线电压和相电压的区别_直流馈线屏英语_电压型馈线自动化系统

发布时间：2016-08-03 05:05

  本文关键词：电压型馈线自动化系统，由笔耕文化传播整理发布。

电压型馈线自动化系统

    

1　前言
　　多年来，由于我国电力供需矛盾突出，电力投资的重点一直倾向于输变电系统。当电力供需矛盾稍有缓解时，一直被忽视的配电系统的薄弱性就显现出来了，成为供电系统与不断增长的用户需求之间的“瓶颈”。随着电力部分对供电可靠性、供电经济性要求的不断进步，加之国家为促进经济发展、加大基础建设投资产业政策的出台，配电自动化已被提到议事日程［1］。配电自动化的实现，将使供电更可靠、为用户服务更全面、职员投进更节省、整个系统操纵更有效。
　　馈线自动化是电力系统配电自动化的一个重要环节。长期以来，由于我国10　kV线路以排挤线路为主，因此在城网改造的工作中，实现10　kV排挤线路的馈线自动化是首要任务。面对量大面广的10　kV配电线路，如何既经济又高效地实现自动化的基本功能，是当前的主要任务。计算机、电力电子技术的日臻完善，使馈电自动化这一集计算机、自动控制、电子技术、通讯技术和新型配电设备等技术为一体的自动化技术更轻易实现，应用效益更为突出。
　　本文先容一种电压型馈线自动化系统方案。该方案是通过以下三个阶段来实现的：杆上配电自动化阶段、远测远控自动化阶段和计算机控制配电自动化阶段。这三个阶段也就是从户外一次设备的应用（第一阶段）、信号的采集和传送（第二阶段）到实现计算机治理（第三阶段）。这套方案的实施在日本历经了近30年。我国10　kV电网中性点不接地运行方式与日本的电网相似，因此将此方案应用于我国的排挤配电网系统较为适宜。
2　电压型馈线自动化系统
　　电压型馈线自动化系统方案如图1所示。
　　2.1　杆上配电自动化阶段
　　杆上配电自动化设施由同杆架设的杆上真空自动配电开关（PVS）、具有故障诊断功能的远方终端单元（RTU）和电源变压器（SPS）组成。
　　杆上真空自动配电开关（PVS）采用真空灭弧室灭弧，SF6气体外尽缘，开关内有与真空灭弧室相串联的隔离断口，使开关具有优越的灭弧和耐电压性能［2］。由于灭弧和尽缘介质均为无油介质，避免了火灾或爆炸的隐患。开关的高压部分、低压控制回路和操纵机构均密封在开关箱体内，开关主回路引出端子采用尽缘电缆出线保护，带电部分不过露，具有15年免维护的特性。开关结构设计紧凑，带有悬挂式安装金具和电缆引线使杆上安装极为方便。具有手动/自动操纵方式，使开关操纵更灵活。
　　控制器可分为两种。一种是故障搜查控制器（FDR），一种是远方终端单元（RTU）。采用故障搜查控制器与杆上开关配合可以实现故障区段的隔离、非故障区段的供电恢复，但与站内的计算机通讯需要另配单体RTU。远方终端单元除了具有上述功能外，还具有与站内的计算机通讯功能，通过配合适合于当地的地理地貌的通讯系统，可以实现配电自动化的远测、远控、远信和远调。

　                 　图2　环网运用的示意图
　　                    Fig.2　Demonstration of ring network application
　　2.2　远测、远控自动化阶段
　　远测、远控自动化阶段的设施由下述装置构成：发出通/断命令的控制台、显示信息的CRT，进行收发信号联系的远控主控台TCM和与主控台之间进行收发信联系的远方终端单元RTU等。第二阶段作为第一阶段的延伸，能具体实现线路信息的传递和对一次设备的控制、监视。
　　作为一次设备和配电自动化系统承上启下的中间环节，这一阶段可实现以下功能：
　　（1） 当发生故障或停电作业时，远控杆上开关的通或断；进行过负荷时的系统转换。
　　（2） 监视变电站内变压器和馈线的电压、电流以及站内继电器操纵；监视杆上开关、RTU的工作状态。
　　（3） 通过计算机，在屏幕上显示断路器、开关等设备的状态和系统信息。
　　（4） 进行操纵记录、打印状态变化记录、复印CRT画面内容、记录维护工作数据等。
　　这一阶段的关键题目是选用合适的通讯方式。目前通讯方式可分为两种：一种为外围通讯，主要是数据及语言的通道；一种是计算机软件通讯。外围通讯分为有线和无线两大类。有线分光纤通讯、音频电缆通讯、电力线载波通讯；无线通讯分微波通讯、扩频通讯和无线电通讯。计算机软件通讯主要实现数据库、各种远动装置和各种计算机软件按一定规约进行的数据交换。各种通讯方式具有各自的优缺点，不同的通讯方式应用于馈线自动化时所带来的效果、经济性和实用程度有较大的差别。在选择合适的通讯方式后，第二阶段可以方便地由第一阶段扩展。
　　2.3　计算机控制配电自动化阶段［3］
　　计算机控制的配电自动化是第二阶段的延伸，将各子站的信息通过主站的电讯主控单元（TCM），送进主站的计算机系统，进行全面的计算机治理。这一阶段是以计算机为主体的自动化阶段。
　　在实现计算机控制配电自动化后，可以实现以下功能：
　　（1） 配电网监视功能　系统采集配电网的信息，进行配电网状态的监测。
　　（2） 配电网控制功能　系统通过TCM按照操纵者指令远控开关和RTU。
　　（3） 配电网单线图显示功能　配电网每一条馈线以单线图方式显示。
　　（4）记录功能　由监视、控制和数据维护处理的配电网状态、操纵记录、系统故障等，可以通过记录功能打印出来。
　　（5）数据维护功能　操纵者可以用数据维护功能，更新计算机内的数据库。
　　（6）模拟功能　可以模拟事故时的设备动作和网络状态，提供培训功能。
　　（7）配电网的图形显示功能　显示与街区图相应的配电网网络图。
　　（8）变电站监测功能　对变电站内设备的状态和丈量数据进行远方监测。
　　（9）配电网调配功能　计算调配配电网的操纵过程，即通过使用数据如故障区的位置和配电网的电气状态，提供无故障区的电源来恢复掉电区域的供电。
　　这一阶段与第二阶段的区别在于，第二阶段仅实现变电站内的治理，而第三阶段则实现了计算机全面控制馈线自动化的治理，使治理系统更上一个层次。此外，还可以通过完成主站与主站之间的相互后备的连接，来实现更大范围的配电系统治理调配自动化。
3　电压型系统的特点
　　目前，国内在配网自动化系统的应用上大致分为两大类型：一类是电压型系统，一类是电流型系统。两个系统各有优缺点。这里着重分析电压型系统应用于配电网的基本出发点。
　　（1）从10　kV配电网运行方式上来看，由于我国10　kV系统目前多为中性点不接地系统，与日本的网架结构较为相似，较适合采用电压式设备；加之这种模式在日本已有近30年的运行经验。因此，将其应用于10　kV排挤线的配电自动化系统较为合适；
　　（2） 从电力系统运行可靠性方面来看，电压型系统的优点较为突出。由于在自动化发展到第二、三阶段，故障的隔离、定位还是由一次设备独立完成，而通讯系统则主要用来完成潮流计算后的负荷调配以及日常的调配、维护、操纵功能，这就进步了整个系统处理事故的可靠性。从杆上设备的故障判定方式来看，电压型设备仅需根据配电线路的电源有无来进行判定，而电流型设备用RTU则要求开关CT配合来判定故障电流的位置和方向，RTU自身的故障判据需要根据分段区间的负荷变化来整定，这对负荷经常变化的配电网来说，是相当麻烦的；
　　（3） 从杆上设备的维护性来看，电压型设备工作电源取自线路，不需要额外提供；而电流型设备RTU固然也可用电源变压器作为正常时的供电电源，但在线路故障时，必须依靠蓄电池供电，才能保证通讯的正常进行。蓄电池需要定期维护检查，这使得系同一次设备的免维护性大大降低；
　　（4） 从线路的恢复供电方式来看，电压型系统固然由于采用逐级投进的方式，使开关动作次数增多，在缩短停电时间上不如电流型设备，但在实际应用时，因断路器重合，，分段开关逐级的投进，可以有效地避免线路因涌流而引起断路器的误动作。
4　系统通讯方式的选择
　　对馈线自动化系统而言，通讯信道的选择是一个关键题目。应用于电力网时，固然配电线载波、双绞线通讯方式、无线电方式和光缆方式均可实现通讯，但采用不同方式所带来的效果、经济性和实用性是不同的。
　　（1）采用配电线载波方式通讯，优点是无需架线并且系统变化时方便易行，但由于电气设备的投切都会对配电线上传输的信号产生干扰，导致网络的传输和衰减特性发生明显的波动，信号干扰严重；此外，配电网分支多，在分段点易发生信号衰减或信号盲点，传输可靠性低；传输速度慢，各种耦合设备造价不菲，因此电力线载波用于馈线自动化系统不是一种理想的通讯方式。尽管目前已有文献提出PLC技术有重大突破（DPL技术）［4］，但尚未进进实质性（上接第33页 continued from page 33）
　　的使用阶段；
　　（2）采用双绞线通讯方式。这种通讯方式需要另外展设通讯线，但它的传输可靠性较高，传输速度适中，在需要扩展时不受其他因素的限制，在综合考虑经济性、可靠性和实用性后，可以作为一种可行的馈线自动化通讯方式；
　　（3）采用无线通讯方式，无需架线，应用较方便。但这种方式存在以下题目：首先要遵守电波法的规定，需要申请频率；其次，城市电讯发展使电波干扰和电磁噪声很大，这样造成的误码率较高，可靠性下降；RTU用电台的发射功率大，造价较高。相比之下，这种方式较适用于区域小、空中干扰小的中小城市地区；
　　（4）光纤通讯方式不失为一种好的通讯方式，但光缆敷设的工程量、光端机等设备的用度昂贵，假如仅用于配电网信息传输的场合，那么整个系统造价太高，性能价格比太低，不经济。
　　各地的电力部分可以根据当地配网自动化规划的要求，因地制宜，选择适合于当地地理地貌的通讯方式，在综合考虑经济性、可靠性和实用性后再选择通讯方式。
5　结论
　　（1） 电压型馈线自动化系统可分杆上配电自动化、远测远控自动化和计算机辅助配电自动化三个阶段逐步实现。
　　（2） 这套方案较适合于国内10　kV配电网中性点不接地系统，一次设备具有免维护性，操纵整定简便，并且采用一次设备隔离故障、二次设备主要用于完成监控调配和计算机治理工作，保证了较高的系统可靠性。
　　（3） 通讯方式的选择是该方案实现的关键。根据国内不同地区的实际情况，可以选择不同的通讯方式用于馈线自动化。双绞线通讯方式从可靠性、经济性、实用性等方面看均不失为一种较好的通讯方式。
　　参考文献
　　1　高严.捉住机遇，落实任务，加快城网建设和改造步伐.供用电,1998（8）
　　2　Ohshima I,Fujisawa A et al. Switching performance of vacuum switch and insulation coordination in overhead power distribution system. Int. Symposium on Adoption of New Techniques for Power Distribution Systems. Dec 1987
　　3　Kato S,Naito T et al.Computer-based distribution automation. IEEE 1985 Power Industry Computer Application Conference
　　4　宋永华，肖颖 et al.电力线载波技术重大突破.电网技术，1999，23（2）

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