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10kv环网配电线路的自动化改造

10kv配电线路自动化系统功能,在数据采集层面,该系统可支撑配电子站与环网柜监测装置的应用,使之具备数据通信、处理、交换等功能。在实时监控与操作层面,该系统的故障恢复策略,具有智能及灵活特点,可提供多样化的恢复方案,有效辅助人工操作,并规避直接控制问题,对多点故障进行处理。在电缆化线路层面,该系统可设置特定功能。

变电站

 

配电网厂站及终端设备自动化

(1)配置原则。在 10 kV 配电线路自动化系统运行中,探析常见的电缆故障,应包括电缆馈线故障、沟道敷设电缆故障、直埋电缆外力破坏事故、用户侧故障等。在配电网中,主要故障类型为用户侧故障,如过电流、过负荷等。依据电缆化配电网故障特点,相应的自动化配置及功能,需要进行科学设置及调整,使之满足实际应用需求。探析配网自动化的主要目标,就是保证配电网具备正常的运行监测、调度控制、生产管理等功能,相应的配置及功能也应以此为依据。对于用户侧设备而言,应具备实时监测、信息准确上报等功能。对于系统而言,应具备故障用户线路判断、故障区段判断等功能,进而采取便捷可靠方式进行故障排除,切实保证供电质量。

(2)变电站及开闭所自动化。在10kv电缆配网中,变电站及开闭所作为电源点,属于重点的自动化改造项目。在变电站自动化改造中,应采用综合自动化装置,使变电站馈线信息,如遥测、故障等,传输至配网调度主站,进而促进运行监测工作。在配网调度中心,应设置变电站馈线的出线调度开关,以便于实现故障的统一调度及处理。同时,在变电站操作层面,应依据配网调度指令进行相关操作。在开闭所自动化改造中,若开闭所采用了断路器,就应选择综合自动化装置,将诸多信息,如遥测、故障等,接入配电调度主站,使主站具备远程调度及遥控功能。若开闭所采用了负荷开关,就应选择环网柜监测装置,将遥测、故障等信息上报。同时,探析负荷开关构成,应包括熔断器,而熔断器配备辅助接点,一旦发生熔断情况,就可实现信息上报。

(3)环网柜自动化。在环网柜自动化改造中,相关人员应明确环网柜的工作性能。对于馈线而言,环网柜是其分段及互联的节点。同时,在环网自动化改造中,环网柜是终端现场。在用户室及环网柜改造中,若用户室及环网柜采用了断路器,就应选择综合自动化装置。依据用户室及环网柜实际情况,若不适合安装综合自动化装置,可采用DTU 装置。如此,诸多信息,如遥测、故障等,均可接入配网调度子站及主站,使主站具备调度及遥控功能。若环网柜采用负荷开关,就应选择 DTU 装置,致力于实现遥测、故障等信息的上传及监测。

对于负荷开关,所配备的熔断器,应具备辅助接点,一旦发生熔断情况,就可上报信息,进而判断故障。探析负荷开关构成,应具备电动操作机构,以便于主站调度遥控开闭所。探析 DTU 装置的主要功能,不仅包括信息上传功能,还应包括故障线路指示功能,进而促进故障检修作业。

(4)环网柜与 DTU 接口。在环网柜开关中,应增设电动操作机构,而操作电源选择,可为 DC24 V 等。对于自动化设备,环网柜应预留安装位置,以便于 DTU 及 PT 的安装作业。在环网柜进出线侧,可增设环氧树脂干式 PT 及裙带熔断器,作为电源及测量使用。探析 PT 装置的电源输出为 AC220 V、视在功率 800 VA、测量输出 AC 100 V。

在 PT 装置安装中,应采用封闭安装形式,切实保证运行安全,并促进维护操作。在环网柜自动化改造中,应在停电后实行加装电池操作,并保证电池容量符合时间要求。对于每个环网柜开关,应提供位置及接地刀辅助接点。对于负荷开关,所配套的熔断器,应提供辅助接点。对于每条进出线,应增设两相保护 CT,并保证精度为 2~5 级。在环网柜与 DTU 安装时,应做好接地工作,并保证接地电阻小于 10 Ω 。

(5)电缆沟道监测。探析配电网电缆的敷设方式,一般为沟道敷设、直埋等,可有效保证电缆线路运行质量。在实际运行中,诸多线路故障均由外力破坏引发。在 10 kV 配电电缆网自动化系统设计中,应强化电缆运行监测功能。在电缆接头温度监测中,相关人员应明确电缆故障的多发点,就在于电缆接头及开关刀口,应在相应位置安装温度传感器,并将信息接入 DTU。如此,通过配电自动化装置,相关故障信息就可上传至主站,并显示报警信息,以便于及时发现设备发热点,进而消除电缆隐患,切实保证电缆运行质量。在电缆沟道监测中,相关人员应装设红外感应器等装置,进而监视沟道内人员的活动情况,并将信息接入 DTU。由此,相关信息上传主站,就可显示报警。

电缆化线路自动化通信方案

(1)复合光缆通信方案。城市配电网电缆化进程不断加快,诸多自动化系统趋于完善。针对 10kV 配电电缆网自动化系统,应进行通信通道改造。

在电缆化改造工程中,对于架空光缆及电缆,应采用沟道敷设形式进行改造作业。究其原因,就在于该方式可靠性高且便于维护。在 220 kV 电缆工程改造中,采用了复合光缆产品,其造价成本较低,可将之推广到 10 kV 电缆改造中。由此,在配电电缆网自动化系统中,该系统的通信组织更为便捷可靠,并保证造价低廉。探析光纤自愈环网类型,应包括单环网及双环网。在理论上,相较于单环网,双环网的可靠性更高,但设备造价较高,且多占用一倍的光纤资源。在配电子站与 DTU/FTU 之间,其通信方式,应采用光纤自愈环网方式,其接口RS-232/458、速率 600~19 200 bit/s、通信规约IEC60870-5-101。在配电子站及 DTU/FTU 中,应配备自愈型光 Modem,并保证每个光纤 Modem 具有 4个以上 RS-232/458 端口,其中一个用于集结 DTU/FTU 信息,而其余端口可用于温度监测。由此,一旦光环出现断点,相关信息就可传至配电子站,进而提升系统可靠性。

(2)载波通信方案。借助电力电缆屏蔽层,载波通信可进行数据传输,并不需要敷设通信电缆,也不需要构建无线数据传输系统。由此,在配电自动化通信改造中,载波通信方案成为可选方案之一。在城市配电电缆网络中,探析常用的环网供电方式,即为“手拉手”方式。探析中压“手拉手”环网结构,就是将电力电缆分成多段,使之组成环网链结构。无论是在电缆分段处,还是在电缆分支箱处,都需要对电缆屏蔽层进行接地处理。由此,对于电缆屏蔽层载波通信而言,若要跨越电缆分段处及电缆分支箱处,就要面临“信号接地短路”问题,将严重影响配电自动化数据的传输质量。通常情况下,相应的技术方案,可分为两种,其一为载波组网通信,可利用电力电缆屏蔽层高频网桥实现,其二为分级组网,可利用载波中继技术实现。

在配电网电缆线路改造中,相关部门应加强自动化系统建设,使之服务于配电网生产管理,并解决城乡电网薄弱问题。在架空线路改造试验中,应设立远程工作站,使相关人员及时掌握电缆运行情况。在电缆化配网取得阶段性成果时,应将远程工作站升级为集控站,使之具备管理及调度功能,其运行方式类似于开闭所集控站,可有效调度管理环网柜出线。

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