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配网自动化系统在蓬莱的成功运行

--蓬莱电业公司 季翠娜 葛树纲

供稿:ETROL-北京安控科技股份有限公司 2005/3/14 12:00:00

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摘要: 本文章介绍了蓬莱城区配网自动化系统的现状,系统的设计理念及功能介绍,并且着重介绍线路一次设备的参数及技术要求。
Abstract:This article explains the present situation ,the design idea and the function introduction of the Distrabution Automation System in PengLai..It also discusses with emphasis the line parameter and the technology command of the equipment of the system.

1996年为配合蓬莱市城区旧城改造,结合城区电网发展方向,我们公司以“闭环结线,开环运行”的环网运行方式的指导思想为基准,对蓬莱市区的电网进行了合理的规划布局,使城区电网在改造过程中,按统一规划发展进行,以达到“闭环结线,开环运行”的环形供电的功能,现电网已正式启动运行多年。
一、问题的提出
我国10kV配电网长期以来处于网络结构陈旧、技术装备落后、自动化水平低、维护工作量大的状况下,当发生事故时,恢复供电所需时间经常需以小时计。与国家电力公司要求的环网结构,电缆供电,故障自动隔离,迅速恢复供电,供电可靠性高达99.99%来比较,差之甚远。那么利用先进技术来实现城区配电自动化,提高电网的供电可靠性等工作也已迫在眉睫。二、开发的目标
蓬莱是一个拥有49万人口的县级市,市区现有六横八纵的方格式道路网络,我公司向城区供电的110kV蓬莱站和35kV登州站正位于最外围二横和二纵交汇处,我们按环网供电的指导方针,以最外围的二横和二纵道路建设外围的环形供电网络,以中心内部的六纵四横作为横纵向连接,逐步形成环状网格式供电网络,同时要求其逐步实现“三遥”和故障判断及故障隔离的功能。该系统是一个先进、实用、安全、可靠、符合县市级电力系统发展趋势的自动化系统。该系统既满足蓬莱电网的运行现状又满足蓬莱电网近几年持续发展的要求。通过该系统的实施,能真正提高企业的现代化管理水平,提高供电企业的各项经济技术指标。三、系统结构
本着统一规划分步实施的建设原则,兼顾蓬莱城区配电自动化现状和持续发展的要求,我们蓬莱电业公司设计的调配电自动化系统具有良好的可扩充性,整个系统分三层:
第一层 配网及调度自动化中心主站层
它是整个系统的最高层,从整体上实现蓬莱城区配电网的监视和控制,分析配电网的运行状态,协调配电子网之间的关系,对整个配电网络进行有效的管理,使整个配电系统处于最优的运行状态。同时它又是变电站监控和管理的核心, 还负责对配电子站发送上来的故障信息进行故障诊断、隔离、恢复送电。
第二层 配电监控子站
配电监控子站是整个系统的中间层,将RTU和FTU采集的各种现场信息中转(上传下达)给配电主站的通信处理机。配电子站设在变电站内,可采用多种通信方式向下与所属馈线监控终端、向上与配电自动化主站通信。
第三层 配电终端设备层
它们是整个系统的底层,完成分段开关、环网开关和环网柜等电力设施信息的采集处理及监控功能。


四、配网自动化实现的功能
1.数据采集与监控(SCADA
对变电站、柱上开关和环网柜实现SCADA功能,即通过通信通道、RTU、FTU、和配电子站对电力设备进行数据的采集与监控。
2.配电管理工作
实现基于地理信息的网络建模、设备查询与统计,动态数据显示与分析;在GIS系统提供的平台上对配网运行、维护及工程进行管理。实现基于GIS平台的TCM故障电话投诉、检修管理;
3.馈线自动化
实现10kV线路上的故障管理功能,即故障诊断、故障隔离和非故障区域的快速恢复供电。
4.DMS及PAS高级应用软件
在一体化平台上实现网络拓扑分析、潮流计算、短路计算、安全分析、状态估计、电压/无功优化等功能。
5.与局MIS系统接口。五 设计技术参数
1、导线要求
导线采用JKLGYJ-10/240/40架空绝缘电线,导线破坏应力为300N/mm2,安全系数取10,导线最大使用应力为30N/mm2。2、气象条件
按Ⅳ级气象区考虑,设计最大风速30m/s,覆冰10mm。3、绝缘子的要求
绝缘子采用XWP-7型瓷质绝缘子,直线耐张均为两片,满足爬距要求。4、杆塔要求
设计紧凑型钢管塔,在最大比载条件下杆塔7‰挠度情况下不倾覆。5、柱上开关参数
户外高压真空断路器组合开关(外附隔离开关)
产品名称:ZW□—10/630(G)型
产地:宁波耐吉集团有限公司
机械寿命:10000次
电动合闸时间:≤0.1秒
储能电机参数:
Ue =交直流110、220V
Pe =200W
正常工作电压范围:85%~110%Ue
额定电压下储能时间:小于5秒
合闸电磁铁参数:
Ue =~220V
Ie < 5A
正常工作电压范围:85%~110%Ue
分闸电磁铁参数:
Ue =~220V
Ie < 1.2A
正常工作电压范围:65%~120%Ue 小于30%Ue时不得分闸六、蓬莱城区10kV环网保护方式
城区环网主干线采用JKLYJ—240绝缘导线及YJLV22—240电力电缆,因此,主干线发生瞬时性故障的几率较小,相反,分支线路多为架空裸导线,支路较多且深入工厂、居民区,因而,发生瞬时性故障的几率较大。根据这一特点结合烟台东方配电自动化系统的功能,设置保护如下。(一)、保护设置
1、用于环网线路的变电站内开关投入常规电流保护,即电流速断保护、过电流保护,配合一次自动重合闸。
2、城区环网主干线开关保护解除,与主干线直接连接的分支线路开关投入其自身的过流保护,二次电流整定值为5A。(二)、保护时限设定
1、变电站内开关的电流速断保护动作时限为0.2秒,自动重合闸时限为0.5秒;过电流保护时限为0.8秒(或1.0秒)。
2、分支线路开关过流保护时限为0秒。(三)、保护范围
1、变电站内开关的电流速断保护、过电流保护按保护到对端变电站内开关出口处整定,并满足灵敏度要求。
2、分支线路开关保护范围应按各分支线路的具体接线分析计算,并满足灵敏度要求。
以下假设环网在常规运行方式下,A、B两点(附图1)分别发生瞬时性或永久性故障,分析说明环网中开关的动作特点和次序。
(1)、A点(分支)发生故障* A点区域117开关过电流保护动作,0秒117开关跳闸(环网中其它开关保护应不动作)。
※如发生瞬时性故障
* 117开关由FTU控制重合一次,成功,恢复送电。
※如发生永久性故障
* 117开关重合不成功,断开(环网中其它开关保护应不动作)。该分支停电。(2)、B点(主干线)发生故障* 主干线B点区域发生故障(如BC相间短路),124开关、120开关、通过FTU、配电子站上报主站BC相间短路,首先蓬莱站站内223开关跳闸,并报保护信号,0.5秒钟后223开关重合闸动作。
※如发生瞬时性故障,223开关重合成功,B区域恢复送电。
※如发生永久性故障
* 变电站站内223开关重合不成功,断开。
* 开关故障信号传至配电主站,起动故障诊断程序,经综合判断认定B点(区域)发生永久性故障(接地或相间短路)。
* 配电主站下达隔离、恢复方案。断开柱上开关126、124,B点区域停电,将故障区域隔离。合上223开关、629开关,其它线路恢复供电。


图1 注:629开关为环网联络开关,常开;223开关为蓬莱变站内开关。(3)、实现保护正确动作的条件
* 用于环网线路的变电站内10kV开关受配电主站的控制,取消站内控制而只保留常规保护,作为环网线路主干线上的#1开关。
* 变电站内10kV开关保护回路中的时间继电器改为数字式,以保证保护动作的准确性、选择性。
* 主干线发生故障时,开关第一次动作(分闸)变位信号传至配电主站之前,开关的重合、再分闸动作已经发生,因此,故障诊断程序应对开关的动作时序作充分的考虑,且在故障诊断期间拒绝执行来自主站对相关开关分、合指令的传达。
* 开关操作机构应具有高的可靠性,配电主站故障诊断程序中应有开关机构拒动情况的处理程序,以免发生误动。
* 配电自动化系统在进行故障隔离、网络重构后,依然具有故障诊断、隔离及非故障线路自动恢复功能。七、存在的问题
配电子站与FTU之间的通讯采用专用音频电缆,其易受强磁干扰,降低通讯的成功率,建议使用光纤通讯。

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