差別是非常明顯的,比如淳安的7座水電站。豐水期電壓甚至超過12 kV,而在枯水期大約在8 kV左右,必須加裝自動調壓器才能夠解決高電壓的問題。
而在眾多種類的調壓器中,經過研究表明,一種可以自動識別潮流方向的調壓器能夠滿足雙向供電和多電源供電系統(tǒng)。
2.2 調壓范圍的選擇
調壓器調壓范圍的選擇非常重要,當然也需要根據(jù)不同的實際情況來選定,比如說如果豐水期的電壓在12 kV,枯水期的電壓大約在8 kV,那么就可以將調壓器調到10 kV左右,這樣不但可以降低電壓保證沿線用戶電壓合格,也可以保證電能向主網的輸送。
2.3 適用條件
雖然安裝調壓器能夠在一定條件下解決小水電引起的高壓問題,但畢竟不是萬能的,要合理運用調壓器的安裝來解決小水電引起的高電壓問題就必須了解其特點以及其適用條件。調壓器的安裝對于解決因為小水電引起的高電壓問題有很多的優(yōu)點,比如不但能夠解決由于線路較長引起的低電壓問題,而且能夠解決小水電高電壓問題,而且經濟方面的考慮也比較重要,但是也有一定的局限性。調壓器在解決高電壓問題時,線路的超載問題應該引起足夠的重視。
線路調壓器的安裝多是應用于小水電在一定范圍內比較集中、裝機的容量非常大而造成高電壓問題的區(qū)域。其主要適用的情況是那些輸電半徑很大,輸電線徑較小而且沒有足夠資金改造線路計劃的區(qū)域。這樣不但能夠有效地解決小水電引起的高電壓問題,而且成本也能得到有效的控制。
3 變電所更換調壓主變
3.1 更換主變的效果
當然,在那些小水電比較集中,總裝機容量比較大的區(qū)域,僅僅是安裝調節(jié)器顯然是不能滿足要求的。況且,在此種情況下,小水電是接入到變電所的,但是也正是由于這些小水電的總裝機容量比較大,所以,傳統(tǒng)的變電所主變的調壓根本無法滿足調整的需求,這就為盡早提升變電所電壓主變調控能力提出了很高的要求。
更換后的主變必須滿足變壓的范圍,這就要求必須經過嚴格的計算,保證主變能夠滿足小水電豐水期和枯水期變電范圍,確保側電壓的穩(wěn)定。
3.2 特點及使用范圍
對于此種更換變電所主變的方式來解決小水電引起的高電壓問題有其優(yōu)缺點。比如,我們通常采用寬幅有載的調壓主變,這種主變適用于負荷倒送引起變電所母線的高電壓,有效解決了主變輸入電壓較高造成的供電質量下降甚至發(fā)生事故的問題。
更換主變能夠解決大范圍的電能輸送問題,最大的優(yōu)勢還是其調整的范圍較小,投資也較小。當然在更換主變之前必須經過嚴格的分析計算,明確調壓范圍,準確地掌握波動的最大范圍。
4 轉移小水電的負荷
轉移負荷采用的主要方法就是在小水電較為密集的區(qū)域,新建一些輸電線路,這樣就可以將小水電密集區(qū)域的這些線路接入不同的線路,最大限度保證線路的負荷平衡,也就是負荷的就地平衡方式。當然如果改造線路就必須留有足夠的余量,這樣不但能夠提高輸送能力,而且可以有效的降低線損率。
轉移小水電負荷方法最大的優(yōu)勢就是能夠就地平衡負荷,主要可以適用于小水電分布密集的區(qū)域,具備重裝線路的條件。當然其中最重要的是考慮經濟因素,因為線路改造都很昂貴,所以,線路改造必須合理,線路長度不宜太長,一般不超過10 km。
5 局部使用寬幅無載調壓配電變壓器
5.1 主要的實施方案
小水電引起的高壓問題除了輸電線路的問題,還可能是調壓配電變壓器本身的調壓范圍不夠,那么我們是否可以通過增大配電變壓器自身的調壓范圍來達到改善這種因為小水電引起的高壓問題,答案是肯定的。這樣可以有效的克服傳統(tǒng)配電變壓器調壓范圍無法滿足電壓調整的缺點。
5.2 特點以及使用范圍
更換大范圍的配電變壓器也需要經過研究當?shù)氐那闆r,經過科學的計算,最終留有合理的余量,這樣選定的范圍能夠有效地達到調壓的目的,且不至于造成浪費,一般選用寬幅無載調壓配電變壓器。這樣不僅能夠解決小水電引起的高電壓問題,而且僅僅是局部的更換,范圍較小,操作簡單,相對于線路改造來說也可以控制經濟成本。對于那些公變臺區(qū)少的那些區(qū)域,采用這種方案非常適合。當然在應用此種方法的時候也必須詳細分析配電臺區(qū)所帶負荷的特性以及變化規(guī)律,準確掌握其變化規(guī)律,了解其變化范圍,選用合適的變電設備。
6 改變無功功率進行調壓
由于現(xiàn)在小水電的發(fā)展態(tài)勢,僅僅對設備和線路進行改造并不能夠完全滿足解決這種高電壓問題,必須形成一套立體化的調壓方案才能夠真正的解決這一問題。這就要求我們對變電站的各個環(huán)節(jié)進行研究,進行嚴格的監(jiān)督和管控。
線路電壓升高的其他原因是線路無功過剩,那么要解決這一問題就必須從管理上通過改變線路輸送的無功功率來調壓。所以要求電網調度部門在這方面多做工作,嚴格按照相關的規(guī)章制度對小水電進行監(jiān)控管理及考核,加強力率以及無功考核制度,采取定期、不定期相結合的監(jiān)督方式,在技術上完成革新,做到實時監(jiān)控,就能夠有效的調節(jié)電壓。另外,電壓質量并不是電力部門考核的重點,這些都是造成小水電引起高壓問題的潛在因素,所以電壓質量的考核應當且必須盡早成為電力部門考核的內容之一,應該引起足夠的重視,最好使其與經濟指標相掛鉤,這樣才能有效的保證電壓質量達標。
7 結 語
小水電引起的高電壓問題現(xiàn)在已經逐漸引起人們的關注與重視,其對于山區(qū)變電網的危害相當嚴重。要解決這一問題就必須了解其原因,關鍵在于其影響因素眾多,必須經過認真的分析研究找出原因,提出措施來解決。目前,采用多方面立體化的措施解決小水電引起的高電壓問題,效果還是不錯的。
參考文獻:
[1] 王麗莉.小水電引起配電網高電壓問題的解決方案[J].浙江電力,2011,(7).
【關鍵詞】配電自動化;配電網絡;規(guī)劃
0.引言
近年來,智能電網已成為電力系統(tǒng)的熱門話題,被認為是改變未來電力系統(tǒng)面貌的電網發(fā)展模式。智能電網包括智能輸電網和智能配電網兩方面內容,其中智能配電網具有新技術內容多、與傳統(tǒng)電網區(qū)別大的特點,對于實現(xiàn)智能電網建設的整體目標有著舉足輕重的作用。以配電自動化為基礎的智能配電網是電網技術發(fā)展的方向,是電力系統(tǒng)的必然趨勢。
配電自動化的目的和效益主要體現(xiàn)在:提高供電可靠性、提高供電質量、提高用戶服務質量、提高管理效率和推遲基本建設投資。
配電自動化是在配電網絡上實現(xiàn)的,其根本目標是提高配電網絡的供電能力與可靠性,配電網絡的優(yōu)化比實現(xiàn)配電自動化對根本目標的效果要高的多,因此,在進行配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃前,必須要做好配電網絡的規(guī)劃。
1.配電自動化系統(tǒng)的配電網絡規(guī)劃原則
為實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng),對一次配電網絡的要求是“互聯(lián)”與“分段”。
10kV中壓配電網是供電的基礎網絡,應根據(jù)高壓電源點的分布、負荷密度和運行管理的需要分成若干個相對獨立的分區(qū)配電網,各分區(qū)配電網宜以5~10個變電站相互聯(lián)絡組成,并應有清晰合理的分區(qū)供電范圍,一般不應交錯重疊。
1.1保證10kV中壓配電網絡的安全供電
對10kV中壓配電網絡的安全供電要求是:
(1)當變電站一段母線失去供電能力時,它原來所供的10kV配電負荷應能通過本站另一段母線和其他變電站進行轉供,并不得發(fā)生電壓過低和設備過負荷;必要時,通過站外有聯(lián)絡的中壓配電線路轉帶部分負荷。
(2)變電站內任一回10kV線路發(fā)生故障時,通過故障隔離、切換和倒閘操作,應能向該線路2/3以上的用戶繼續(xù)供電,并不得發(fā)生電壓過低和設備過負荷。
為達到上述目標,中壓配電網應分段成若干段以利于故障隔離,并應增加引入具備相對供電能力的電源來對隔離后的無電源部分恢復送電,一般宜形成多分段、多聯(lián)絡的網絡化結構。
根據(jù)以上原則,在城市中心區(qū)的配電線路應盡量實現(xiàn)多分段、多聯(lián)絡的方式,以滿足中心區(qū)對供電可靠性的高要求;而過渡區(qū)配電網應采取配電線路多分段的方式,具備聯(lián)絡條件的配電線路間可進行相互聯(lián)絡;城郊區(qū)可采用配電線路多分段的方式,配電線路間可不相互聯(lián)絡。
1.2架空配電線路的網架規(guī)劃原則
應逐步形成環(huán)網結線,最終達到多分段、多聯(lián)絡的方式,推薦采用三分段、三聯(lián)絡的開環(huán)運行方式。為對隔離后的無電源部分恢復送電,必須引入具備相對供電能力的電源,中壓配電線路的運行電流應控制在線路允許電流的3/4運行。這樣,在故障時,切除故障段后的剩余兩段分別由另兩回引入的電源供電,由于這兩回電源均在3/4的允許電流下運行,增加1/4的負荷電流后,正好在允許電流之內運行。
一般中壓網可形成三分段兩聯(lián)絡的網絡化結構,但變電站出線電纜故障時仍會對出口第一段造成不必要的停電;在有條件的情況下,進一步實現(xiàn)三分段三聯(lián)絡時,可解決這一問題。
架空配電線路的網架規(guī)劃原則如下:
(1)架空線路采用三分段三聯(lián)絡的網格方式。線路應按負荷情況,參照線路長度、裝接容量和用電戶數(shù)進行分段,段數(shù)不宜過多,以三分段為宜。正常運行負荷電流應控制在其允許持續(xù)載流量的3/4以下。
(2)線路間的聯(lián)絡首先應考慮同相鄰另一變電站的配電線路聯(lián)絡,其次再考慮與同一變電站不同母線上的配電線路聯(lián)絡。
(3)同桿架設的線路應盡可能在同一地點分段,以利于運行維護。
(4)同桿架設的線路不宜作為相互聯(lián)絡的線路。
(5)雙回共桿架設線路的分段開關宜相鄰設置,以明確供電與停電范圍。對大負荷分支、長分支還應增設分段開關以限制故障范圍;小的分支線路加裝跌落式熔斷器。專用線路不參與配電線路環(huán)網。
1.3電纜配電線路的網架規(guī)劃原則
電纜式的結線方式有如下幾種:
(1)單樹式:由變電站或開閉所引出單回電纜按樹枝狀對用戶供電的結線方式。
(2)雙樹式:由兩段電源相對獨立的變電站或開閉所母線各引出一回電纜,形成雙樹枝狀對用戶供電的接線方式,沿線均為雙回電纜線路,可對用戶提供較為可靠的雙電源。
(3)單環(huán)網式:由變電站或開閉所出線對一單樹式線路末端注入電源或通過其它線路相聯(lián)絡可構成單環(huán)網,可靠性優(yōu)于單樹式而劣于雙樹式。
(4)雙環(huán)網式:雙樹式線路末端增加電源構成雙環(huán)網接線。可靠性最高但費用較高,一般較少采用。
對以上各種結線方式的選擇,應根據(jù)對用戶的用電可靠性要求來確定。在有條件時,應積極考慮將電纜形成環(huán)網結構,以縮短故障停電時間。為實現(xiàn)配電自動化,宜采用單環(huán)網結線。
電纜配電線路的網架規(guī)劃原則如下:
以電纜為主的供電線路,應采用環(huán)網結線開環(huán)運行的方式。
構成環(huán)網結構,開環(huán)運行的電纜其正常運行電流應考慮轉供負荷的情況,應留有一定的裕度滿足負荷轉供的需要,對單環(huán)網結線的線路開環(huán)運行時,其運行電流應控制在50%允許電流下運行。
對局部放射狀結構的電纜線路,應對每一分支設立斷開點,一般不宜使用電纜分接箱,宜采用負荷柜方式。
電纜線路當串接的設備超過三個時,應在末端引入電源作為故障時的恢復電源。
1.4開閉所的網架規(guī)劃原則
開閉所是為了充分利用變電站的饋線間隔以及電纜通道資源,采用一回或兩回較大輸送能力的線路引入戶內開關柜組合設施。通過開閉所,可再對若干個小負荷用戶分配供電,開閉所一般均為戶內布置設備。開閉所的網架規(guī)劃原則如下:
開閉所作為變電站母線的延伸,應充分發(fā)揮其作用,一般應采用單母線分段方式,每段母線可供電4~5回出線,即兩進八出或兩進十出。兩段母線分別由變電站的不同主變壓器引入全電纜線路作為電源,設置母線聯(lián)絡開關作為任一回故障時的恢復電源,即采用單環(huán)網結線、母聯(lián)開關運行的方式。宜采用全電纜進線以滿足供電能力和可靠性的要求,開閉所因場地受限制只能實現(xiàn)單母線結線時,應引入一路電源作為聯(lián)絡線,即仍采用單環(huán)網結線、開環(huán)運行方式,其開環(huán)點設在聯(lián)絡線路的進線開關處。
開閉所應按實現(xiàn)綜合自動化的要求設計并留有發(fā)展的余地。在變電站較少的地區(qū),開閉所可作為電源點引出配電線路參與配電網絡。
2.結論
配電網絡是實現(xiàn)配電自動化的基礎,規(guī)范的配電網絡規(guī)劃可以為配網自動化的實施提供良好的電網硬件條件,保證電網的安全可靠,為配網自動化各項目標的實現(xiàn)提供保證,因此,在縣級配網自動化實施前,必須要做好配電一次網絡的規(guī)劃。
【參考文獻】
[1]劉健,倪建立,鄧永輝.配電自動化系統(tǒng)[M].北京:中國水利水電出版社,1999.
關鍵詞: 智能電網;智能變電站;微電網。
中圖分類號:U665.12 文獻標識碼:A 文章編號:
0 引言近年來,電網規(guī)模的不斷擴大,迫切要求運行管理水平和技術水平的不斷提高,為新技術在電網中的應用帶來了契機。分布式電源、微電網、新能源等區(qū)別于傳統(tǒng)的集中式發(fā)電的新形式終端不斷接入電網,電網內部也興起了智能化的,以智能變電站、智能配電為代表的一批智能化工程也已完工[1,2]。
信息技術的不斷發(fā)展,為電網帶來了諸多便利,云存儲、無線互聯(lián)、物聯(lián)網等新技術為電網的進一步信息化和網絡化提供了支持[3,4]。
只有對這些新技術更加了解,才能真正的發(fā)揮好這些新技術的作用,更好的為電網服務,為電力用戶服務。本文便以這些新技術為研究對象,探討這些新技術能夠為電網帶來的便利。
1 智能變電站與智能配電智能變電站與常規(guī)變電站的重要區(qū)別,是采用信息融合技術,從多種信息的獲取、分析、共享、利用而有機結合。多信息技術的融合,可以從多信息的視角綜合處理,從而得到各種信息的內在聯(lián)系和規(guī)律,從而實現(xiàn)信息的優(yōu)化。一般來說,智能化電器設備除滿足常規(guī)電器設備的原有功能外,其功能還應該體現(xiàn):
①應具有靈敏準確地獲取周圍大量信息的感知功能;
②應具有對獲取信息的處理能力;③應具有對處理結果的思維判斷能力,對處理結果的再生信息的實施及有效操作的實施功能。高壓設備智能化是智能變電站的重要標志。大量傳感器的采用,可以對關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控,而實現(xiàn)設備可觀測、可控制和自動化。對一次設備智能化,可進行功能一體化設計,可以設計為以下三種:
①將傳感器與高壓設備或其部件進行一體化設計;
②將互感器與變壓器、斷路器等高壓設備進行一體化設計;
③將相關測量、控制、計量、監(jiān)測、保護進行一體化融合設計,實現(xiàn)一、二次設備的融合。智能配電網則強調的是用戶側,都將安裝上數(shù)字化儀表,實現(xiàn)雙向通信和遠程監(jiān)控,支持實時的電價計量。這樣需要的關鍵技術包括:
①大量電能計量設備的管理,更需要通過高級智能儀表,以及更為完善的實時通信,能夠確保精確地掌握和預測狀態(tài)信息。
②更為完善的用戶側管理DSM (Demand Side Management)。智能電表對用電量實行分時計價,實時計價,提倡用戶在電價高時少用電,從而實現(xiàn)負荷的優(yōu)化控制,削峰平谷,這樣可以降低用戶的用電成本,提高電能的利用效率,節(jié)省了電力系統(tǒng)的備用投入和為滿足峰值需要所進行的投入,從而真正實現(xiàn)與用戶互動。
③故障的快速檢測功能。可以實現(xiàn)遠程控制設備開斷和閉合,能夠快速切除故障,并能在消除故障后快速的恢復供電。
④電力系統(tǒng)健康狀況評估。健康評估不再局限于對設備的評估,而是對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性,可靠性的評估,從而全面提高設備的利用效率,進而降低運行和維護成本。
2 分布式能源與微電網技術分布式能源是指靠近用戶側安裝的能源綜合利用系統(tǒng),包括分布式電源和分布式儲能系統(tǒng)。其中的分布式電源,其發(fā)電形式多種多樣,包括生物質能發(fā)電、風力發(fā)電、余熱發(fā)電、光伏發(fā)電、小水電等,而分布式儲能系統(tǒng)則在分布式電源的基礎上增加了燃料電池、蓄電池等儲能裝置。分布式能源發(fā)展迅速,在北歐的部分國家,分布式發(fā)電裝機容量已經超過其總裝機容量的30% 。分布式能源后,會對電網結構、功率流動、信息交換和控制方式產生巨大影響,為了應對這些問題,國內外從以下方面進行了解決。
(1)運行管理的優(yōu)化。部分分布式電源具有間歇性的特點,典型的如太陽能和風能。有研究認為,應對間歇式發(fā)電的需求需要實時、精確的發(fā)電和負荷預報,從而優(yōu)化分布式電源的調度和管理;分布式儲能裝置則能維持發(fā)電和負荷的動態(tài)平衡。實際中,如果能夠合理的布置和分配電能,則分布式電源能夠做到隨時接入電網,而無需精確的負荷預測,這才是分布式儲能裝置能夠起到的重要作用。
(2)分布式能源的接入標準和規(guī)劃方案。基于現(xiàn)有的分布式電源接入標準IEEE1547系列,考慮不同類型、容量和數(shù)量的分布式電源接入電網后的影響,對相關標準進行完善和補充。同時,由于大量的分布式能源接入中低壓配電網,電網結構不再是由發(fā)電、輸電到配電的垂直輻射式,而是類似于因特網的信息傳遞模式,出現(xiàn)了能量雙向流動的新布局,因此必須合理規(guī)劃和設計分布式電源的類型、安裝地點和容量等,有效發(fā)揮分布式能源和提高供電可靠性。
(3)適當?shù)谋Wo與控制技術。分布式能源的接入導致了潮流的雙向流通,導致原有的配電網繼電保護難以適應當前的需要。改造現(xiàn)有的保護系統(tǒng),使之能迅速適應變化,符合系統(tǒng)運行方式和網絡拓撲,縮小故障影響范圍。
(4)微電網應當是對分布式電源接入電網的最終。微電網是指由分布式電源、儲能裝置和負荷共同構成的一個微型電力系統(tǒng),能夠實現(xiàn)控制、保護和管理的自治系統(tǒng)。其目的是保障微電網與大電網的獨立性,微電網既可以與大電網并網運行,提高微電網與大電網的穩(wěn)定性;也可以孤立運行,從而保障微電網的安全性和可靠性。微電網的關鍵技術包括:微電網與大電網的相互作用,特別是接口部分的協(xié)調;微電網內部電源、儲能和負荷之間的協(xié)調,特別是孤網運行狀況下的協(xié)調。
3 物聯(lián)網技術物聯(lián)網技術,是通過射頻識別、紅外感應器、激光掃描器、智能傳感器等傳感設備,按照約定的協(xié)議,將設備物品與通信網連接起來,實現(xiàn)信息共享,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理服務的一種通信網絡。物聯(lián)網應用于電力系統(tǒng),可以形成具有數(shù)據(jù)存儲能力、計算能力、聯(lián)網能力、信息交換和自治協(xié)同能力的一體化智能監(jiān)測裝置;基于IEC標準的全站設備狀態(tài)信息通訊模型和接口體系構架,輸變電設備狀態(tài)信息和自動化信息的集成關鍵技術,標準化全站設備狀態(tài)采集和集成設備關鍵技術;輸變電高壓設備智能監(jiān)測與診斷技術,輸變電區(qū)域內多站的分層分布式狀態(tài)監(jiān)測、采集和一體化數(shù)據(jù)集成、存儲、分析應用系統(tǒng)。將物聯(lián)網技術應用在智能電網中,首先可以實現(xiàn)先進可靠、靈活接入,通過統(tǒng)一標準的通信信息傳遞,實現(xiàn)分布式智能信息的計算和控制。通過物聯(lián)網的各種智能傳感器把需要采取信息或執(zhí)行信息的各種設備連接到一起,可對信息進行整合分析,達到統(tǒng)一運行管理維護的目的,從而使電網運行和管理達到最優(yōu)。在配電網環(huán)節(jié)中采用,可以實現(xiàn)設備狀態(tài)監(jiān)測、預警與檢修,關鍵設備的環(huán)境狀態(tài)信息、運行狀態(tài)信息監(jiān)測,提供高可靠性和電能質量,降低損耗。在智能用電環(huán)節(jié)中采用,可適應未來不斷發(fā)展變化的用電需求,保障電能質量更好的為用戶服務。4 結語近年電網中新技術的采用是與電網的發(fā)展相適應的。分布式電源、微電網強調了電源及其接入對電網的影響,而智能變電站、智能配電則是基于電網自身發(fā)展要求的改革和創(chuàng)新,而無物聯(lián)網則是信息產業(yè)發(fā)展對于電力系統(tǒng)的影響。這些新技術有其各自的特點,但都對信息化水平要求很高,具有一定的共同性。
辛忠國1961年9月19日出生 本科 生產管理工程師 現(xiàn)任 公主嶺市農電有限公司經理
參考文獻
【1】 張春喜 李朝陽 韓善起.農網智能化配電臺區(qū)建設初探[J].農村電工,2012(2):26-26.
【2】 丁道齊 祁維武.中國智能電網的實現(xiàn):挑戰(zhàn)、問題和行動[J].中國電力,2011,44(11):1-7.
隨著國家頒布設施的電力法的貫徹執(zhí)行,電力作為一種商品進入市場,接受用戶的監(jiān)督和選擇,甚至對電力供應中的停電影響追究電力經營者的責任。另一方面,技術和高精密的裝備對配電網供電可靠性和電能質量的要求,已是電力經營者必須考慮的主要問題。隨著電力發(fā)展的需求和市場觀念的轉變,配電網的自動化已經作為供電企業(yè)十分緊迫的任務。城市電網,從八十年代就意識到配電網的潛在危險,并竭力呼吁致力城市電網的改造工程,并組織全國性的大會對配電網改造提出了具體實施計劃,各種渠道湊集資金,提出更改計劃利用高技術、好性能的設備從事電網的改造。例:1990年召開了全國城網工作會議,提出了城市配電網在電力系統(tǒng)的重要位置,要求采取性能優(yōu)良的電力裝備,以提高供電能力、保證供電質量。根據(jù)電網供電的要求,供電部門提出了配電系統(tǒng)對用戶供電的可靠性要求,供電可靠性指標達到99%,服務監(jiān)控中心和對機場、銀行及計算機網絡和是電力質量要求高的場所,沒有可靠的配電網是無法保障的。
配電網綜合實施的改造是實現(xiàn)配電網自動化的基本前提,沒有好的電網和電網結構、好的設備是不可能實現(xiàn)配電網自動化,早期的配電網已經基本形成,只能在原有配電網的基礎上進行改造,難度大,要力爭達到高自動化的目的,做好統(tǒng)籌規(guī)劃,從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求,因此,城市配電網電力裝備的基本要求是技術上先進、運行安全可靠、操作維護簡單、經濟合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境保護要求。
當前我國配電網處于高速發(fā)展的時期,國家從政策上給予很大支持,具有相應的資金條件,但我國配電網仍處于方案的探索時期,特別是我國配電網的規(guī)模及覆蓋面,市場之大是任何一個經濟發(fā)達或發(fā)展中國家無法比擬的,而我國配電網的發(fā)展也是隨經濟發(fā)展同步進行,為了探索我國配電網自動化方案,先后對國外配電網的模式進行考察并在國內進行實際試點。但應該注意我國是一個大國,我國的配電網與國外配電網有多方面的區(qū)別,不可能完全照搬和應用,在吸收國外先進設備和技術的基礎上,開展中國配電網自動化和改造的研究是值得注意的問題。
配電系統(tǒng)自動化,就是利用現(xiàn)代電子、計算機、通訊及網絡技術,將配電網在線數(shù)據(jù)及離線數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、地理圖形和電網結構進行信息集成,構成完整的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)配電網及其設備正常運行和事故狀態(tài)下的檢測、保護、配電管理和控制的自動化。實施配電系統(tǒng)自動化的目的是提高供電質量、提高供電可靠性、提高服務質量、提高管理水平和提高企業(yè)的經濟效益,使供電企業(yè)和用戶雙方受益。
綜上所述,國外配電自動化的實現(xiàn)大致是先實現(xiàn)饋線自動化,然后建立通訊通道和配電自動化主站系統(tǒng),再完善各項功能。然在這過程中留有一些已開發(fā)的功能和大量的有待開發(fā)的自動化功能之間的重疊。配電自動化的發(fā)展經歷了各種單項自動化林立,號稱“多島自動化”的配電系統(tǒng),向開放式、集成化和一體化的綜合自動化方向發(fā)展的過程,目前已具有相當?shù)囊?guī)模,并從提高配電網運行效率和可靠性,降低勞動強度,提高供電質量,充分利用現(xiàn)有設備的能力,減少停電面積縮和短停電時間等方面,均帶來可觀的社會效益和經濟效益。
世界上大部分國家機場的供配點均按照《國際民用航空公約》的要求實現(xiàn)了機場雙電源、自動監(jiān)控和自動切換。其中歐美機場的供配電自動化程度相當高。美國機場采用美國聯(lián)邦航空局(FAA)標準,在供電設施的要求上,F(xiàn)AA的標準為一路供電,但對于主電源失效后與備用電源的切換時間卻有明確的要求:對于ILS工類機場,要求電源失效后切換時間為30秒;對于
國外大型機場如美國業(yè)特蘭大國際機場、芝加哥奧黑爾國際機場、倫敦希一思羅機場德國法蘭克福機場、荷蘭阿姆斯特丹機場等均按照FAA標準實現(xiàn)了配電系統(tǒng)自動化,其監(jiān)視、保護、管理、操作、計量等全部通過配電自動化系統(tǒng)完成,機場的綜合保障能力加強。
我國的機場一律采用ICAO標準對機場進行供配電,無論大小機場則必須在確保兩路供電的前提下配備備用電源。我國民用機場大都擁有一個較為完整的變電、配電系統(tǒng),系統(tǒng)不但規(guī)模大、設備種類繁多,運行方式復雜、可靠性要求高。
我國機場供電自動化研究開始十上世紀九十年代,首都機場研究開發(fā)了首都機場供電自動化控制系統(tǒng)。首都機場供電自動化控制系統(tǒng)采用基于計算機局域網的分布式開放式系統(tǒng)結構,各節(jié)點計算機通過標準以太網連接,對于遠端的監(jiān)視機采用無線網連接,網絡拓撲結構采用總線型結構。從結構上劃分主要由3大部分組成:現(xiàn)場采集部分、遠程數(shù)據(jù)通信部分和調度控制中心部分。3個部分既相互獨立又有機地聯(lián)系在一起,共同構成電力調度監(jiān)控系統(tǒng)。