摘要:“自我修复”是现代电网中的主要特征,可以说现代电网能够在配电的过程中持续完成自我修复,通过检测、分析、响应等环节可以恢复电网的组件功能,配电网自动化能够基于先进软件的基础上设置设备的开关,可以进一步实现这些目标。故障定位隔离与FLISR的应用可以在保障系统安全的前提下,使其运行稳定性得到显著提升。本文从自愈式电网中馈线故障进行分析,研究了配电自动化在自愈式电网中的主要应用及发展趋势,并对需要解决的问题加以详细的研究,旨在为今后电力行业的发展提供建议。
关键词:配电自动化;自愈式电网;FLISR应用;线路故障
引言:
多数停电的情况都是由电力系统发生故障所导致的,电网中个别输电线路中的单一形式的故障,都不会导致用户长时间的出现电力损失,而网络化的传输线路配置,则会让用户享受到多个独立的输电线路供电,如果其中一条输电线路出现故障,电力系统也可以从其他网络路径对用户进行配电。现代电网中部分变电站受到辐射式网络供电的影响,分接头的故障可能会中断客户的服务功能,如果变电站的规模很小,那么多条输电线路供电就难以成为可能,或者其中一条供电线路出现故障,也会导致供电转移,就是用于控制电路的电线会迅速转移到备用电源供电中。
一、配电自动化在自愈式电网中馈线故障的性质
配电馈线故障会使电网在短时间内失去电力服务的功能,基本上配电馈线的本质都是电源辐射式供电的,在既定的时间内只能与一个电源进行连接,只要备用电源储存了足够的容量,就可以将故障馈线中的荷载转移到备用电源上,再由现场的工作人员以手动执行的方式,切换服务的馈线,添加新的控制设施可以使这些过程变成自动化的处理方式。在配电线路发生永久性的故障时,保护装置检测出故障并触发了相应的故障断路器跳闸的情况,配电馈线上也容易出现诸多故障,比如在配电线路与动植物发生接触时,线路中发生短路电流,就会使故障燃烧干净,在达到整定的延迟时间翼虎,断路器出现跳闸的情况,会消除此过程中产生的自由空气弧,完全排除原始故障且配电设备没有因为短路电流而出现损坏时,技术人员可以使用自动重合闸系统,将其短暂的终端,在成功恢复以后重新为用户提供电能服务。此外,还可能才能在一些特殊的情况,在这些情况中,自动重合闸可能会重复多次开关,如果其中的故障始终没有自行清除,则有可能会因为长期的故障电流,对电力设备造成永久性的损伤,现场的工作人员就要采取手动的形式,恢复电网的正常供电功能。工作人员需要注意的是,手动恢复电网服务功能的过程中,要连接到配电馈线并未受损的用户,也需要经历几个小时的检查过程,因为技术人员要到达现场,对相关馈线做出检查,以便于快速的找到需要维修的区域,通过手动的方式隔离损坏的设备,一旦受损的区域被物理隔离以外,采取相应的保护措施以后,手动恢复馈线正常部分的电源,在这一过程中需要达到45-75分钟的时间才能处理完,如果在山区等地,可能需要更长的时间。其中,配电自动化的应用为其提供了一种保护机制,可以对馈线未受损部分的用户提供电能,在一分钟之内实现供电,以减少停电的时间[1]。
二、基于FLISR的服务配电自动恢复功能
(一)故障检测
FLISR可以应用在馈线发生短路故障以后,如果因为手动开关操作或者接触低频低压减负荷操作出现断电,FLISR就不会再运行。为满足这样的要求,通常需要一个或者多个故障检测器来出发FLISR的相关操作,在变电站中使用继电保护器中的智能电子装置,与带有独立保护设施的线路重合闸来确定配电馈线的故障情况,并通过信号来触发FLISR的操作。
(二)故障定位
为确定发生故障的馈线区间,FLISR中用于远程控制开关的部分,包括故障指示器FCI,可以检验近期是否存在故障电流通过开关。FLISR使用故障的指示器状态指示及运行馈线的拓扑结构,就可以确定究竟是哪一部分出现了故障,从故障的区段中可以看到FCL与其他故障情况。
(三)故障隔离
FLISR中发出的控制指令,需要打开开关处理隔离馈线的受损部分,一般来说,FLISR可以将这些控制动作推迟到标准自动重合闸程序中,确保这些永久性的故障能够通过FLISR的重新配置馈线。如果故障属于能够自主清除的临时性故障,则不应该重新配置馈线[2]。
(四)服务恢复
如果受损的部分被隔离,FLISR将尝试应用电源恢复馈线中尽可能的健康部分提供供电服务,其中可用电源包括正常的电源与其他的备用电源,FLISR与每一个比较正常的馈线部分,都可以做出比较,再将负荷与备用
电源上的容量进行比较,如果没有充足的容量,则可以关闭联络开关使之恢复之前的服务用度,没有充足的容量时,会一直持续断电状态到人员的到达现场。
三、配电自动化在行业发展趋势及问题
(一)在FLISR开关中使用重合闸与负载断路开关
FLISR可以通过故障中断重合闸机无故障中断能力的断路器来实现应用,所以一旦发生故障,则整体的电源都會发生中断,除了故障发生在馈电线路的首端以外,只有部分区段会出现停电情况[3]。
(二)配电自动化运行中安全事项
现场负责维护工作的人员要以FLISR来维护安全,禁止在带电作业中开展FLISR操作,另一项安全的措施要保证在FLISR开关关闭的情况下活动,并且在2-3分钟之内完成。
(三)自愈式电网的集中式与分散式体系结构
多种产品都可以实施FLISR,也包括集中式架构与分散式架构的FLISR系统,分散式的方法可以不需要配置配电系统模型,适合应用于中小型馈线,而集中式方法则通常会用于高渗透分布式的能源馈线,可以为保持负载平衡而重新配置馈线。
四、配电自动化在自愈式电网中的应用措施
(一)配电业务恢复的闭环控制