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      10kv環網配電線路的自動化改造

      10kv配電線路自動化系統功能,在數據采集層面,該系統可支持配電子站與環網柜監測裝置的應用,使之具備數據通信、處理、交換等功能。在實時監控與操作層面,該系統的故障恢復策略,具有智能及靈活特點,可提供多樣化的恢復方案,有效輔助人工操作,并規避直接控制問題,對多點故障進行處理。在電纜化線路層面,該系統可設置特定功能。

      變電站

       

      配電網廠站及終端設備自動化

      (1)配置原則。在 10 kV 配電線路自動化系統運行中,探析常見的電纜故障,應包括電纜饋線故障、溝道敷設電纜故障、直埋電纜外力破壞事故、用戶側故障等。在配電網中,主要故障類型為用戶側故障,如過電流、過負荷等。依據電纜化配電網故障特點,相應的自動化配置及功能,需要進行科學設置及調整,使之滿足實際應用需求。探析配網自動化的主要目標,就是保證配電網具備正常的運行監測、調度控制、生產管理等功能,相應的配置及功能也應以此為依據。對于用戶側設備而言,應具備實時監測、信息準確上報等功能。對于系統而言,應具備故障用戶線路判斷、故障區段判斷等功能,進而采取便捷可靠方式進行故障排除,切實保證供電質量。

      (2)變電站及開閉所自動化。在10kv電纜配網中,變電站及開閉所作為電源點,屬于重點的自動化改造項目。在變電站自動化改造中,應采用綜合自動化裝置,使變電站饋線信息,如遙測、故障等,傳輸至配網調度主站,進而促進運行監測工作。在配網調度中心,應設置變電站饋線的出線調度開關,以便于實現故障的統一調度及處理。同時,在變電站操作層面,應依據配網調度指令進行相關操作。在開閉所自動化改造中,若開閉所采用了斷路器,就應選擇綜合自動化裝置,將諸多信息,如遙測、故障等,接入配電調度主站,使主站具備遠程調度及遙控功能。若開閉所采用了負荷開關,就應選擇環網柜監測裝置,將遙測、故障等信息上報。同時,探析負荷開關構成,應包括熔斷器,而熔斷器配備輔助接點,一旦發生熔斷情況,就可實現信息上報。

      (3)環網柜自動化。在環網柜自動化改造中,相關人員應明確環網柜的工作性能。對于饋線而言,環網柜是其分段及互聯的節點。同時,在環網自動化改造中,環網柜是終端現場。在用戶室及環網柜改造中,若用戶室及環網柜采用了斷路器,就應選擇綜合自動化裝置。依據用戶室及環網柜實際情況,若不適合安裝綜合自動化裝置,可采用DTU 裝置。如此,諸多信息,如遙測、故障等,均可接入配網調度子站及主站,使主站具備調度及遙控功能。若環網柜采用負荷開關,就應選擇 DTU 裝置,致力于實現遙測、故障等信息的上傳及監測。

      對于負荷開關,所配備的熔斷器,應具備輔助接點,一旦發生熔斷情況,就可上報信息,進而判斷故障。探析負荷開關構成,應具備電動操作機構,以便于主站調度遙控開閉所。探析 DTU 裝置的主要功能,不僅包括信息上傳功能,還應包括故障線路指示功能,進而促進故障檢修作業。

      (4)環網柜與 DTU 接口。在環網柜開關中,應增設電動操作機構,而操作電源選擇,可為 DC24 V 等。對于自動化設備,環網柜應預留安裝位置,以便于 DTU 及 PT 的安裝作業。在環網柜進出線側,可增設環氧樹脂干式 PT 及裙帶熔斷器,作為電源及測量使用。探析 PT 裝置的電源輸出為 AC220 V、視在功率 800 VA、測量輸出 AC 100 V。

      在 PT 裝置安裝中,應采用封閉安裝形式,切實保證運行安全,并促進維護操作。在環網柜自動化改造中,應在停電后執行加裝電池操作,并保證電池容量符合時間要求。對于每個環網柜開關,應提供位置及接地刀輔助接點。對于負荷開關,所配套的熔斷器,應提供輔助接點。對于每條進出線,應增設兩相保護 CT,并保證精度為 2~5 級。在環網柜與 DTU 安裝時,應做好接地工作,并保證接地電阻小于 10 Ω 。

      (5)電纜溝道監測。探析配電網電纜的敷設方式,一般為溝道敷設、直埋等,可有效保證電纜線路運行質量。在實際運行中,諸多線路故障均由外力破壞引發。在 10 kV 配電電纜網自動化系統設計中,應強化電纜運行監測功能。在電纜接頭溫度監測中,相關人員應明確電纜故障的多發點,就在于電纜接頭及開關刀口,應在相應位置安裝溫度傳感器,并將信息接入 DTU。如此,通過配電自動化裝置,相關故障信息就可上傳至主站,并顯示報警信息,以便于及時發現設備發熱點,進而消除電纜隱患,切實保證電纜運行質量。在電纜溝道監測中,相關人員應裝設紅外感應器等裝置,進而監視溝道內人員的活動情況,并將信息接入 DTU。由此,相關信息上傳主站,就可顯示報警。

      電纜化線路自動化通信方案

      (1)復合光纜通信方案。城市配電網電纜化進程不斷加快,諸多自動化系統趨于完善。針對 10kV 配電電纜網自動化系統,應進行通信通道改造。

      在電纜化改造工程中,對于架空光纜及電纜,應采用溝道敷設形式進行改造作業。究其原因,就在于該方式可靠性高且便于維護。在 220 kV 電纜工程改造中,采用了復合光纜產品,其造價成本較低,可將之推廣到 10 kV 電纜改造中。由此,在配電電纜網自動化系統中,該系統的通信組織更為便捷可靠,并保證造價低廉。探析光纖自愈環網類型,應包括單環網及雙環網。在理論上,相較于單環網,雙環網的可靠性更高,但設備造價較高,且多占用一倍的光纖資源。在配電子站與 DTU/FTU 之間,其通信方式,應采用光纖自愈環網方式,其接口RS-232/458、速率 600~19 200 bit/s、通信規約IEC60870-5-101。在配電子站及 DTU/FTU 中,應配備自愈型光 Modem,并保證每個光纖 Modem 具有 4個以上 RS-232/458 端口,其中一個用于集結 DTU/FTU 信息,而其余端口可用于溫度監測。由此,一旦光環出現斷點,相關信息就可傳至配電子站,進而提升系統可靠性。

      (2)載波通信方案。借助電力電纜屏蔽層,載波通信可進行數據傳輸,并不需要敷設通信電纜,也不需要構建無線數據傳輸系統。由此,在配電自動化通信改造中,載波通信方案成為可選方案之一。在城市配電電纜網絡中,探析常用的環網供電方式,即為“手拉手”方式。探析中壓“手拉手”環網結構,就是將電力電纜分成多段,使之組成環網鏈結構。無論是在電纜分段處,還是在電纜分支箱處,都需要對電纜屏蔽層進行接地處理。由此,對于電纜屏蔽層載波通信而言,若要跨越電纜分段處及電纜分支箱處,就要面臨“信號接地短路”問題,將嚴重影響配電自動化數據的傳輸質量。通常情況下,相應的技術方案,可分為兩種,其一為載波組網通信,可利用電力電纜屏蔽層高頻網橋實現,其二為分級組網,可利用載波中繼技術實現。

      在配電網電纜線路改造中,相關部門應加強自動化系統建設,使之服務于配電網生產管理,并解決城鄉電網薄弱問題。在架空線路改造試驗中,應設立遠程工作站,使相關人員及時掌握電纜運行情況。在電纜化配網取得階段性成果時,應將遠程工作站升級為集控站,使之具備管理及調度功能,其運行方式類似于開閉所集控站,可有效調度管理環網柜出線。

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      光纖聯系

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