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摘要:现阶段我国城市和乡镇的配电网络已经基本实现了自动化,而在广大偏远地区的农村由于各种内外部因素的影响,配电网的自动化还未能完全实现。随着国家近些年来在政策上不断增强对农村经济的投入,农村的用电负荷也随之增加,因此推行农村配电网自动化建设,提升供电企业的经济效益和管理水平是农村搞好配电网升级改造的重要工作。本文将针对农村配电网的自动化技术研究来展望农村配电网的发展。
关键词:农村电网;配电自动化技术;应用;展望
配电自动化的实现主要结合了现代的通信技术和计算机网络科技,它们在电力设备中发挥的作用为自动化发展起着关键作用,保证配电网络在正常的运行状态下能够帮助供电管理企业自动进行监控测量、控制保护、计量管理等工作,使得供电质量能够达到用户的预期满意度要求,创造出高效的配电网络。农村的配电网络和城市电网相比存在着较大的差距,这主要表现在电网结构、一次设备、自动化技术等多个方面。农村配电网的网架结构较少地采用了环网供电的开环运行模式,而是多以辐射供电网络构架为主,并且电网的连接馈线以架空线为主,馈线支线较多,电力的负荷变得分散,密度值减小,受季节气候的影响较大。所以,农村配电网的自动化技术必须遵循因地制宜的实际原则来实现自动化模式。
一、农村配电网构造
在我国农村的普通配电网当中都以中低压配电系统为主,主要采用的是35/10/0.4kV和10/0.4kV,由于先天性的电量负荷不集中以及缺少充裕的配电投资,农村配电网在运行的过程中供电所产生的经济效益相对较低。配电设计人员综合农村用电负荷的具体情况,将农村中低压配电系统分为树形网络结构和放射型网络结构。
树形网络结构和放射型网络结构中,开关设备是整个电网系统实现保护配合的基础,开关设备既包括开关设备类型的选择也包括开关设备位置的设定,它们都会对电网系统的正常运行产生较大的影响。通常情况下而言,在线路分支的顶端位置处都会设有开关设备,便于工作人员准确判断故障发生的区域范围,更好地隔离故障。但是,对于中短长度的配电线路而言,线路的距离保证存在很大的问题,开关动作在农村配电网建设中与分支线路的长度和纵深度都有重要的关系。那些反应灵敏且安全可靠的重合器和分段器开关组合能够成功地通过结合电流的分级位置来确定恰当的开关位置,使得开关之间的距离能够满足不同等级电流保护值的差距。这样一来,农村的整个配电网构造就能在不形成保护区域重叠的情况下,顺利实现开关设备之间的备用关系,配电系统不会出现保护盲区或是操作失误等不合理的现象。详细地分析,农村配电的构造需要注意以下几点问题:第一,在10kV的农村配电网当中安装交流高压自动重合器以及分段控制器,让配电线路在分级保护状态下运行;第二,交流高压自动重合器和分段控制器要配合使用,在配电线路的末端多数使用分段控制器;第三,10kV农村配电网线路中的主干线路和比较大的分支线路最好能单独安装开关控制器。
二、农村配电网自动化技术的实现
我国的农村配电网的架空电缆线路虽然以辐射供电网络构架为主,但是也同时具备环网状网络构架,这些线路的故障诊断和自动隔离通常都受到多样性自动化装置的影响。自动化装置技术方案分为分散式智能和集中式智能两种方式:前者智能方式的实现是通过开关设备间的设定值配合来实现的,并且在隔离故障的手段上不依靠于配电主站通信系统的预判;后者则通过依赖于通信网络,通过配电主站或附属系统对终端信息的分析判断来控制隔离故障。具体来说,农村配电网自动化技术的实现主要表现在以下几个方面:
(一)集中智能监控模式
集中智能监控模式主要由配电主站系统、附属站系统、通讯系统、终端监控系统之间相互配合来完成的。它主要的实施步骤是首先利用终端设备里的故障信号指示灯和开关动作情况,按照配电网调度系统中事先设定的电网地貌结构来分析故障发生的区域范围;然后经过远程控制隔离或恢复故障区域范围内的供电。在理论上来说,集中智能监控模式在农村配电网自动化的技术实施方案中无疑是最优的。但是,集中智能监控模式自动化技术在方案实施的过程中需要大量的馈线终端装置设备,该装置的安全可靠性正在得到进一步的验证。此外,由于集中智能控制的方案主要是利用大量的通讯连接达到的,通讯系统需要维护的成本非常昂贵,这与经济条件相对落后的农村地区的配置是难以实现一致化的。
(二)就地控制模式
就地控制模式的实施手段主要是:在馈电线路中发生故障时,离故障点最近的交流高压自动重合器会检测到故障电流而断开闸道,进而引起线路内所有的分段控制器跳闸失去电压和电流供应。在某一段时间的设置之后,交流高压自动重合器出现第一次的合闸,合闸之后各段的分段控制器也相继重合。这时,如果是瞬间性故障,交流高压自动重合器会合闸成功,实现正常的供电;如果是永久性故障,那么距离故障点最近的交流高压自动重合器合闸失败,并因再次检测到故障电流而断开闸道,只有再经过某一段时间的设置之后才能够再次合闸。二次重合成功之后,在将故障进行隔离的同时也把故障信息通过配电网通讯系统上传到控制主站。这样一来,控制主站就能够迅速地对故障区域点进行核实检修,排除问题故障,实现配电系统正常的系统供电。
三、农村配电网自动化发展展望
提升通讯科技是目前农村配电网自动化所努力发展的趋势展望方向,载波通讯、扩频通讯、光纤通讯等都是現阶段比较先进的通讯技术,这些不同的通讯技术应用到不同的配电系统区域范围里,在经济便捷、安全可靠性方面还难以达成有效的统一一致。有的通讯方式虽然投入的成本费用较少,但是技术性不能满足实际需求,如前文提到的载波通讯和扩频通讯;而有的通讯却恰恰相反,技术可靠但是投资成本费用较大,无法适应在农村经济条件下发展。
目前通用无线分组业务General Packet Radio Service(简称GPRS)通讯方式是比较理想的,它既能在技术性方面满足农村配电网自动化的要求,又不需要使用大量的投资成本,对于一般农村地区的经济是可以承受的。通用无线分组业务开展的前提条件是该地区必须覆盖因特网络,现如今的绝大农村区域内已经基本得到覆盖,甚至在有条件的农村开始采用光纤通讯与GPRS业务相结合的通讯方式互相备用,取得了非常满意的效果。
通用无线分组业务是在全球移动通信系统基础上所发展起来的一种分组交换数据承载网络系统,它和传统的全球移动通信系统相比较具有以下几个方面的优势:第一,通用无线分组业务永不掉线。只要工作人员激活GPRS应用之后,就不会存在掉线的困扰,它类似于一种无线专属网络。第二,通用无线分组业务具备高速传输的功能,最高理论速度可以达到171kbps。
结束语:
总而言之,农村配电自动化是一项复杂艰巨的工程,只有充分了解农村配电自动化技术以及未来的发展规律,配电的自动化水平才能够得到快速的提升。
参考文献:
[1]戴晖.国外配电自动化技术与发展趋势的探讨[J].中国新技术新产品,2011(01)
[2]沈智鹏.配电自动化发展浅析[J].科技创新导报,2010(35)
[3]徐丙垠,李天友,薛永端.智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化,2009(17)
[4]陈毛昌,柳东升,卢文安.典型山区配电网自动化系统建设及发展方向思考[J].中国电力教育,2010(35)
[5]姜永豪.我国配电自动化现状及发展[J].黄冈职业技术学院学报,2011(04)
关键词:农村电网;配电自动化技术;应用;展望
配电自动化的实现主要结合了现代的通信技术和计算机网络科技,它们在电力设备中发挥的作用为自动化发展起着关键作用,保证配电网络在正常的运行状态下能够帮助供电管理企业自动进行监控测量、控制保护、计量管理等工作,使得供电质量能够达到用户的预期满意度要求,创造出高效的配电网络。农村的配电网络和城市电网相比存在着较大的差距,这主要表现在电网结构、一次设备、自动化技术等多个方面。农村配电网的网架结构较少地采用了环网供电的开环运行模式,而是多以辐射供电网络构架为主,并且电网的连接馈线以架空线为主,馈线支线较多,电力的负荷变得分散,密度值减小,受季节气候的影响较大。所以,农村配电网的自动化技术必须遵循因地制宜的实际原则来实现自动化模式。
一、农村配电网构造
在我国农村的普通配电网当中都以中低压配电系统为主,主要采用的是35/10/0.4kV和10/0.4kV,由于先天性的电量负荷不集中以及缺少充裕的配电投资,农村配电网在运行的过程中供电所产生的经济效益相对较低。配电设计人员综合农村用电负荷的具体情况,将农村中低压配电系统分为树形网络结构和放射型网络结构。
树形网络结构和放射型网络结构中,开关设备是整个电网系统实现保护配合的基础,开关设备既包括开关设备类型的选择也包括开关设备位置的设定,它们都会对电网系统的正常运行产生较大的影响。通常情况下而言,在线路分支的顶端位置处都会设有开关设备,便于工作人员准确判断故障发生的区域范围,更好地隔离故障。但是,对于中短长度的配电线路而言,线路的距离保证存在很大的问题,开关动作在农村配电网建设中与分支线路的长度和纵深度都有重要的关系。那些反应灵敏且安全可靠的重合器和分段器开关组合能够成功地通过结合电流的分级位置来确定恰当的开关位置,使得开关之间的距离能够满足不同等级电流保护值的差距。这样一来,农村的整个配电网构造就能在不形成保护区域重叠的情况下,顺利实现开关设备之间的备用关系,配电系统不会出现保护盲区或是操作失误等不合理的现象。详细地分析,农村配电的构造需要注意以下几点问题:第一,在10kV的农村配电网当中安装交流高压自动重合器以及分段控制器,让配电线路在分级保护状态下运行;第二,交流高压自动重合器和分段控制器要配合使用,在配电线路的末端多数使用分段控制器;第三,10kV农村配电网线路中的主干线路和比较大的分支线路最好能单独安装开关控制器。
二、农村配电网自动化技术的实现
我国的农村配电网的架空电缆线路虽然以辐射供电网络构架为主,但是也同时具备环网状网络构架,这些线路的故障诊断和自动隔离通常都受到多样性自动化装置的影响。自动化装置技术方案分为分散式智能和集中式智能两种方式:前者智能方式的实现是通过开关设备间的设定值配合来实现的,并且在隔离故障的手段上不依靠于配电主站通信系统的预判;后者则通过依赖于通信网络,通过配电主站或附属系统对终端信息的分析判断来控制隔离故障。具体来说,农村配电网自动化技术的实现主要表现在以下几个方面:
(一)集中智能监控模式
集中智能监控模式主要由配电主站系统、附属站系统、通讯系统、终端监控系统之间相互配合来完成的。它主要的实施步骤是首先利用终端设备里的故障信号指示灯和开关动作情况,按照配电网调度系统中事先设定的电网地貌结构来分析故障发生的区域范围;然后经过远程控制隔离或恢复故障区域范围内的供电。在理论上来说,集中智能监控模式在农村配电网自动化的技术实施方案中无疑是最优的。但是,集中智能监控模式自动化技术在方案实施的过程中需要大量的馈线终端装置设备,该装置的安全可靠性正在得到进一步的验证。此外,由于集中智能控制的方案主要是利用大量的通讯连接达到的,通讯系统需要维护的成本非常昂贵,这与经济条件相对落后的农村地区的配置是难以实现一致化的。
(二)就地控制模式
就地控制模式的实施手段主要是:在馈电线路中发生故障时,离故障点最近的交流高压自动重合器会检测到故障电流而断开闸道,进而引起线路内所有的分段控制器跳闸失去电压和电流供应。在某一段时间的设置之后,交流高压自动重合器出现第一次的合闸,合闸之后各段的分段控制器也相继重合。这时,如果是瞬间性故障,交流高压自动重合器会合闸成功,实现正常的供电;如果是永久性故障,那么距离故障点最近的交流高压自动重合器合闸失败,并因再次检测到故障电流而断开闸道,只有再经过某一段时间的设置之后才能够再次合闸。二次重合成功之后,在将故障进行隔离的同时也把故障信息通过配电网通讯系统上传到控制主站。这样一来,控制主站就能够迅速地对故障区域点进行核实检修,排除问题故障,实现配电系统正常的系统供电。
三、农村配电网自动化发展展望
提升通讯科技是目前农村配电网自动化所努力发展的趋势展望方向,载波通讯、扩频通讯、光纤通讯等都是現阶段比较先进的通讯技术,这些不同的通讯技术应用到不同的配电系统区域范围里,在经济便捷、安全可靠性方面还难以达成有效的统一一致。有的通讯方式虽然投入的成本费用较少,但是技术性不能满足实际需求,如前文提到的载波通讯和扩频通讯;而有的通讯却恰恰相反,技术可靠但是投资成本费用较大,无法适应在农村经济条件下发展。
目前通用无线分组业务General Packet Radio Service(简称GPRS)通讯方式是比较理想的,它既能在技术性方面满足农村配电网自动化的要求,又不需要使用大量的投资成本,对于一般农村地区的经济是可以承受的。通用无线分组业务开展的前提条件是该地区必须覆盖因特网络,现如今的绝大农村区域内已经基本得到覆盖,甚至在有条件的农村开始采用光纤通讯与GPRS业务相结合的通讯方式互相备用,取得了非常满意的效果。
通用无线分组业务是在全球移动通信系统基础上所发展起来的一种分组交换数据承载网络系统,它和传统的全球移动通信系统相比较具有以下几个方面的优势:第一,通用无线分组业务永不掉线。只要工作人员激活GPRS应用之后,就不会存在掉线的困扰,它类似于一种无线专属网络。第二,通用无线分组业务具备高速传输的功能,最高理论速度可以达到171kbps。
结束语:
总而言之,农村配电自动化是一项复杂艰巨的工程,只有充分了解农村配电自动化技术以及未来的发展规律,配电的自动化水平才能够得到快速的提升。
参考文献:
[1]戴晖.国外配电自动化技术与发展趋势的探讨[J].中国新技术新产品,2011(01)
[2]沈智鹏.配电自动化发展浅析[J].科技创新导报,2010(35)
[3]徐丙垠,李天友,薛永端.智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化,2009(17)
[4]陈毛昌,柳东升,卢文安.典型山区配电网自动化系统建设及发展方向思考[J].中国电力教育,2010(35)
[5]姜永豪.我国配电自动化现状及发展[J].黄冈职业技术学院学报,2011(04)