電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)中應(yīng)用的研究

電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)中應(yīng)用的研究

福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司徐品貴電力行業(yè)智能化發(fā)展，使得電氣自動(dòng)化應(yīng)用于供配電系統(tǒng)成為可能。伴隨著科技發(fā)展，供配電系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，安全可靠地助推電力行業(yè)發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)促使電氣自動(dòng)化成熟和完善，推動(dòng)電力企業(yè)的發(fā)展，也保障電力供配的安全可靠運(yùn)行。電氣自動(dòng)化應(yīng)用于供配電系統(tǒng)，可降低人為失誤，提高供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性，整體提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化能力。供配電系統(tǒng)承擔(dān)大部分工業(yè)用電和居民用電，包括電力高壓輸送、變壓、低壓輸送等環(huán)節(jié)，電氣自動(dòng)化以電氣自動(dòng)化技術(shù)和電氣工程特點(diǎn)，應(yīng)用于供配電系統(tǒng)可發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，全面提高供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，保障其安全可靠性。事實(shí)上，電氣自動(dòng)化應(yīng)用于供配電系統(tǒng)仍處于初步階段，按照智能電網(wǎng)建設(shè)要求實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化應(yīng)用的只占一部分。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)供配電的高效、安全、可靠、穩(wěn)定要求也更為迫切，對(duì)供配電系統(tǒng)提出更高要求。1電氣自動(dòng)化應(yīng)用于供配電系統(tǒng)概述供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力的供應(yīng)和分配是電力系統(tǒng)的基本組成。隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展，供配電需求以幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)提出新的挑戰(zhàn)。在供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化主要應(yīng)用是監(jiān)測(cè)和保護(hù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息化電力配置和供應(yīng)，同時(shí)使操作人員的安全得以保障。電氣自動(dòng)化還可實(shí)現(xiàn)故障分析，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)淘監(jiān)控，使異常在第一時(shí)間得到處置，保障電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。1.1電氣自動(dòng)化應(yīng)用的功能和特征基本功能。我國(guó)多數(shù)供配電系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)。通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，支持工作人員實(shí)時(shí)了解供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。電氣自動(dòng)化支持遠(yuǎn)程計(jì)量，節(jié)省人力，實(shí)現(xiàn)用戶電量的實(shí)時(shí)查詢。電氣自動(dòng)化還實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，避免外力影響。供配電系統(tǒng)通過(guò)電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，一旦發(fā)現(xiàn)故障保護(hù)機(jī)制切斷相應(yīng)單元電源，警示并將故障狀況及時(shí)提供給工作人員，提醒快速處理，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，避免停電事故。電氣自動(dòng)化可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，從根本上保障安全，使供配電系統(tǒng)各項(xiàng)功能的操作更為便捷。同時(shí)遠(yuǎn)程操作模式能使工作人員大幅縮減和優(yōu)化[1]。構(gòu)成特征。供配電系統(tǒng)為三層結(jié)構(gòu)即基礎(chǔ)層、中間層和管理層。管理層是最高層，目標(biāo)是使供配電網(wǎng)絡(luò)保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，整體實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化；中間層連接各節(jié)點(diǎn)設(shè)備，監(jiān)控和管理供配電系統(tǒng)；基礎(chǔ)層是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的最底層，獲取配電網(wǎng)信息，采集數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)、保護(hù)供配電系統(tǒng)運(yùn)行。1.2電氣自動(dòng)化應(yīng)用的意義智能化應(yīng)用效益。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)電能均勻分配，支持供配電穩(wěn)定、可靠性，并分析地區(qū)電力使用狀態(tài)，支持電能智能化調(diào)度，有效節(jié)約資源；運(yùn)維能力整體提高。通過(guò)遠(yuǎn)程終端自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，從根本上保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)供配電的電能質(zhì)量檢測(cè)和分析，及時(shí)處置供配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常，合理調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行，保持傳輸電能的高質(zhì)量[2]。電氣自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，準(zhǔn)確有效發(fā)現(xiàn)和快速分析各類隱患故障，將分析信息和解決方案?jìng)鬟f給管理人員，高效完成系統(tǒng)維護(hù)。1.3供配電系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀目前，我國(guó)大部分地區(qū)供配電系統(tǒng)較完善，少部分地區(qū)供配電能力不能滿足相應(yīng)需求。個(gè)別地區(qū)供配電設(shè)備老化、基礎(chǔ)設(shè)施不全，電力供配故障多發(fā)，存在一定安全隱患，供配電效率低、穩(wěn)定性差，整體服務(wù)不保障。在供配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理方面也存在一些問(wèn)題，管理人員調(diào)度較隨意，人員組織不科學(xué)。工作人員業(yè)務(wù)技能、工作方式與現(xiàn)行供配電要求不匹配，對(duì)供配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的巡檢無(wú)保證、故障發(fā)現(xiàn)和處理不及時(shí)[3]。2電氣自動(dòng)化在供配電系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用2.1計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的前提，計(jì)算機(jī)技術(shù)支撐下的智能電網(wǎng)涵蓋供配電系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)。智能調(diào)度系統(tǒng)提高了能源調(diào)度效率，緊密相連國(guó)家電網(wǎng)與各地區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)調(diào)動(dòng)實(shí)現(xiàn)跨級(jí)電網(wǎng)傳輸調(diào)動(dòng)和大小電網(wǎng)快速交替。供配電系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)信息化支持下，科學(xué)分析處理數(shù)據(jù)能力大幅提高，信息更為精準(zhǔn)、快速，保障供配電系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用。2.2網(wǎng)絡(luò)安全性電氣自動(dòng)化應(yīng)用必須提高配電網(wǎng)絡(luò)的安全性，保證外部使用專用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)專用網(wǎng)絡(luò)搭建，保障供配電系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立和安全穩(wěn)定，這也是電力調(diào)度和電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的安全關(guān)乎整個(gè)電網(wǎng)的安全，供配電系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)調(diào)度智能化，進(jìn)而確立網(wǎng)絡(luò)安全性是第一位的，要加強(qiáng)和完善調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的整體安全性，要以管理理念和技術(shù)創(chuàng)新方式保障安全性。電氣自動(dòng)化應(yīng)用于供配電系統(tǒng)，供配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全檢查要成為制度，由專家定期對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性作診斷。有效隔離電力調(diào)控，維護(hù)整體安全性，保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全傳輸。電氣自動(dòng)化不僅為控制系和生產(chǎn)系統(tǒng)提供保障，也能提高調(diào)度和生產(chǎn)的綜合安全性。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性要求，首先得落實(shí)到管理人員，要加強(qiáng)人員網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，健全法規(guī)和安全制度。要保證供配電網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)單向輸出[1]。2.3自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能監(jiān)測(cè)是其一項(xiàng)重要的系統(tǒng)功能。監(jiān)測(cè)功能包括運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程計(jì)量監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警監(jiān)測(cè)等。運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)是對(duì)電路的負(fù)荷及其電壓、電流、頻率、波形等參數(shù)作檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)保存、分析和處理。供配電系統(tǒng)一般會(huì)設(shè)置原始參數(shù)，如果實(shí)時(shí)參數(shù)遠(yuǎn)離預(yù)定值系統(tǒng)會(huì)警報(bào)提醒，并支持故障點(diǎn)排查，指導(dǎo)維護(hù)和檢修。遠(yuǎn)程計(jì)量監(jiān)測(cè)在很大的程度上降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，遠(yuǎn)程抄表方便快捷，支持電力用戶對(duì)用電量實(shí)時(shí)查詢，為大用電量企業(yè)用戶提供方便，能夠?qū)崟r(shí)掌握用電量以控制企業(yè)成本。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)是電氣自動(dòng)化通過(guò)預(yù)置算法實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)供電設(shè)備狀況和配電線路傳輸狀態(tài)作實(shí)時(shí)分析，保證供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)供配電線路異常時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，并為工作人員故障檢修提供技術(shù)信息支持，保障供配電系統(tǒng)電能輸出保持高質(zhì)量。供配電系統(tǒng)人工抄表模式效率低、人為誤差大。電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程計(jì)量檢測(cè)，避免了人為誤差，從本質(zhì)上節(jié)省了人力[3]。系統(tǒng)故障檢測(cè)功能會(huì)通過(guò)分析確定故障點(diǎn)并實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)終端并形成故障點(diǎn)資料，以支持維護(hù)人員維護(hù)工作。2.4完善系統(tǒng)服務(wù)電氣自動(dòng)化技術(shù)是全新技術(shù)，具有科學(xué)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、較高的控制性能，健全的設(shè)備保護(hù)機(jī)制；推動(dòng)電氣自動(dòng)化應(yīng)用，管理層可加強(qiáng)現(xiàn)行供配電系統(tǒng)整體服務(wù)能力，保證斷電的規(guī)模和時(shí)間可控，實(shí)現(xiàn)電能智能化分配，分地區(qū)分析用電量和穩(wěn)定性參數(shù)，保障各地區(qū)完整數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電能分配的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。再通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析和可視化技術(shù)，對(duì)各地區(qū)電力消耗與輸出實(shí)現(xiàn)信息收集和反饋。電氣自動(dòng)化管理是工業(yè)發(fā)展中新穎的管理模式，智能化管理為電氣化實(shí)現(xiàn)便利，為人們提供人性化、智能化管理模式。電氣系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，使智能化優(yōu)勢(shì)充分得以體現(xiàn)；把電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電氣工程中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣線路、電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況全面檢測(cè)和整體分析，使數(shù)據(jù)采集、保存和整理變得更為簡(jiǎn)捷，能實(shí)時(shí)掌握電氣設(shè)備和主要線路的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)檢測(cè)潛藏的安全隱患，通過(guò)分析快速排除[2]。2.5日常運(yùn)維工作運(yùn)維人員須加強(qiáng)對(duì)安裝在供電企業(yè)、發(fā)電企業(yè)的電能供配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督管理，避免遭到人為損壞。對(duì)于安裝在用電戶處所的電能供配電設(shè)備，電力部門應(yīng)對(duì)其做有效封印，避免受到隨意損害。應(yīng)盡量延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，保障用戶使用安全、穩(wěn)定的電能，應(yīng)及時(shí)淘汰磨損嚴(yán)重、年久失修的電能供配電設(shè)備。當(dāng)電能供配電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即通知相應(yīng)技術(shù)單位進(jìn)行專業(yè)處理。如貿(mào)易結(jié)算用電能供配電設(shè)備出現(xiàn)故障，供電企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)《中華人民共和國(guó)電力法》及相關(guān)法律法規(guī)及時(shí)處理。電力企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)維工藝監(jiān)督，當(dāng)電力企業(yè)工作人員收到故障異常信號(hào)時(shí)，應(yīng)立即報(bào)告給供配電所，并及時(shí)趕到故障發(fā)生處，對(duì)電能表、二次回路等做檢查，確定故障原因，采取相應(yīng)措施盡快處理故障。如電能供配電設(shè)備出現(xiàn)故障，相應(yīng)技術(shù)單位應(yīng)及時(shí)處理以免出現(xiàn)供配電偏差。日常工作中也應(yīng)提高責(zé)任意識(shí)，嚴(yán)格進(jìn)行調(diào)查，按差錯(cuò)電量計(jì)算方法對(duì)差錯(cuò)電量做合理計(jì)算。如果電能供配電有偏差或發(fā)現(xiàn)竊電問(wèn)題，供電所應(yīng)根據(jù)電能供配電設(shè)備故障引發(fā)的電量差錯(cuò)時(shí)間、原因按有關(guān)規(guī)定計(jì)算追退電量，并將計(jì)算結(jié)果上報(bào)市營(yíng)部審核，審核簽字后將信息傳遞給抄表員。用電管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)竊電行為的監(jiān)督[3]。3技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景3.1PLC技術(shù)應(yīng)用PLC技術(shù)是繼電控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果，克服了繼電控制系統(tǒng)接線復(fù)雜、高能耗、低靈活性等缺點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有利于實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制。PLC技術(shù)支持配電網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)的傳輸機(jī)轉(zhuǎn)換，以順序控制模式對(duì)供配電系統(tǒng)各組成部分實(shí)行獨(dú)立控制，整個(gè)電力系統(tǒng)以總線連接，保證配電線路的電能穩(wěn)定傳輸。3.2設(shè)備的協(xié)調(diào)配合與利用率繼電控制保護(hù)與電氣自動(dòng)化協(xié)調(diào)配合，保持繼電系統(tǒng)快速響應(yīng)和區(qū)域停電少的優(yōu)點(diǎn)，以電氣自動(dòng)化能力彌補(bǔ)供配電網(wǎng)繼電控制選擇性的欠缺。實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、變壓器、斷路器、線路和電流互感器的設(shè)計(jì)選型應(yīng)通過(guò)后備保護(hù)的運(yùn)行進(jìn)行穩(wěn)定校驗(yàn)。中國(guó)供配電網(wǎng)想要趕上先進(jìn)國(guó)家，首當(dāng)其沖的要從設(shè)備利用率入手。通過(guò)科學(xué)有效的方法分析總結(jié)，利用現(xiàn)代信息化技術(shù)，全面提高設(shè)備利用率，將是一種必由之路。3.3應(yīng)急能力與技術(shù)趨勢(shì)目前供配電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化故障處理，主要針對(duì)供配電網(wǎng)所出現(xiàn)的饋線故障。隨著供配電網(wǎng)現(xiàn)代化發(fā)展，供配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電源點(diǎn)、分段及聯(lián)絡(luò)等都將趨于合理，可通過(guò)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷的大規(guī)模轉(zhuǎn)移，供配電網(wǎng)電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，將大大提高批量開(kāi)關(guān)的操作效率。供配電網(wǎng)的電氣自動(dòng)化需建立起完善規(guī)范的管理體系，提高管理水平，要結(jié)合信息管理系統(tǒng)和供配電網(wǎng)電氣自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和信息一體化。要選擇科學(xué)有效的平臺(tái)，提高供配電網(wǎng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、可靠性。目前，供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化水平仍落后于整體電力系統(tǒng)，通過(guò)應(yīng)用電力系統(tǒng)成熟的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，加快實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化升級(jí)，整體改進(jìn)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行和管理水平，全面提高大家的勞動(dòng)生產(chǎn)率，使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效益大幅提升。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于供配電系統(tǒng)，其應(yīng)用效果明顯，將有效提高供配電系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，促進(jìn)供配電系統(tǒng)的各項(xiàng)功能的不斷發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化供配電網(wǎng)的建成；供配電系統(tǒng)發(fā)派須進(jìn)一步穩(wěn)定電力秩序，管理層應(yīng)以國(guó)家法律法規(guī)為前提，完善和改進(jìn)供