我國配電網自動化的發展是電力市場和經濟建設的必然結果, 長期以來配電網的建設未得到應有的重視, 建設資金短缺, 設備技術性能落后, 事故頻繁發生, 嚴重影響了人民生活和經濟建設的發展, 隨著電力的發展和電力市場的建立, 配電網的薄弱環節顯得越來越突出, 形成電力需求與電網設施不協調的局面。
關鍵詞:配電網自動化 現狀 發展方向
1 概述
我國配電網自動化的發展是電力市場和經濟建設的必然結果, 長期以來配電網的建設未得到應有的重視, 建設資金短缺, 設備技術性能落后, 事故頻繁發生, 嚴重影響了人民生活和經濟建設的發展, 隨著電力的發展和電力市場的建立, 配電網的薄弱環節顯得越來越突出, 形成電力需求與電網設施不協調的局面。
國家頒布設施的電力法的貫徹后, 電力作為一種商品進入市場, 接受用戶的監督和選擇, 甚至于對電力供應中的停電影響追究電力經營者的責任。另一方面, 高精密的技術和裝備對電能質量要求, 配電網供電可靠性已是電力經營者必須考慮的主要問題。
隨著市場觀念的轉變和電力發展的需求, 配電網的自動化已經作為供電企業十分緊迫的任務。城市電網, 從八十年代就意識到配電網的潛在危險, 并竭力呼吁致力于城市電網的改造工程,并組織全國性的大會對配電網改造提出了具體實施計劃, 各種渠道湊集資金, 提出更改計劃利用高技術、好性能的設備從事電網的改造。例:1990年5月召開了全國城網工作會議, 提出了城市配電網在電力系統的重要位置, 要求采取性能優良的電力裝備, 以提高供電能力、保證供電質量。根據電網供電的要求, 供電部門提出了配電系統對用戶供電的可靠性要求, 供電可靠性指標達到99.6%, 對機場、銀行及計算機網絡和服務監控中心是電力質量要求高的場所, 沒有可靠的配電網是無法保障的。
配電網綜合實施的改造是實現配電網自動化的基本前期, 沒有好的電網和電網結構、好的設備是不可能實現配電網自動化, 由于早期的配電網已經基本形成, 只能在原有配電網的基礎上進行改造, 難度大, 要力爭達到高自動化的目的, 做好統籌規劃, 從裝備上符合現代城市的發展要求,因此, 城市配電網電力裝備的基本要求是技術上*、運行安全可靠、操作維護簡單、經濟合理、節約能源及符合環境保護要求。
配電網的應用是經濟建設所決定的, 因此, 無論是大城市配電網還是小型城市、縣級城市甚至農村配網, 在配電網改造及配電網自動化應立足于以下幾方面:
1.1 立足于國情∶城市配電網的實際要求是結合配電網的實際問題, 以符合供電可靠性及用戶供電的要求,不搞形式、不追潮流、不盲目, 結合技術和經濟比較將有限的資金投入到較為實際有效的電網改造中去,解決較為突出的技術問題。
1.2 以保證供電可靠性為前提, 確保電力用戶用電的時效性, 滿足電力用戶的供電需求。無論電力能源緊缺, 還是電力富裕從用戶用電的實際要求為出發點, 做好用戶用電的服務工作避免其它事故所造成供電的影響, 體現用戶是電力經營部門的需要。
(1) 從用戶用電的實際要求出發, 保證用電的需求。
(2) 提高網絡的輸送能力, 做好網絡結構的調整;
(3) 提高技術裝備的可靠性及運行部門的免維護要求;
(4) 完善設備的自動化程度及故障的判斷能力。
1.3 滿足和確保供電的質量, 符合*用裝備和居民家用電器的要求, 避免高峰低谷, 電壓幅值, 頻率以及諧波對用戶都將產生不良的影響外, 采用調蜂、調壓來保證電能質量。
1.4 降低電網的損耗, 電能損耗是運行不可避免的, 但損耗決定于電網結構和輸送電負荷的條件來決定, 城市電網之一是增大導線截面, 降低線路的電阻率, 采用新的輸送電金具, 減少線路電能損失。采取無功就地補償, 提高功率因素合理調度和負荷分配, 優化網絡潮流, 經濟運行。
1.5 提高網絡的供電能力, 減少用戶的停電機率, 網絡的互供能力主要反應在網絡接線、負荷的合理調整。
1.6 采用自動化裝備, 提高設備的故障判斷能力和自動隔離故障, 恢復非故障線路的供電條件, 選擇自動化程度較高的自動化設備。
1.7 解決配電網用設備的技術性能, 提高設備的自身可靠性運行能力, 尤其是配電網開關設備的操動機構及內部結構適應于戶外(戶內)運行條件, 做到不檢修周期長, 設備運行可靠。大大地減輕運行人員的勞動強度和維護費用。
1.8 便于系統的監控, 方便配電網的經濟調度, 實時的網絡經濟分析, 歷史數據的記錄和查備, 事件記錄的查詢規劃。
當前我國配電網處于高速發展的時期, 國家從政策上給予很大支持, 具有相應的資金條件, 但我國配電網仍處于方案的探索時期, 特別是我國配電網的規模及覆蓋面, 市場之大是任何一個經濟發達或發展中國家*的, 而我國配電網的發展也是隨經濟發展同步進行, 為了探索我國配電網自動化方集, 先后對國外配電網的模式進行考察并在國內進行實際試點。但應該注意我國是一個大國, 我國的配電網與國外配電網有多方面的區別, 不可能*照搬和應用, 在吸收*技術和設備的基礎上, 開展中國配電網改造和自動化的研究是值得注意的問題。
(l) 電壓等級及運行方式的區別
我國35kV及以下配電網中性點為不接地系統, 規程規定允許2小時的帶故障運行, 以延續幾十年, 電網結構及系統規模都有了很大變化, 城市電網繁華區以電纜型供電為主, 電容電流大, 單相接地故障, 電弧不易熄滅而引起過電壓, 采取消弧設施, 中性點加電抗器, 自動補償, 又出現投資及維護問題。
(2) 電網的結構的差異, 國外中性點接地, 大量采用了單相重合器, 單相故障不影響其它二相正常供電。在我國配電線路中, 仍然以三相供電為主。
(3) 設備的技術性能和可靠性是由產品的結構來確定的, 國內產品可靠性有相當大的差距, 要發揮優勢, 立足于國產設備。對于關鍵技術和核心裝置可以引用并消化吸收, 但要注意優勢互補, 優點集中的方針, 這樣可大大節約資金, 又能達到相應的效果。
(4) 配電網自動化方案根據其特點進行實施, 不同的運行環境下, 對供電方式及可靠性會有較大的差異, 經濟條件所決定的方案也有所不同, 應從本電網的實際使用條件和狀況出發, 符合當地條件的配網。
2 當前我國配電網存在的問題
配電網的發展是隨城市建設規模及用電負荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的, 由于城市規劃與電力的條塊分割, 形成了不相適應配電網結構, 使配電網規劃及發展不適應城市的需求, 突出反映在如下幾點:
2.1 配電網絡電源點落后于城市建設的發展, 由于城市規模和商業的建立, 電源點容量及電能輸出受到限制, 尤其是配電電線的傳輸通道。
2.2 改革開放以來, 城市建設速度迅速, 負荷增長率高, 但電力配套建設不及時, 輸電線半徑小, 線路長, 瓶頸效應比較突出, 出現卡脖子現象嚴重, 電能輸不出去, 往往因此而引起停電事故。
2.3 出線通道影響與城市規劃不相適應, 有的地方改用地下電纜, 施工及投資不允許, 采用架空導線環境, 條件受限, 有的采用絕緣導線, 網絡復雜較為普遍。
2.4 早期建設的線路導線細、年久失修, 高能耗設備多, 線損率高, 由于導線半徑小及無功缺額較大, 合線損損耗大, 個別地區配電網損耗達到30%, 一般地區在l5%~20%, 造成能源大量浪費和環境污染。
2.5 供電不可靠因素增大, 由于配電網投資不足, 設備老化和技術性能低劣, 供電事故頻繁, 往往是一點故障引發全線甚至大面積停電事故。城市繁華地段, 重要場所的用戶停電, 影響社會治安及經濟市場。.
2.6 電網結構復雜, 環網聯絡接點較多。
2.7 城市電網改造涉及面廣, 要求較高, 停電難度大。
因此, 城市配電網實現自動化是一項綜合性的工程, zui基本的條件是應具有較為完善的多路電源的配電網點, 具有較好的城市規劃及電源路徑的分布, 有較為可靠的一次、二次設備, 城市建設的規模和經濟的發展對配電網提出了較高的要求, 各級部門都給以了充分的重視, 方案確定要可行, 在資金上投入到位, 形了一種較好的外部環境。
3 配電網系統的接線方案
由于配電網的復雜性, 不是單一方案就可以實現配網自動化要求, 對于不同的供電模式, 應具有不同供電方案, 以力求達到較的條件。
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