配电技术

2024-08-26

配电技术(精选12篇)

配电技术 篇1

摘要:简要分析了10kV配电网中配电柜和变压器的安装技术, 提出了在安装过程中的几点注意事项, 为10kV配电网线路变配电安装技术人员提供参考。

关键词:10kv,配电网,配电柜,变压器

变压器和配电柜是10 k V配电网线路中的重要设备, 采取正确的方法安装变压器和配电柜, 对提高设备的使用寿命和保证配电网的供电质量具有十分重要的意义, 应引起配电安装技术人员的重视。

1 10 k V配电网线路变配电安装技术

1.1 配电柜安装技术

1.1.1 埋设基础型钢

在埋设基础型钢的过程中, 应先根据施工图纸确定型钢安装的位置和高度, 然后确定型钢的中心线, 做好安装标记。做好安装标记后, 将基础型钢吊运至标注好的位置, 并调整到水平位置后进行固定。在固定的过程中, 应在基础型钢的底部铺垫一些钢筋, 将基础型钢和钢筋牢固地焊接在一起。在焊接牢固后浇筑混凝土, 这样可以有效地避免由于压力过大或其他原因造成的基础型钢下沉。

1.1.2 搬运配电柜

在搬运配电柜时, 尽量避开下雨天气, 防止设备被雨淋。在搬运配电柜之前, 应采取一定的措施固定配电柜, 这样可以防止由于配电柜设备中心不平衡导致的倾倒。如果有特殊要求, 可以采用分拆运输的方式, 在搬运的过程中尽可能避免配电柜设备的损坏。

1.1.3 检测配电柜

配电柜被运送至安装现场后, 应该有专业的技术人员对其进行开箱检测。检测的内容包括配电柜的型号、规格是否符合设计规定, 配电柜是否有损坏。如果发现配电柜有损坏应及时处理, 以免在之后的运行过程中造成不必要的安全事故。此外, 在检测配电柜时, 应小心谨慎, 防止人为原因对设备造成损坏。

1.1.4 安装配电柜

基础型钢上浇筑的混凝土凝固后开始安装配电柜。在安装过程中应根据设计图纸进行安装, 在不妨碍其他设备安装的前提下, 将配电柜放置在相应的位置, 然后进行微调, 保证所有配电柜的间距均匀、适中, 排列整齐。之后根据相关规定进行固定。配电柜的固定通常需要采用螺栓, 如果遇到特殊状况, 也可以采用电焊的方式进行固定。在焊接过程中, 应该保证每个配电柜至少要焊接四处, 且焊缝位于配电柜的内侧。应该注意的是, 自动装置盘、机电保护盘和主控柜不能采用焊接的方式进行固定。

1.2 变压器安装技术

变压器是10 k V配电网线中的重要组成部分之一。变压器的安装技术对整个配电网的运行十分重要, 也是10 k V配电网线路变配电安装技术的主要研究对象之一。

1.2.1 安装前的检查

在安装变压器之前, 应该由专业的技术人员对图纸资料中的各项内容进行研究, 在了解了相关的施工方法和技术指标后, 才能进行安装, 这样便于做好技术交底工作。在安装变压器设备之前, 应该认真检查变压器设备是否有生产许可证、产品合格证书、检验报告等, 必要时也应对变压器内的各种绝缘构件进行检查。如果发现有裂纹、缺陷、缺损等问题, 则立刻停止安装。在检查变压器油箱时, 应该采用合理的检查方法, 检查变压器的油路是否畅通, 变压器的油箱是否存在渗油、漏油的问题。同时, 还应该认真检查变压器设备的所有螺栓是否加固良好, 尽可能避免因变压器在运行的过程中出现松动而造成安全事故。

1.2.2 变压器的搬运

在搬运变压器时, 应该注意以下几方面: (1) 在搬运变压器之前, 应该设计好搬运路线, 必要时采取一定的应急措施, 防止突发状况的发生。 (2) 在起吊变压器装置时, 为了保证设备能够平衡起吊, 应该把绳索套在变压器设备的吊耳上, 避免偏移。 (3) 变压器设备起吊至一定高度后暂时停止, 由专业的技术人员对起吊状态进行检查, 确认准确无误后再继续起吊。 (4) 将变压器吊运至车辆上时, 应该选择容量较大的车辆。为了防止在运输过程中由于车辆颠簸造成的设备损坏, 应该用绳索对变压器设备进行固定。 (5) 在运输过程中, 车辆尽量避免剧烈的冲击, 保持匀速行驶, 保证设备的安全。 (6) 进行二次搬运时, 应该与电工配合, 注意控制好变压器的受力点, 保证其符合相关的规定。

1.2.3 变压器的安装

安装变压器, 应该注意以下几方面: (1) 安装设备之前, 应该先检查变压器设备是否存在损坏, 然后选择合适的方向进行变压器设备的入位。 (2) 确定好变压器的进入方向后, 选择正确的安装工具, 用吊链将变压器设备吊运至合适的安装位置。 (3) 变压器入位时, 应该注意两条轨道之间的距离。比如对部分拥有气体继电器的变压器, 应该根据变压器的气流方向, 控制变压器的高度, 这样能够有效降低变压器发生故障的概率。 (4) 通常情况下, 应该将变压器尺寸安装的距离误差控制在2.5 cm左右。如果安装图纸没有特殊的规定和说明, 变压器的安装距离应该控制在80 cm以上, 两个同门之间的距离通常应控制在1 m左右。

1.2.4 变压器的检测

在安装完成之后, 为了保证变压器能够正常运行, 应该对其进行检测。在检测变压器时, 应该检测变压器运行保护装置的安装状况、事故排油装置的安装状况、消防设备的安装状况和引线的安装位置。此外, 在变压器正式使用之前, 应该对其进行4~6次的全压冲击合闸试验, 经检测正常后, 才能将变压器投入运行。

2 10 k V配电网线路变配电安装注意事项

在10 k V配电网线路变配电安装的过程中, 应该注意以下几个方面: (1) 做好接地工作。安装接地装置是保证变压器和配电柜的必要措施, 接地装置高压侧避雷装置接地点、低压侧接地点、配电柜的外壳都应该和地线系统进行连接。 (2) 安装吸湿器。吸湿器是保证变压器正常运行的重要装置, 其作用是进行呼吸和过滤, 为变压器的储油柜提供优质的空气。在安装吸湿器时, 应在变压器使用前将密封垫拆下, 保证吸湿器能够正常工作。 (3) 安装避雷装置。避雷设备能够有效降低变压器和配电柜被雷、电击中的概率, 是保证10 k V配电网正常运行的重要装置。避雷器应该安装在跌落保险之后, 且与变压器保持同步投切的方式, 不能把避雷器安装在跌落保险之前。

3 结束语

1 0 k V配电网线路变配电设备的安装是一项系统性非常强的工作, 因此, 在安装过程中, 各环节工作人员应该各司其职, 严格按照规定安装变配电设备, 保证10 k V配电网的安全运行。

参考文献

[1]罗庆想.浅谈10 kV配电网变配电设备安装技术[J].商品与质量·建筑与发展, 2013 (11) :629.

[2]袁毅华.浅谈10 kV配电网线路变配电安装技术[J].华章, 2012 (30) :330.

[3]肖红波.10 kV配电网线路变配电安装技术[J].科技创业家, 2013 (17) :115.

[4]黄健.10 kV配电网线路变配电安装技术探讨[J].中国科技纵横, 2013 (15) :187.

配电技术 篇2

电缆线路

一、电缆中必须包含全部工作芯线和用作保护零线或保护线的芯线。需要三相四线制配电的电缆线路必须采用五芯电缆。

五芯电缆必须包含淡蓝、绿/黄二种颜色绝缘芯线。淡蓝色芯线必须用作N线;绿/黄双色芯线必须用作PE线,严禁混用。

二、电缆线路应采用埋地或架空敷设,严禁沿地面明设,并应避免机械损伤和介质腐蚀。埋地电缆路径应设方位标志。

三、电缆类型应根据敷设方式、环境条件选择。埋地敷设宜选用铠装电缆;当选用无铠装电缆时,应能防水、防腐。架空敷设宜选用无铠装电缆。

四、电缆直接埋地敷设的深度不应小于0.7m,并应在电缆紧邻上、下、左、右侧均匀敷设不小于50mm厚的细砂,然后覆盖砖或混凝土板等硬质保护层。

五、埋地电缆在穿越建筑物、构筑物、道路、易受机械损伤、介质体育馆场所及引出地面从2.0m高到地下0.2m处,必须加设防护套管,防护套管内径不应小于电缆外径的1.5倍。

六、埋地电缆与其附近外电电缆和管沟的平行间距不得小于2m,交叉间距不得小于1m。

七、埋地电缆的接头应设在地面上的接线盒内,接线盒应能防水、防尘、防机械损伤,并应远离易燃、易爆、易腐蚀场所。

八、架空电缆应沿电杆、支架或墙壁敷设,并采用绝缘子固定,绑扎线必须采用绝缘线,固定点间距应保证电缆能承受自重所带来的荷载,敷设高度应符合本规范第7.1节架空线路敷设高度的要求,但沿墙壁敷设时最大弧垂距地不得小于2.0m。架空电缆严禁沿脚手架、树木或其他设施敷设。

九、在建工程内的电缆线路必须采用电缆埋地引入,严禁穿越脚手架引入。电缆垂直敷设应充分利用在建工程的竖井、垂直洞等,并宜靠近用电负荷中心,固定点楼层不得少于一处。电缆水平敷设宜沿墙或门口刚性固定,最大弧垂距地不得小于2.0m。装饰装修工程或其他特殊阶段,应补充编制单项施工用电方案。电源线可沿墙角、地面敷设,但应采取防机械损伤和电火措施。

十、电缆线路必须有短路保护和过载保护。

室内配线

一、室内配线必须采绝缘导线或电缆。

二、室内配线应根据配线类型采用瓷瓶、瓷(塑料)夹、嵌绝缘槽、穿管或钢索

敷设,潮湿场所或埋地非电缆配线必须穿管敷设,管口和管接头应密封;当采用金属管敷设时,金属管必须做等电位连接,且必须与PE线相连接。

三、室内非埋地明敷主干线距地面高度不得小于2.5m。

四、架空进户线的室外端应采用绝缘子固定,过墙处应穿管保护,距地面高度不得小于2.5m,并应采取防雨措施。

五、室内配线所用导线或电缆的截面应根据用电设备或线路的计算负荷确定,但铜线截面不应小于1.5mm2,铝线截面不应小于2.5mm2。

六、钢索配线的吊架间距不宜大于12m。采用瓷夹固定导线时,导线间距不应小于35mm,瓷夹间距不应大于800mm;采用瓷瓶固定导线时,导线间距不应小于100mm,瓷瓶间距不应大于1.5m;采用护套绝缘导线或电缆时,可直接敷设于钢索上。

配电技术 篇3

关键词:10kV配电网;电网线路;变配电安装

中图分类号:TM728 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)14-0102-02

10kV的配电网线路重要组成部分就是变配电设备,所以对于变配电设备的合理安装,是能够有效地保障供电质量和增强设备使用寿命的前提条件。变配电设备在配网线路中起着重要的不可替代作用,对整个线路运行作用不仅仅是表现在对已经接到的电压、电能的转换,还影响到升降后电压发送,所以本文将以10kV的配电网的安装技术为研究课题,主要分析设备在安装技术的过程以及在安装过程中所需要注意的问题进行探讨。

1 变配电安装的技术研究

1.1 变压器

变压器是10kV的配电网线路重要的构件设备之一,同时变压器也是作为配电安装工作中最重要的内容。然而在实践的安装过程中,真正能够决定安装方式的是变压器的容量特性。一般情况下,变压器的容量如果在3150kW以上就要进行解体,而且一定要在安装场地进行组装,低于1600kW的变压器则对其整体安装便可。

1.1.1 搬运环节。对10kV的配电网线路来说,搬运环节对变压器的安装具有很重要的指导意义。然而在实践的安装过程中,通常忽略了对搬运环节的重视,因此,要确保搬运的成果和做到质量的保障,应该做到以下四点:

(1)在搬运之前要做好事先的准备工作,要对搬运路径的信息有一个全面而充分的了解。

(2)在对变压器进行起吊时,不要利用变压器油箱上面的吊环来进行起吊。应该把起吊的绳索套安全地系在油箱的吊耳上,并确保中心线的平衡,做到稳定起吊。

(3)在变压器起吊工作进行到一定高度之后,应该有专门的负责人员对变压器进行全面的检查工作。主要目的是看是否有损伤,在检测完毕后才能进行继续起吊工作。

(4)最后,在变压器运输车厢内,提早预备好一些枕木,以便对其进行安放。做好相关的绳索稳固措施,用来避免在运输过程中对其造成的颠簸伤害。并嘱咐司机控制好时速,以保证变压器内部的一些绝缘构件的安全。

1.1.2 安装环节。当把变压器运到选择的目的地后便可对其进行安装环节。通常情况下,室内的变压器基础后台远比室外地面要高出一部分,所以事先要选择一个和基础平面差不多高度的平台,最终的目的是利用平台把变压器转运到室内,以便来完成具体的安装工作。

1.1.3 检测环节。在变压器安装工作进行完毕后,要对其进行相关的检测工作,来检验变压器安装的质量效果,看其是否符合相关行业的标准。同时也可检验出一些质量隐患,所有的前提准备工作都是为了能够确保配电网线路在日后的运行工作中得以顺利进行。

1.2 配电柜

10kV的配电网系统的另外重要设备就是配电柜。它的规格分为低压配电柜和高压配电柜两类,而实际的运行应用中通常都是以高压的配电柜规格为主,用来完成电能的分配、接收电能等一些简单的运行功能。

1.2.1 埋设基础的型钢。埋设基础型钢是进行配电柜安装重要的准备工作。因此,在预埋时,要掌握好型钢中心线,并参考图纸的设计要求和标准来完成其安装的指导依据。这样才能把握好安装的高度、做出标记和完成固定等一些操作程序。

1.2.2 搬运和检测。搬运时首先应该选择好天气,最好选择在没有阴天、雨天的气候条件下进行装运。使设备避开阴天、雨天的潮湿影响。由于配电柜中心较高,所以在装运的过程中要注意平稳,避免在运输过程中的倾斜现象。在特殊条件下还可以拆掉一些比较容易损坏的部件来进行单独的装运。配电柜运到现场后,要对其进行检查,确定好规格、型号是否与原本设计相符。一些技术文件和相应的附属设备都要保证完好无缺。检查时需谨慎,避开对柜体的机械损伤。

1.2.3 安装。在确定好浇筑型钢混凝土的凝固之后,便可对配电柜进行安装。安装的工作是根据实际情况还有图纸本身的设计要求来进行的。在配电柜安装完毕后,要对其进行微调,以第一个配电柜位置为标准依据对其他的配电柜进行调整,来达到柜面的排列整齐和间隙均匀目的。

2 变配电安装所需要注意的问题

首先,要注意变压器和配电柜的导体连接性问题,要避免两个设备之间铜制或铝制螺母和螺杆之间发生铜铝连接的一些现象。并妥善处理好表面的氧化问题,否则会影响到设备的使用性能,严重的还会造成设备的损毁。

其次,是在避雷器和吸湿器的安设上,避雷器安设能够确保配电网的正常运行,保障其免受雷击的损害。吸湿器作为变压器内部的重要构件,主要目的就是为了保证变压器内部的清洁工作,过滤水分和一些杂质等,来确保变压器良好的绝缘功能。

最后,接地装置的工作要做好,一些具体的接地系统的操作要求是:把变压器低压侧部位用来接地电,高压侧的避雷器用来接地点和配电柜外壳,都应该和地线网络可靠地连接上。

3 结语

配电网络的设备安装技术性工作有着非常强的系统性,尤其对于10kV的线路配电安装来说,对于其安装的技术性工作要求非常高。因此,在实践的安装过程当中,应该确保各个安装的工作人员都要各执其责,责任分工明确到人头,责任的各单位之间都要密切的配合和协调。才能更好地促进10kV的线路配电安装的技术性工作能够顺利展开,更好地为配网线路下面的各个其他领域组织提供安全的用电保障。

参考文献

[1] 李恒灿,余金华,张晓沙.10kV配电网线路悬式瓷绝缘子劣化原因分析[J].广西电力,2007,(4).

[2] 阮永丽.10kV配电网合环转供电对线路保护的影响分析[A].2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C].2011,(11).

[3] 康庆平,卢锦玲,杨国旺.确定城市10kV配电网线路最优分段数的一种方法[J].电力系统自动化,2000,(7).

配电技术 篇4

1 智能配电网概念分析

智能配电网在智能电网中占着至关重要的位置, 因而国外学者在对其进行实践研究的过程中将配网侧化为自身研究重点, 且在配电网高级技术的基础上对其展开了深入的分析, 并总结出了其运行特性。 此外, 经过大量的实践研究表明, 智能配电网充分运用了控制技术、计算机、通信及网络技术, 且在智能配电网设备设置的过程中安置了配电网终端设备, 继而形成了可视化的配电网管理形式。 另外, 智能配电网在实际运行过程中更为注重鼓励电力用户参与到监督环节中, 继而及时发现配电网运行中凸显出的问题, 形成安全且经济的运行状态[1]。

2 配电网运行管理现状

配电系统处在电力系统末端位置, 且其直接面向用户, 因而在此背景下加强配电网运行管理手段是非常必要的, 其可有效满足用户用电需求, 并提升整体电能供给质量, 实现稳定性较强的电力系统运行目标。 但就当前配电网运行管理现状来看, 其仍然存在着某些不可忽视的问题, 且问题具体体现在以下几个方面:第一, 配电网建设存在着滞后于地区经济的问题, 从而导致电能供给质量始终无法满足用户需求;第二, 当前配电网运行管理中还存在着电能损耗较大的问题, 继而由此引起了用户停电现象的发生, 基于此, 电力部门在发展的过程中应提高对此问题的重视程度;第三, 配电网运行管理中的问题亦体现在配电网自动化程度远低于输电网, 最终影响到了整体供电质量。

3 智能配电网技术在配电网规划中的具体应用

3.1 智能自动化技术

随着配电网规划的不断发展, 智能自动化技术被广泛应用于配电网实际运行中, 智能自动化技术在配电网规划中的应用实现了对配网自动化规划方案内容的有效规范, 并带动相关技术人员在实际工作开展过程中能充分发挥智能调度信息一体化功能, 构建相应的配电自动化主站, 且形成主站、子站等。 继而便于系统操作人员开展相应操作行为。 此外, 智能自动化技术在配电网规划中的应用也逐渐实现了智能预警运行模式, 继而促使操作人员可通过监测信息的观察及时发现配电网运行过程中存在的故障问题, 最终将故障损失降至最低。 另外, 智能自动化技术也逐渐实现了实时调度、远方监控、分布式等功能, 并基于安置用户终端配电设备的基础上实现了对用户信息的有效采集及处理, 最终由此保障了骨干网络通信需求, 且提升了信息整体利用效率[2]。

3.2 参数量测技术

参数量测技术也是智能配电网技术在配电网应用中的表现形式, 同时, 参数两侧技术在配电网中的应用也逐渐实现了数据向数据信息的转换, 继而在此基础上便于相关技术人员在对系统进行操控的过程中可通过对数据信息的分析全面掌控评估电网运行现状, 最终避免配电网规划过程中呈现出的用户窃电行为, 同时达到精准化的电费评估效果。 此外, 在传统配电网规划中电磁表计的应用已经无法满足智能配电网发展需求, 因而在此背景下应强调对参数量测技术的应用, 从而达成电力部门与用户间的双向沟通, 缓解传统配电网规划中凸显出的高峰电费费率计算问题, 达到最佳的费率计算状态。 另外, 参数量测技术的应用亦可及时告知用户费率政策改革信息, 满足用户服务需求。 从以上的分析中即可看出, 在配电网规划中强调对参数量测技术的应用是非常必要的, 因而应提高对其的关注度。

3.3 分布式能源发电技术

近年来, 分布式能源发电技术被广泛应用于智能配电网规划中, 而其技术的应用源自于《 分布式电源接入配电网设计规范》 。 分布式能源发电技术的合理应用为用户带来了较大的便利条件, 即通过在用户周围安置分布式发电的方式促使用户可利用用户端平台对系统运行方式进行操控, 最终达到配电网平衡调节的目标。 此外, 就当前的现状来看, 分布式发电可被划分为太阳能、生物质能及海洋能等几种类型, 其缓解了传统配电网技术层面的问题, 且实现了不消耗化石燃料发电过程。 同时, 并网方式较为灵活也是分布式能源发电技术凸显出的优势。 为此, 应强化对其的合理运用。 另外, 在现代化科学技术不断发展的背景下, 分布式能源发电电源控制保护、监控、测量一体化技术得以实现。 为此, 强化对其的运用可在一定程度上提升配电网运行稳定性, 并就此解决能源消耗问题[3]。

3.4 电动汽车充换电技术

在《 电动汽车充换电设施接入电网技术规范》 中强调了运用电动汽车充换电技术的重要性, 因而在此基础上, 当代政府在实施配电网规划过程中将其融入到其中, 并对其展开大力推广行为, 争取到2018 年将电动汽车数量提升至400 万辆。 在配电网规划中电动汽车作为移动储能设备其可实现削峰填谷的配电网运行目标。 为此, 应提高对其的重视度, 达到最佳的智能配电网运行状态。 此外, 在此背景下为了提升配电网运行的安全性, 要求相关技术人员在对电动汽车交换电进行运用的过程中应安装滤波设备, 继而缓解配电网运行中凸显出的电能质量问题, 为用户营造高质量的用电环境[4]。

结束语

综上可知, 随着现代化科学技术的不断发展, 智能配电网建设问题逐渐引起了人们关注, 但由于当前智能配电网运行管理中仍然存在着某些不足之处。 基于此, 当代电力部门在配电网规划过程中应强调对自动化配电技术、参数量测技术、分布式能源发电技术及电动汽车充换电技术的应用, 继而为人类营造一个良好的用电环境, 并促使其在此环境中能避免断电现象的发生。 此外, 在配电网规划过程中提升技术人员创新意识也是非常必要的。 为此, 政府部门应提高对其的关注度。

参考文献

[1]何开元.智能配电网大数据应用需求和场景分析研究[J].中国电机工程学报, 2015, 12 (2) :287-293.

[2]汪海蛟.微电网技术在主动配电网中的应用[J].电力自动化设备, 2015, 15 (4) :8-16.

[3]王少荣.Simplici TI无线自组网在配电网智能监控系统中的应用[J].电力系统自动化, 2014, 24 (7) :83-87.

配电箱安全技术交底 篇5

配电箱安全技术交底

配电箱安全技术交底总包单位: 班组(分包单位):分项工程: 施工部位:安全技术与主要危险源交底: 配电箱要有专人(电工)负责,其它任何人不得擅自打开乱接线。配电箱,开关箱应采用铁板或优质绝缘材料制作,铁板的厚度应大于1.5mm,并能防雨防尘。总配电箱应设在靠近电源的地区,分配电箱应装设在用电设备负荷相对集中的地区,分配电箱与开关箱的距离不得超过期30m,开关箱与其控制的固定式用电设备的水平距离不宜超过3m。总配电箱应装设总隔离开关,总熔断器以及漏电保护器。总开关电器的额定值,动作定值与分路开关电器的额定值,动作态度值相适应。动力配电箱与照明配电箱宜分开设置,如合置在同一配电箱内,动力和照明线路应分路设置。配电箱,开关箱应装设端正,牢固,移动式分配电箱,开关箱应装设在固定的支架上,固定式分配电箱,开关箱的下底与地面的垂直距离应大于1.3m,小于1.5m,移动式分配电箱,开关箱的下底与地面的垂直距离大于0.6m,小于

1.5m。配电箱内的电器应安装在金属或非木质的绝缘电器安装板上,然后整体紧固在配电箱箱体内,金属板与配电箱箱体应用电线连接。配电箱和开关箱的金属箱体,金属电器安装板以及箱内电器不应带电金属底座。配电箱金属外壳有可靠接地,接零,接地线必须用多股铜芯线及专用接地线,接地电阻不得大于4Ω。保护零线应通过接线端子连接。配电箱引入、出线应加护套分路成束,电缆不得有老化、破皮、漏电,电缆横穿道路时,应采用保护措施。和开关箱的连接应采用绝缘导线,接头不得松动,不得有外露带电部分。进出线,并做好防水弯,导线束不得与箱体进出口直接接触。移动式配电箱和开关箱的进出线必须采用橡皮绝缘电缆。配电箱,开关箱内的电器必须可靠完好,不准使用破损,不合格的电器。配电箱,开关箱内不得挂接其它临时用电设备。必须实行“一机一闸一触保”制,严禁用同一开关电器直接控制两台以上用电设备(含插座)。开关箱内必须装设漏电保护器。灵敏度的检查由专职电工负责,按时检查并做好记录及交接班记录。所有配电箱应标明其名称,用途,并作业分路标记。配电箱、开关箱内应配锁,安全标志,箱内无杂物,积灰,接线牢固整齐,移动式配电箱离地有0.6m.漏电开关开闸后,必须检查原因后,方可送电。电工必须随时检查,发现问题及时整改,遇到难以解决问题及时向项目部汇报,并作定期检查记录〈接地电组每月一次,漏电保护器每周一次〉。技术负责人:作业指导: 施工员:被交底人: 日期:

浅析配电系统谐波治理技术 篇6

1. 配电系统中的主要谐波源分析

1.1 电力变压器

变压器励磁电流的谐波含有率和它的铁芯饱和程度直接相关。正常运行时,电压接近额定值,铁芯工作在轻度饱和范围,此时谐波不大。但在一些特殊运行方式,如夜间轻负荷期间,运行电压偏高,导致铁芯饱和程度较严重;励磁电流占总负荷电流的比重变大,谐波增大。另外,由于经济原因,变压器所使用的磁性材料通常在接近非线性或就在非线性区域运行。在这种情况下,即使所加的电压为正弦波,变压器的励磁电流也是非正弦的;如果励磁电流是正弦波,则电压就是非正弦波,從而产生谐波。电力变压器产生的谐波以3次为主。

1.2 荧光灯

荧光灯及其电子镇流器的伏安特性是严重非线性的,因此会引起严重的谐波电流,其中3次谐波含量最高。当采用电子镇流器的荧光灯安装数量较多时,其电源干线的中性线上会流过很大的3次谐波电流。如果荧光灯采用电感镇流器并接有补偿无功功率的电容器,则3次谐波电流还很有可能引起谐振而使谐波放大,会使电压波形也发生严重畸变。

1.3 整流装置

感性负载的整流电路产生谐波污染且功率因数滞后。电压型变频装置、开关电源和不间断电源等都属于这种装置。民用建筑中常见的电视机、个人电脑、打印机等设备,都含有开关电源,由于它们数量庞大,故也是民用建筑中主要的谐波源。整流装置所产生的谐波特征频率取决于脉冲数。

1.4 变频装置

变频装置主要应用于低速、大容量的交流调速设备,例如电梯、水泵等等。目前,常用的变频装置一般均采用普通晶闸管构成的桥式电路或12相电路,利用电网电压进行换相,通过相位控制的方法得到所需的正弦电压输出波形。由于采用相位控制,变频装置的输入端需要提供滞后的无功电流,致使系统的输入功率因数较低。另外,由于输入电流受到输出波形的调制,输入电流不仅含有一般整流电路中的特征谐波,而且含有与输出频率有关的谐波,使得整个输入电流的频谱较为复杂。通常变频装置功率都较大,因此其谐波和无功功率对电网的影响不容忽视。变频装置所产生的谐波特征频率取决于脉冲数。

1.5 交流调压装置

交流调压电路分为移相控制和通断控制两种类型。大量应用于灯光调节、异步电动机的启动和调速。移相控制的电路电流高次谐波成分较高;通断控制虽然高次谐波少,但在电源基波频率附近集中了许多含量较高的间谐波。总而言之(特例除外),非线性配电设备和非线性用电负载导致配电系统中的谐波电流,而谐波电流流经配电系统的阻抗,又导致了谐波电压。

2. 谐波对电能损耗和配电系统设计的影响

2.1 谐波对电能损耗的影响

在理想正弦波的情况下,无功功率Q仅仅反映了电能在电源与负载之间交换或传递的幅度,极少消耗功率(仅仅是相位滞后引起的工作电流增量部分所致的导线发热损耗)。但是,在谐波环境中的无功功率Q中,部分反映了电能在电源与负载之间交换的幅度,还有一部分则主要作了无用功。这是因为除了白炽灯、电热丝等少数装置外,多数用电设备(如电动机、变流器等)都被设计成工作于50Hz的正弦波电网中,故它们不能有效地利用谐波和间谐波电流。于是这部分能量就只能通过发热、电磁辐射、振动和噪音等途径耗散掉,成为无用功(但毕竟还是作了功的,这与理想正弦波中的无功功率在物理意义上完全不同),并同时造成各种环境污染。因此,谐波导致了配电系统和用电设备的额外电能损耗(其最明显的现象就是谐波使得设备工作电流增大)。

2.2 谐波对功率因数计算方法的影响

功率因数是指有功功率和视在功率的比值,电气系统存在谐波时的实际功率因数为:

PF=P/S

式中:P—有功功率;

S—视在功率。

在理想正弦波的情况下,功率因数则为:

cosφ=P1/S1

式中:P1—基波的有功功率;

S1—基波的视在功率。

但是,在谐波环境中,由于谐波的存在,使得PF<cosφ,即:

PF=P/S=P/S1•S1/S=PFdisp•PFdist

式中:PFdisp—位移功率因数;

PFdist—畸变功率因数。

2.3 谐波对功率因数补偿方法的影响

传统的静电电容补偿方法只能解决由于电流相位滞后导致的无功功率问题,而对由于谐波、间谐波等频率不合所致的无功功率却无能为力。因此,在谐波环境中,计算静电补偿电容的容量时,应当扣除非相位所致(即畸变所致)的无功功率,而且这部分无功功率必须用配置电抗器、滤波器等治理谐波的方法来解决。简言之,在谐波环境中,无功补偿必须相位校正和谐波抑制双管齐下。

2.4 谐波对无功补偿电容器耐压参数的影响

谐波会在热效应、耐压等方面给补偿电容器带来负面影响,故应根据谐波状况来调整电容器的耐压参数,工程设计中通常用下述方法来确定其参数。

(1) 根据谐波源设备的拥有量来确定补偿电容器的耐压参数。

(2) 根据实测总谐波畸变率确定补偿电容器的耐压参数。

应当注意的是,谐波还会导致电容器过载、过热,故谐波还会影响电容器的容量选择。

2.5谐波导致配电系统的谐振风险增大

配电系统中, 无功补偿电容器和变压器电抗在一定条件下可以形成串联或并联谐振电路。前者将从电网吸入谐振频率及其相近频率的谐波电流, 从而导致电容器过载, 同时在电容器和电感上产生极高的电压, 导致相关设备绝缘击穿; 后者将向电网注入经谐振电路放大数倍的电流, 从而导致电容器、变压器及导线过载, 同样也会产生极高的谐波电压, 导致相关设备绝缘击穿。为避免发生系统谐振, 必要时应作谐振计算。系统的谐振频率可按下式计算:

式中:

QC—电容器的额定容量,Mvar;

SCC—母线处系统短路容量,MV•A。

电容器容量的增加,导致谐振频率向低值偏移;反之,系统短路容量的增加,则导致谐振频率向高值偏移。

补偿电容的分组也应避开系统谐振点,必要时可以接入适当的电抗器来改变系统参数,以防发生谐振。

3. 谐波的预防

3.1清源与截流并重

首先,要减少配电和用电设备的谐波产出。选择变压器时,除了考察其空载损耗、负载损耗等节能指标外,还要关注其磁饱和特性;对于变频器、整流器、调光装置等用电设备,应规定其谐波发射限值。

另一方面,要在配电网络中采取简便有效的谐波阻断措施,例如,选用D,yn11型配电变压器,可以有效阻断3次及其倍数次谐波电流在高压侧与低压侧之间的传输,从而减小这部分谐波电流对电力系统的污染。

3.2 谐波源相对集中布置便于日后治理

谐波源设备集中布置,对于谐波治理是比较有利的。医院医技楼的X光机、核磁共振设备以及其他造影设备最好集中在一台或一组配电变压器上,且宜集中布置在一条或两条配电干线上。这样既有利于实现相关线路的低阻抗设计,也有利于采取有源滤波等谐波治理措施。

4. 常用的谐波治理方法

4.1 利用串联电抗器抑制谐波

背景谐波含量较高或可能发生并联电容器组的电容与系统电感间并联谐振时,并联电容器组应串接消谐电抗器,并注意电抗器参数选择,防止发生系统谐振。

串联型调谐电抗器配比计算方法,在调谐频率fh处:

XL=XC/h2

式中:XL—電抗器基波感抗值;

XC—电容器基波容抗值。

在确定电抗器容量时,应使实际调谐频率小于理论调谐频率(即希望抑制的谐波频率),以避免发生系统的局部谐振。还应考虑一定裕度,因为当电容器使用时间较长后,其介质材料退化,从而导致电容值下降,引起谐振频率的升高。串联型调谐电抗器配比选择见表1。

表1串联型调谐电抗器配比选择表

应当注意的是,工程设计中电抗器的配比一般不小于1%,这是因为抑制电容器涌流也需要配置约1%的电抗器。

4.2 设置滤波器

4.2.1 无源滤波器的设置原则

当配电系统中具有相对集中且持续工作的大容量(如200kV•A或以上)非线性负载时,宜选用无源滤波器。

4.2.2 有源滤波器的设置原则

当配电系统中具有大容量(如200kV•A或以上)非线性负载,且变化较大(如断续工作的设备等),用无源滤波器不能有效工作时,宜选用有源滤波器。

4.2.3 复合型滤波器的设置原则

复合型滤波器由无源滤波器和有源滤波器组合而成,由无源滤波器吸收一个或数个功率较大且稳定的特定频率的谐波,再由有源滤波器消除其余谐波。

当配电系统中既具有相对集中且长期稳定运行的大容量(如200kV•A或以上)非线性负载,又具有较大容量的经常变化的非线性负载时,宜选用复合型滤波器。

4.3 设置静止无功发生器(SVG)

无功功率变化较大且谐波严重的系统中宜采用静止无功发生器,在进行功率因数补偿的同时,也能在一定程度上实现对谐波的抑制。

必须注意的是,如果在变电所低压配电室中设置SVG装置,对高压侧(公共电网)而言,谐波治理的效果较好,但对用户侧(低压电网)的电能质量却毫无改善。

5.结束语

总之,谐波治理是综合治理过程,是改善供电品质的重要手段。在供配电工程设计中,谐波电流及相关参数的早期估算仍是一大难题。然而,谐波所致的无功功率是客观存在的,它对无功功率补偿计算、电容选型、导线选择、开关整定等方面的影响应当引起设计人员的足够重视。

参考文献

[1] 李春艳,建筑配电系统谐波分析及防范[J]建筑经济,2009.12

配电技术 篇7

1 城市智能配电网规划的重要性

在城市用电需求不断提高的背景下, 传统配电网规划形式已经无法满足实际用电需求, 所以必须将智能配电网技术应用于城市配电网规划中。通过规划、建设城市智能电网, 可以加强对城市配电网负载的预测, 提高配电网负载预测的精准性, 为制定配电网规划方案提供可靠依据。同时, 还可以实现配电网运行结构的最优化, 提高城市配电网运行水平及经济效益, 为人们日常生活以及各项建设事业提供高质量用电。并且, 还可以提高电网企业的服务水平, 为电网企业发展指明新的道路, 帮助电网企业做出正确决策, 增强电网企业的综合实力, 为促进电网的企业的健康发展提供重要保障。

2 智能配电网的关键技术

2.1 分布式发电技术

对于分布式发电技术, 在《分布式电源接入配电网设计规范》中有着较为详细的介绍, 其基本含义是以用户所在地为中心, 在其周围设置能够自发自用运行的发电设施, 或者能够将其他能量转化为电能的装置, 保证发电设施能够根据用户实际需求自主调节电能供应量, 实现自给自足的供电效果。太阳能、风能、地热能、天然气等清洁无污染能源发电都属于分布式发电技术, 能够利用电机或者变流器等装置, 将这些能源所生产的电能与城市配电网连接成一个整体, 如图1所示。

分布式发电技术较之传统发电技术, 有着众多优点, 在保护生态环境的同时, 可以降低电能的无功损耗, 具有较高的环保效益和经济效益, 同时, 还具有较强的灵活性。但是分布式发电技术也存在技术成本高、随机性大等缺点, 所以还需要不断进行技术改进, 制定规范、统一的技术标准[1]。

2.2 自动化配电技术

自动化配电技术是智能配电网中的一项重要技术, 可以有效提高配电网的整体运行水平及经济效益。在利用自动化配电技术的时候, 应该以满足地区实际用电需求为首要原则, 以提高配电网服务质量为根本目的, 结合配电网结构特点以及运行管理方式, 将自动化技术与配电网科学结合[2]。

在制定配电自动化规划方案的时候, 首先要按照配电网结构组成, 以城市为单位将其划分为多个区域, 在一个区域内设立一个配电自动化主站, 以主站为核心设立多个分站, 以网络位平台支撑, 以通信技术和网络计算机技术为技术支持, 结合GIS技术, 形成配电网通信终端, 构建规范化、系统化、整体化的配电网系统结构。在主站、分站以及通信终端的分工合作下, 完成配电网的自动化运行。

2.3 电动汽车充换电技术

基于可持续发展理念以及节能减排生活模式的提出, 就需要大力推广电动汽车, 以此来减少汽车尾气排放量, 降低汽车尾气对城市大气环境的影响, 保证城市空气清新, 为人们提供更加健康、环保的城市环境。为了满足电动汽车的充换电需求, 就需要在配电网规划中应用电动汽车充换电技术, 调整配电网规划结构。在城市电动汽车数量持续增加的背景下, 利用电动汽车充换电技术, 可以满足电动汽车移动储能需求, 实现削峰填谷, 平滑电网负荷的效果, 同时, 还能实现充换电过滤设备的就地安装, 避免电力电子开关降低电能质量。其中电动汽车充换电站如图2所示。

3 基于智能配电网关键技术的城市配电网规划要点

3.1 配电网负荷预测

对配电网负荷进行准确预测, 可以保证配电网规划方案的科学性及可行性, 为配电网的正常运行提供保障。

首先, 对该地区长期规划图的使用性质来设置相应的密度负荷指数, 并且采取目的指标的方法来对电网中的电力负荷进行有效的预测, 从而得出未来该城市用电量以及负荷的总数[3]。

其次就是通过采取数学的模式, 并且根据长期电力以及负荷作为目标, 同时对历史电脑了以及负荷中间相结合进行预测。

最后就是根据预测的结果以及负荷的总数, 通过采取远大近小的原则, 来预测出近期比较准确的电力以及负荷量。与此同时, 通过对这一期间的土地实用性来对负荷分布的情况近小预测。

3.2 配电网规划方式

配电网规划方式会对配电网运行效率及稳定性造成很大影响, 所以在规划城市配电网的时候, 可以利用智能配电网技术对配电网的规划方式进行改进。传统配电网规划方式, 大多是规划人员根据以往工作经验, 对多个规划方案进行比较, 选择最为合适的一种, 这种规划方式缺乏客观判断, 无法保证配电网规划的科学性及可行性。

利用智能配电网技术进行城市配电网规划时, 可以采用数学优化模型的方法来满足电力系统的而要求, 同时也能够选定最佳的规划方案。理清规划过程中的决策变量、目标函数以及运行变量之间的关系, 从而结合整个电力系统的运行性能的指标, 进而科学的选择线路, 并且得出相关的结论。

3.3 配电网经济性评估

对配电网经济性进行评估, 是城市配地网规划中的一项重要工作。通过对配电网经济性进行科学评估, 可以对多个规划方案进行比较, 从中选择经济效益最高的一种, 实现配电网规划建设价值的最大化。将智能配电网技术应用于城市配电网规划中, 可以以冲盈利的能力、财务生产的能力以及偿债能力等, 作为配电网经济性评估标准, 对配电网所带来的经济收益进行正确预算, 并对项目偿还贷款的能力以及投资回收的能力进行判断, 同时, 还需要对配电网规划项目中的可用流动资金进行考虑, 保证资金链条的完整性, 为城市配电网的正常运行提供保障。从这些方便对配电网的经济性进行评估, 可以有效提高配电网规划水平和规划质量。

4 结语

基于城市用电需求的提高以及科学技术的迅速发展, 智能配电网已经成为城市配电网规划建设的必然发展趋势, 所以就需要应用新型技术对原有配电网规划结构及规划方式进行改进、优化。通过将智能配电网技术中的分布式发电技术、自动化配电技术、电动汽车充换电技术应用与城市配电网规划中, 从配电网负荷预测、规划方式、经济性评估等方面进行综合考虑, 可以实现对电力能源产业结构的调整, 协调城市配电网建设与生态环境之间的关系, 提高城市配电网规划水平和经济效益。

参考文献

[1]韩文源.基于智能配电网关键技术的城市配电网规划[J].工程技术:文摘版, 2016, (7) :00196-00196.

[2]白峪豪.基于智能配电网关键技术的城市配电网规划[J].电网与清洁能源, 2015, (3) :79-83.

配电技术 篇8

关键词:配电网线路,变配电,安装技术,质量控制

随着时代的进步和科学技术的发展, 各种新的电气设备不断涌现, 在为人们的生活和社会生产提供便利的同时, 对于电力行业也提出了更高的要求。作为电力系统的重要组成部分, 配网线路中的变配电设备对于电力系统的稳定运行时非常重要的, 直接关系着人们生产和生活的正常进行。因此, 做好配电网线路变配电设备的安装, 确保其安装质量, 是当前电力工作人员需要重点关注的问题。

1 变压器的安装与质量控制

变压器是利用电磁感应原理对交流电压进行改变的装置, 简单来说, 就是可以实现电压的升降。在10k V配电网线路中, 变压器的重要性是不言而喻的, 其安装质量直接影响着整个配电网线路的运营质量, 需要电力工作人员的充分重视。

(1) 变压器选择:当前市场上变压器的种类是多种多样的, 不同变压器的容量特性存在着一定的差异, 因此, 安装人员需要结合线路的实际情况, 以变压器的容量特性为依据, 对其进行合理选择, 确保变压器设备能够有效满足线路的需求。

(2) 变压器检查:在进行安装前, 需要对变压器相关设备进行全面检查, 检查内容包括合格证、使用说明、出场证明等, 保证变压器的质量, 同时, 要对设备的外观、绝缘构件等进行细致查看, 如果发现有缺损或者裂纹现行, 应该及时对变压器进行更换, 消除质量隐患。

(3) 变压器运输:首先, 在运输前, 需要做好相应的准备工作, 了解运输的途径及相关信息;其次, 需要结合变压器的体积, 对车辆进行合理选择, 在资金允许的情况下, 选择体积相对较大的车辆, 同时使用绳索等对变压器进行固定, 避免运输途中对于变压器设备的损坏;然后, 车辆在行驶过程中应该尽可能保持匀速, 如果路面状况较差, 则应该放缓车速。

(4) 变压器安装:在对变压器进行安装时, 需要结合工程图纸, 明确变压器以及附属设备的安装位置, 之后确定变压器入室方向, 利用三步塔和吊链, 将设备吊放到临时轨道, 避免变压器设备的磕碰。当变压器安装到预定位置后, 需要调整变压器的方位和角度, 确保其与墙体之间的距离可以满足设计要求。变压器安装完成后, 为了保证运行安全, 还需要安装相应的地线, 保证有效接地。

(5) 质量控制:在变压器安装过程中, 需要在现场安排相应的管理人员, 对变压器安装的质量进行严格控制, 确保其能够完全按照设计图纸进行。同时, 要对变压器的运行状况进行检测, 确保其引线位置正确、接地线绝缘性能良好, 如果使用的是油浸变压器, 则还需要检查其油门是否打开, 指示是否正常, 带电后是否会出现漏油现象, 及时发现安装中存在的质量隐患, 并做好相应的调试工作, 保证变压器的安装质量。

2 配电柜的安装与质量控制

配电柜可以分为高压和电压两种, 是配网线路中的重要设备, 一般情况下, 变电站使用的多是高压配电柜。

(1) 基础处理:基础型钢的埋设是配电柜安装的重要环节之一, 直接影响着配电柜安装的质量, 需要安装人员的重视。在对基础型钢进行预埋时, 需要做好测量放样, 掌握型钢的中心线, 同时参考安装图纸的设计要求进行安装, 对于安装高度、固定形式等需要充分重视。

(2) 设备运输:配电柜设备的运输应该选择晴朗天气, 避免出现受潮现象。在运输过程中, 应该保持设备的平稳, 尽量避免设备的倾斜, 以免给设备的安装和使用带来不便。对于一些容易损坏的元件, 可以拆卸下来单独进行运输, 确保其安全和完整。

(3) 设备检测:配电柜在运到安装现场后, 需要进行相应的检测工作, 明确配电柜的型号、规格等参数, 确保其与设计相符合。需要注意的是, 在检测过程中, 应该严格按照相关规范进行操作, 避免对设备造成损伤。

(4) 设备安装:对于配电柜的安装应该严格依照施工图纸的要求, 在不影响其他设备的前提下, 自内向外安装。要保证配电柜排列整齐, 间距适中, 在调整好配电柜的位置后, 应该进行加固。如果采用螺栓固定, 则需要调整好螺栓位置, 避免对设备的影响, 如果采用焊接固定, 则应该讲焊接缝留在配电柜内侧, 以免影响配电柜的美观性。

三、附属设备的安装与质量控制

对于10k V配电网线路的变配电安装而言, 附属设备主要包括接地装置、避雷设备及导线等, 这里对其进行分别分析。

(1) 接地装置:接地装置的作用是保证变配电设备的安全运行, 在安装过程中, 应该保证地线系统与配电网高压侧避雷设备、变压器低压侧接地线以及配电柜外壳进行有效连接。

(2) 避雷设备:通常来讲, 避雷器一般安装在变压器高压侧, 同时采用与变压器同步投切的方法, 以确保其作用的有效发挥。

(3) 导线:在变压器和配电柜安装时, 接线柱通常会采用铝质或者铜质的螺杆螺帽, 在连接时可能会出现铜铝相接, 为了避免连接点出现氧化现象, 应该使用铜铝线夹以及过渡板进行导线的安装。

结语

总而言之, 在配电网运行中, 做好变配电设备的安装工作, 保证其安装质量, 可以有效提高配电网的运行质量, 将安全隐患消灭在萌芽之中。因此, 在对线路变配电设备进行安装时, 应该选择经验丰富、专业技能熟练的安装人员, 同时做好现场质量控制, 及时发现和处理安装中存在的质量隐患, 确保配电网线路变配电安装的顺利进行。

参考文献

[1]林超.10kV配电网线路变配电安装技术探析[J].企业技术开发, 2014, 33 (23) :99-100.

[2]肖红波.10kV配电网线路变配电安装技术[J].科技创业家, 2013 (09) :115.

配电线路设计技术要点 篇9

1 合理选择配电装置

由于配电线路建设环境的复杂性与多样性, 配电装置的选择非常重要, 通常来说, 在配电线路的设计当中, 配电线路的选择应遵循以下几个原则:a.根据温度影响选择:在中国的许多地区会出现低温环境, 在这种环境下配电装置的选择要充分考虑到温度的影响, 当周围环境温度低于配电设备所允许的正常工作范围温度下限的时候, 要积极采取保温措施, 保证设备运行的稳定性。遇到积雪、覆冰等特殊情况, 要考虑到覆冰对设备的影响, 隔离开关的破冰厚度不应该小于其设计的覆冰厚度最大值[1];b.电气设备对湿度的敏感性非常大, 在测定配电线路周围环境湿度的时候要取当地一年当中湿度的最大值, 有许多地区不同时间湿度差异较大, 在一些湿热地区应该选择湿热带专用的配电设备;c.根据《电力设施抗震设计规范》进行配电装置的抗震设计;d.风速也会对配电装置造成影响, 设计配电装置的时候, 所要分析的风速数据要具有代表性, 为避免风速过大对配电装置造成影响, 应采取加固措施, 或者降低安装高度以保证配电装置的正常工作。

2 配电线路设计中导体和电器的选用

a.配电设备的绝缘性能要符合国家相关规定, 避免因为配电装置绝缘水平不合格导致安全事故的发生;b. 配电线路中每一个导体和电器都有其最高的工作电压, 运行电压一旦超过其最高工作电压, 则会造成电器的损坏, 严重时可能导致失火等安全事故, 在配电线路设计时要选择最大工作电压大于该回路中最高运行电压的电器。同理, 导体和电器的长期允许电流必须要大于回路中最大的运行电流;c.衰减时间常数是短路电流计算过程中的重要常数, 需要精确计算, 而一些元件中的电阻对短路电流影响较小可以忽略不计, 与此同时要注意电流补偿装置放电电流的影响和异步电动机的影响;d.导体和电器短路电流的计算非常重要, 这关系到配电线路在运行异常的情况下, 能否自动断电, 关系到配电线路的安全性。短路电流应用广泛, 计算时要结合设计规划的容量, 按照最大短路电流的正常接线方式进行计算;e.导体的动稳定、热稳定以及电器的短路开断电流关系到整个配电线路安全运行的关键, 应严格按照三相运算方式进行合理验算, 以免出现安全问题。

3 配电线路初步设计技术要点

配电线路的初步设计是整个配电线路设计的基础, 共分为线路总体工程概况、机电设计、杆塔和基础三个部分。

3.1 线路总体路径的选择。线路设计要遵循安全、经济的基本原则, 在保证安全的基础上, 尽可能选择经济的路径方案。a.路径的选择要考虑到当地的自然环境状况, 根据沿线地形、地貌、地质的具体情况进行选择, 尽量避开地势较高易发生山体滑坡、泥石流能严重自然灾害的区域, 减少因为地质灾害对配电线路的影响[2];b.在保证安全的基础上, 路径沿线可以利用铁路、公路、水路等现有的交通条件, 为配电线路的建设节省成本;c.线路总体路径的选择要遵循安全性、经济性的基本原则, 在进行路径选择的时候要进行实地考察, 对选择地区的地形、地貌、气候、一年的温度、风速、覆冰程度都要有准确的记录, 仔细分析数据, 选择合适的路径。

3.2 电设计。机电设计是整个配电线路的核心内容, 是整个配电线路成功运行的关键。

a.根据整个电量的负载量, 结合具体的电力系统设计, 选择合理的导线截面面积, 确定所要架设导线的规格、型号等;b.导线架设是机电设计中的重要部分, 应仔细计算其使用应力, 做好导线架设工作, 避免出现断线, 保证配电的安全进行;c.列出不同温度下导线架设弧垂值的表格, 仔细分析, 以便于导线架设工作的进行。

3.2.1 绝缘子串的组装形式。绝缘子串是导线承载最大负荷量以及张力的关键, 其组装形式主要取决于杆塔、导线和绝缘子自身形式等, 单串绝缘子能够满足大部分配电线路的要求, 但考虑到特殊情况的时候, 要适当选用双串绝缘子串, 例如铁路等主要交通要道配电线路的架设或者在重冰区等恶劣环境下配电线路架设的时候就要考虑选择双串绝缘子串。

3.2.2 导线的防震设计。导线的防震设计是配电线路设计的关键, 由于导线架设在空中, 缺乏有效的支撑且空中风力较大, 导线较轻, 这就导致了导线在空中会出现一定程度的震动, 如果没有必要的防震设计, 那么导线极易遭到损坏, 给整个配电的正常运行带来了安全隐患, 导线的防震设计要考虑到影响导线震动的主要因素, 风速、地形等自然因素和档距、架设高度、导线品质等施工因素都可能会影响导线的震动。在进行导线防震设计的时候, 要综合考虑这些因素对导线的影响, 结合当地的实际情况, 做出详细的判断与合理的选择, 拿出最科学的导线防震设计方案。

3.2.3 杆塔设计。杆塔型式主要分为:直线杆塔、耐张杆塔和终端杆塔, 在进行选择的时候要借助经典案例结合当地具体的自然环境选择合适的杆塔形式。在选择杆塔时, 要充分考虑其形式特点、适用地区、材料经费等因素, 通过对不同杆塔塔型比较, 根据安全、经济的基本原则, 择优选择。

4 架线施工要求

4.1 进行导线展放时, 应注意各种交叉跨越, 线路沿途跨河流、水库、公路、通信线等, 施工时注意做好安全措施。

4.2 导线接头处采用导线接续管连接, 在线路跨越通信线、公路、河流、铁路、水库等处的档距内不得有接头。

4.3 展放导线时, 应避免表面损伤。如损伤超过总面积的17%时, 应开断重接。

4.4 导线的架设顺序一般为自上而下逐根 (相) 架设。若同时架设两根时应对称架设。

4.5 在同一档内, 同一根导线上的接头不应超过1 个。导线接头位置与导线固定处的距离应大于0.5m。

4.6 采用绑扎线绑扎导线时, 绑扎长度应符合规范要求。

4.7 导线收线时应考虑初伸长的影响, 可采用降温方法补偿。

4.8 导线紧好后, 弧垂的误差不应超过设计误差的5%, 同一档内各相导线弧垂宜一致, 水平排列的导线弧垂相差不应大于50mm。

5 结论

在进行配电线路的设计时, 要遵循安全第一的原则, 把握好配电线路设计技术要点, 合理的进行配电线路的设计, 保证配电线路安全进行, 从而促进电力企业的发展。

参考文献

[1]魏嵬, 崔文生.对配电线路设计的探讨[J].广东科技, 2009 (2) .

[2]周敏.谈加强10KV配电线路管理技术措施[J].云南省科技厅科技宣传教育中心, 2007.

配电线路设计技术要点 篇10

配电线路是电力工程中的一项重要内容, 电网能否正常运行, 电力企业能否发挥其重要价值都与配电线路息息相关, 配电线路设计中的技术要点是每一个电力企业核心的技术机密, 掌握好配电线路设计技术要点对电力企业的发展有着重要意义。

1 合理选择配电装置

由于配电线路建设环境的复杂性与多样性, 配电装置的选择非常重要, 通常来说, 在配电线路的设计当中, 配电线路的选择应遵循以下几个原则: (1) 根据温度影响选择:在中国的许多地区会出现低温环境, 在这种环境下配电装置的选择要充分考虑到温度的影响, 当周围环境温度低于配电设备所允许的正常工作范围温度下限的时候, 要积极采取保温措施, 保证设备运行的稳定性。遇到积雪、覆冰等特殊情况, 要考虑到覆冰对设备的影响, 隔离开关的破冰厚度不应该小于其设计的覆冰厚度最大值[1]; (2) 电气设备对湿度的敏感性非常大, 在测定配电线路周围环境湿度的时候要取当地一年当中湿度的最大值, 有许多地区不同时间湿度差异较大, 在一些湿热地区应该选择湿热带专用的配电设备; (3) 根据《电力设施抗震设计规范》进行配电装置的抗震设计; (4) 风速也会对配电装置造成影响, 设计配电装置的时候, 所要分析的风速数据要具有代表性, 为避免风速过大对配电装置造成影响, 应采取加固措施, 或者降低安装高度以保证配电装置的正常工作。

2 配电线路设计中导体和电器的选用

(1) 配电设备的绝缘性能要符合国家相关规定, 避免因为配电装置绝缘水平不合格导致安全事故的发生; (2) 配电线路中每一个导体和电器都有其最高的工作电压, 运行电压一旦超过其最高工作电压, 则会造成电器的损坏, 严重时可能导致失火等安全事故, 在配电线路设计时要选择最大工作电压大于该回路中最高运行电压的电器。同理, 导体和电器的长期允许电流必须要大于回路中最大的运行电流; (3) 衰减时间常数是短路电流计算过程中的重要常数, 需要精确计算, 而一些元件中的电阻对短路电流影响较小可以忽略不计, 与此同时要注意电流补偿装置放电电流的影响和异步电动机的影响; (4) 导体和电器短路电流的计算非常重要, 这关系到配电线路在运行异常的情况下, 能否自动断电, 关系到配电线路的安全性。短路电流应用广泛, 计算时要结合设计规划的容量, 按照最大短路电流的正常接线方式进行计算; (5) 导体的动稳定、热稳定以及电器的短路开断电流关系到整个配电线路安全运行的关键, 应严格按照三相运算方式进行合理验算, 以免出现安全问题。

3 配电线路初步设计技术要点

配电线路的初步设计是整个配电线路设计的基础, 共分为线路总体工程概况、机电设计、杆塔和基础三个部分。

3.1 线路总体路径的选择

线路设计要遵循安全、经济的基本原则, 在保证安全的基础上, 尽可能选择经济的路径方案。 (1) 路径的选择要考虑到当地的自然环境状况, 根据沿线地形、地貌、地质的具体情况进行选择, 尽量避开地势较高易发生山体滑坡、泥石流能严重自然灾害的区域, 减少因为地质灾害对配电线路的影响[2]; (2) 在保证安全的基础上, 路径沿线可以利用铁路、公路、水路等现有的交通条件, 为配电线路的建设节省成本; (3) 线路总体路径的选择要遵循安全性、经济性的基本原则, 在进行路径选择的时候要进行实地考察, 对选择地区的地形、地貌、气候、一年的温度、风速、覆冰程度都要有准确的记录, 仔细分析数据, 选择合适的路径。

3.2 机电设计

机电设计是整个配电线路的核心内容, 是整个配电线路成功运行的关键。

(1) 根据整个电量的负载量, 结合具体的电力系统设计, 选择合理的导线截面面积, 确定所要架设导线的规格、型号等; (2) 导线架设是机电设计中的重要部分, 应仔细计算其使用应力, 做好导线架设工作, 避免出现断线, 保证配电的安全进行; (3) 列出不同温度下导线架设弧垂值的表格, 仔细分析, 以便于导线架设工作的进行。

3.2.1 绝缘子串的组装形式

绝缘子串是导线承载最大负荷量以及张力的关键, 其组装形式主要取决于杆塔、导线和绝缘子自身形式等, 单串绝缘子能够满足大部分配电线路的要求, 但考虑到特殊情况的时候, 要适当选用双串绝缘子串, 例如铁路等主要交通要道配电线路的架设或者在重冰区等恶劣环境下配电线路架设的时候就要考虑选择双串绝缘子串。

3.2.2 导线的防震设计

导线的防震设计是配电线路设计的关键, 由于导线架设在空中, 缺乏有效的支撑且空中风力较大, 导线较轻, 这就导致了导线在空中会出现一定程度的震动, 如果没有必要的防震设计, 那么导线极易遭到损坏, 给整个配电的正常运行带来了安全隐患, 导线的防震设计要考虑到影响导线震动的主要因素, 风速、地形等自然因素和档距、架设高度、导线品质等施工因素都可能会影响导线的震动。在进行导线防震设计的时候, 要综合考虑这些因素对导线的影响, 结合当地的实际情况, 做出详细的判断与合理的选择, 拿出最科学的导线防震设计方案。

3.2.3 杆塔设计

杆塔型式主要分为:直线杆塔、耐张杆塔和终端杆塔, 在进行选择的时候要借助经典案例结合当地具体的自然环境选择合适的杆塔形式。在选择杆塔时, 要充分考虑其形式特点、适用地区、材料经费等因素, 通过对不同杆塔塔型比较, 根据安全、经济的基本原则, 择优选择。

4 结论

在进行配电线路的设计时, 要遵循安全第一的原则, 把握好配电线路设计技术要点, 合理的进行配电线路的设计, 保证配电线路安全进行从而促进电力企业的发展。

参考文献

[1]魏嵬, 崔文生.对配电线路设计的探讨[J].广东科技, 2009 (02) .

[2]周敏.谈加强10KV配电线路管理技术措施[J].云南省科技厅科技宣传教育中心, 2007.

配电网自动化技术概述 篇11

关键词:配网自动化;技术系统

一、配电网自动化概念

1、配電自动化系统

从电源侧(输电网和发电设施)接受电能,再分配给各终端用户的电力网络成为配电网。

配电自动化(DA,Distribution.Automation)以一次网架和设备为基础,以配电自动化系统为核心,综合利用多种通信方式,实现对配电系统的监测与控制,并通过与相关应用系统的信息集成,实现配电系统的科学管理。

配电自动化系统(DAS,Distribution.Automation.System)是利用现代电子、计算机、通信及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的综合自动化系统。

2、配电网自动化的意义

随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,社会对电力的需求日益旺盛,用电量也在飞速增长,同时大家对电力的可靠性和供电质量也提出更高的要求。由于要使电力系统提供可靠的电力支持就需要配电自动化,这也是适应社会发展的必然趋势。首先,它有利于有效监控配电网络的运行状况,保证电力有效传输,促使电力运行网络更加优化;第二是当配电系统出现某些故障时,能快速方便地查出发生区域和出现异常情况,并迅速采取有效措施,及时修复,节约大家的时间;第三,它能有效地改善电力系统的供电质量,促进经济健康发展;第四,它可以有效地控制用电负荷,防止设备过度使用,提高电力设备的使用时间;第五,它可以提供自动抄表计费,并为用户提供自动化的用电信息服务等。

二、配电网自动化发展阶段

国外的配电自动化的发展经历了从各种单项自动化林立,向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程,已经具有相当的规模,并带来了可观的经济效益和社会效益。目前我国配电网自动化技术发展水平也越来越快,应用覆盖面也越来越广。配网自动化经历了三个阶段的发展:

第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段,使用的主要设备为重合器和分段开关,那时还没有建立通信网络和计算机系统,当时的作用是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这是一个程度较低的配电自动化系统。

第二阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元(FTU)和后台计算机网络的配电自动化系统,它在配电网正常运行时,也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用,故障时能够及时察觉,并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。

第三阶段的配电自动化系统,它是在第二阶段的配电自动化系统的基础上,增加了闭环自动控制功能,由计算机自动完成故障处理等功能。第三阶段的配电自动化系统的另一个特征是形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作票管理等一体化的综合自动化系统。

三、配电网自动化系统组成

配电网络自动化系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统,具备配电SCADA、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能,一般由下列层次组成:配电主站、配电子站(可选配)、配电远方终端和通信网络。

1、配电主站位于调度中心,配电子站部署于110kV/35kV变电站,子站负责与所辖区域DTU、TTU、FTU等电力终端设备通信,主站负责与各个子站之间通信。

2、配电终端主要分为馈线终端、配变终端和开闭所终端

(1)馈线终端设备(FTU)

FTU.是装设在馈线开关旁的开关监控装置。它主要是户外的柱上开关,比如说10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。

(2)配变终端设备(TTU)

TTU的主要作用是用来监测并记录配电变压器运行状况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。TTU由配变低压侧直接变压整流供电,不配备蓄电池。

(3)开闭所终端设备(DTU)

DTU一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。

四、配电网自动化技术展望

在配电网络实施自动化技术之后,很大程度减小运行维护人员的劳动强度,提高劳动效率,使运行人员对配电网络的运行状态掌握得更全面更快捷,为供电企业创造更好的经济效益和社会效益。但是,目前配电网络自动化技术仍然存在的很多问题。如对配网自动化的认识和定位不清楚、对配电自动化系统缺乏统一细致的规划、简单地将馈线自动化等同于配电自动化、容易套用调度自动化的建设思路等。针对这些问题,企业在配网自动化系统的配置和实施过程中,要根据自身的实际情况,以强调监测、慎选控制、突出管理、分步到位和力求实用为原则,稳步有序进行。(作者单位:河南省鄢陵县电业公司)

参考文献:

[1]刘广友.县级配网自动化系统的研究[D].济南:山东大学,2005.

[2]刘健,倪建立.配网自动化新技术[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

配电网故障定位技术综述 篇12

关键词:配电网,架空线,中性点非有效接地系统,故障区段定位,故障测距

0 引言

供电企业一个基本任务是不断提高供电可靠性。据统计,电力用户遭受的停电事故95%以上是由配电网引起的(扣除发电不足因素),其中大部分是故障原因[1]。因此,准确地测定配电网故障位置,对于及时隔离并修复故障、提高供电可靠性具有十分重要的意义。

根据测量时线路是否带电,配电网故障定位技术可分为在线和离线两种方式。实际的配电线路故障绝大部分是绝缘击穿故障,在线路停电后,绝缘恢复,故障电阻上升至数千欧甚至数兆欧,难以通过直流电阻或注入信号寻迹等简单的方法测定故障点位置,通常需要采用高压设备将故障点击穿后测寻故障点。目前,离线定位法主要用于电缆故障定位。对于架空线路来说,由于供电距离较长,通过施加高压击穿故障比较困难,尤其是线路通常与配电变压器直接相连,外加高电压会对用户用电设备带来危害。因此,离线定位不适用于架空线路。

在具体实现方式上,故障定位方法可分为利用多个线路终端(FTU)/或故障指示器(FPI)的广域故障区段定位法以及直接利用线路出口处测量到的电气量信息计算故障距离的故障测距法。前者用于交通便利、自动化水平较高的城区配电网完成快速故障隔离;后者用于供电距离较长、不易巡检的乡镇配电网或铁路自闭/贯通系统完成故障点查找。

针对不同故障类型,本文将详细介绍实际应用中的短路故障定位技术和小电流接地故障定位技术。并根据目前定位技术中存在的问题,对未来故障定位研究进行初步展望。

1 短路故障定位方法

电力系统短路故障是指引起电流急剧增大,电压大幅度下降,并进一步导致电气设备损坏的相与相或相与地之间的短接[2]。短路分为三相短路,两相短路、两相对地短路和单相对地短路(发生于大电流接地系统,即中性点直接接地或经小电阻接地的系统)。短路故障特征明显,故障定位的实现相对简单。

1.1 故障区段定位法

短路故障电流幅值较大,易于检测,通常采用“过电流法”[3,4]实现架空线路短路故障的区段定位,原理与过流保护相同。

“过电流法”需要借助馈线终端装置(FTU)或故障指示器(FPI)定位故障区段。以图1所示的手拉手环网馈线自动化(FA)系统为例,在线路出现短路故障时,FTU检测到过流现象并上报至FA控制主站。主站分析故障信息,确定故障区段。在变电所保护动作跳开故障线路后,遥控分段开关隔离故障,恢复非故障区段供电。

“过电流法”原理简单,判据明确,同时具有较好的灵敏度。FPI在故障定位实现上与FTU相同,其测量方式分为直接测量和非接触式测量(测量电磁场)两种。采用非接触式测量[5]监测故障信息具备一定的现场应用优势,测量装置的灵敏度和可靠性是该研究能否推广的关键。

1.2 故障测距法

对于郊区及乡镇配电网,供电距离长,采用故障测距的定位方法既可以降低成本,又可以减轻寻线负担。

1.2.1 阻抗法

阻抗法[6,7]是利用故障时测到的电压和电流求取故障回路的阻抗,又因故障回路阻抗与故障距离成正比,从而据此定位故障。阻抗法原理简单,投资少,但配电网结构复杂,分支线、混合线路较多,且负荷影响较大,故阻抗法不能简单的直接用于测距计算,实际应用中常常作为辅助测距方法,结合“S注入法”计算故障距离或配合行波法确定故障距离[8]。

奥地利采用的是将馈线预先分段,利用标准的电力系统分析软件对各段线路进行离线短路计算[3]。当故障发生时,远端继电器测量故障电抗并上报主站,与短路计算得到的故障阻抗对比判断故障区段。这种阻抗定位策略在故障发生时仅需作出对比判断,节省了计算时间,且准确率高,实际运行效果良好。

1.2.2 电流对比法

为克服阻抗法对负荷影响考虑不足的缺点,欧洲一些发达国家采取了一些改进措施[3],在计算中考虑实时采集的负荷电流,通过电流对比定位故障区段。该方法对自动化实现程度要求较高,它是利用SCADA/EMS/DMS/D-SCADA计算各条线路的故障电流并与各点测量上报的故障电流进行对比,判断故障位置。此方法将各监测点的故障信息与SCADA等系统监测的负荷电流等电网运行信息综合运用,故障判断更为准确,在芬兰实际运行效果良好,但由于仅以电流作为判据,定位精度受故障电阻影响较大,需要作进一步的改进。

2 接地故障定位方法

接地故障是指中性点非有效接地系统发生的单相对地短接,又称小电流接地故障。其工频故障电流微弱,故障电弧不稳定,而由线路电容充放电引起的暂态信号幅值较大,信息量丰富。针对小电流接地故障的特点,故障定位研究中采用了多种解决策略。

2.1 故障区段定位法

2.1.1“S”注入法

“S注入法”是利用故障时暂时“闲置”的接地相电压互感器注入一个特殊信号电流,通过对该信号进行寻迹来实现故障选线和定位[9]。在实际工程应用中可以在线路节点和分支点安装信号探测器,通过检测信号的路径来定位故障区段,也可以通过手持探测仪沿线巡检,信号消失的点即为故障点。文献[10]提出了基于注入信号原理的“直流开路、交流寻踪”的离线故障定位方法,该方法致力于解决停电情况下故障点绝缘有可能恢复,必须外加直流高压使接地点保持击穿状态,从而保证注入信号的流通回路,通过信号寻迹确定故障位置,还要注意外加高压对用户的影响。“S注入法”原理先进,不受消弧线圈影响,适用于只安装两相CT的架空线路;但该方法需要附加信号注入设备,且注入信号强度受PT容量限制,对于高阻接地及间歇性故障,检测效果不好。

2.1.2 零序电流法

零序电流法利用线路零序电流的幅值及相位特征进行故障区段定位[11]。对于谐振接地系统,由于消弧线圈的补偿作用,故障线路零序电流的变化特征不明显,幅值和相位判据失效,文献[12]提出对谐振系统故障后的稳态零序电流增量进行分解,根据分解后的电流增量的相位定位故障区段;文献[13]提出在故障发生后通过改变消弧线圈的补偿度,监测线路零序电流的增量变化来判断故障区段,文献[14]详述了零序电流增量法的基本原理及配合FTU的定位策略,这几种措施从一定程度上提高了零序电流法的检测灵敏度,但对于高阻故障,检测仍然比较困难。

另外可以利用暂态零序电流[5]幅值较大,且判据不受中性点运行方式影响的特点,直接比较各点的暂态零序电流幅值实现故障区段定位。利用暂态信号充分提高了检测灵敏度,但缺点是故障暂态信号的获取和判断不太稳定,导致定位可靠性不高,需要进一步改进。

2.1.3 中电阻法

中电阻法是对稳态零序电流法的一种成功改进。由于谐振接地系统的稳态故障电流无法用于故障检测,需要在中性点投入中电阻产生足够大的零序电流,通过比较沿线FTU检测到的零序电流幅值判断故障区段。该方法适用于谐振接地系统,从根本上克服了稳态法灵敏度低的缺点,但需要改动变电所的中性点接地方式,同时也带来了一定的成本问题。

2.1.4 零序功率方向法

功率方向法是通过检测零序功率的有功分量或无功分量进行故障定位。对于中性点不接地系统,检测沿线零序无功功率的方向即可判断故障区段,但不适用于谐振接地系统,文献[15]提出的零序有功分量(或称有功功率)适用于谐振接地系统,但有功分量较小,不易检测,且受CT不平衡电流的影响,可靠性低。

文献[16]提出的暂态零模功率方向法原理与首半波法类似,首先利用暂态零模电压、电流计算出故障方向,然后通过比较各FTU测量的故障方向判断故障区段。该方法不受中性点运行方式影响,不需要在中性点投入中电阻或向系统注入信号,但需要在线路上加装零序电压互感器,成本高、施工不方便,而且大量的电压互感器容易引起铁磁谐振。

2.1.5 相关法

相关法[17]是一种通过判断相邻FTU检测到的暂态零模电流相关性确定故障区段的故障定位方法。该方法仅需要测量暂态零模电流信号,避免了安装电压互感器带来的问题,且检测灵敏度高,不受中性点运行方式影响,不需要加装任何设备,成本低,易于实现,但需要应用于实现馈线自动化的网络或安装FPI,且各FTU/FPI间需架设通信网络。

2.1.6 其它方法

除上述方法外,早期研究中的端口故障诊断法,是对可及端口施加激励,通过检测端口故障电流源是否为零判断故障端口,故障端口包含故障分支,进而通过分支判据判别故障分支[18]。在此基础上,文献[19]借鉴模拟电路故障诊断理论,结合字典法的概念,提出了改进的端口比值分支定位法。该方法属于离线测量法,应用于架空线路难度很大,且需要获取线路两端的信息,应用有所局限。

此外,加信传递函数法通过在故障线路出口处施加高频信号(单位阶跃波、窄脉冲波、方波),在频域内构建配电系统的传递函数,由传递函数的频谱特性构造判据进行故障定位[20]。传递函数法取用地模分量作为故障定位的信息依据,因此具有不受负载参数变化影响的优点,且能够实现多分支辐射网的故障定位问题,但同时存在无法处理只有线模分量的短路故障的定位问题,目前尚未投入实际运行。

2.2 故障测距法

2.2.1“S”注入法

“S注入法”除用于故障区段判断外,也可以用于故障测距。通过检测注入信号的电压电流,计算变电站至故障点的故障阻抗,以故障距离与故障阻抗成正比为判据计算故障点位置[21]。该方法灵敏度受注入信号强度影响,定位效果需要现场实际运行以进一步验证。

2.2.2 微分方程法

微分方程法[6]是通过列写线路的暂态微分方程,利用测量的暂态电压、电流信号求取测量端至故障点间线路电感实现故障测距,又称之为暂态阻抗法。该方法不受中性点运行方式影响,克服了稳态法中故障信号微弱难以用于定位的缺点,灵敏度大为提高。但由于所使用的模型没有考虑线路的分布电容,测距误差大,不能满足实用化的要求。

2.2.3 行波法

根据行波理论,线路上的任何扰动,其电气量均以行波的形式向系统的其它部分传播,因此在理论上可以利用测量到的暂态行波信号实现各种类型故障测距。其基本原理是通过测量故障产生的行波在故障点与母线之间往返一次的时间(单端法)或利用故障行波到达两端的时间差(双端法)来计算故障距离。输电线路输电距离长,利用GPS同步对时可以准确计算故障距离,配电线路结构复杂,分支点多,在配网中应用行波测距关键要解决故障波头的识别及混合线路波阻抗变化的问题,同时需要考虑其经济成本。文献[22]所采用的C型故障测距是根据脉冲发射测距原理提出的,它可以在停电条件下对线路离线测量,但信号发射接收装置成本较高,还需要解决抗干扰问题,实用化难度大。文献[23]针对带分支线配电网提出先定位故障区段,再计算故障距离的行波测距方法,仿真显示测距结果准确,但仍然存在伪故障点的判断问题。文献[24]提出利用适用于各种故障类型的行波线模分量实现故障测距,为解决分支线路定位,需要在主线路及各分支线路末端安装测距装置,应用成本过高。文献[25]开发出低成本的行波信号传感器,沿线安装在容性装置的接地线上,通过双端测距计算故障距离,但装置的安装条件对方法的应用有一定限制。综合上述几种方法,在配电网中应用行波测距必须使用双端测距,单端测距是不可行的,而双端测距又会增加成本,其应用受到局限。

2.2.4 参数辨识法

参数辨识是在系统结构已知的前提下,建立其等效数学模型,通过线路首端检测到的电气量求取模型内各元件参数的办法,在电力系统一般应用时域[26]和频域[27]两种参数识别,求解工具通常为最小二乘法。输电网结构简单,参数均匀,求解过程只需要辨识少量参数,故障测距比较准确[28]。文献[29]对中性点不接地系统建立零序网络等效模型,利用零序电流、电压信号,辨识各出线对地电容,与已建模型电容比较选出故障线路,再辨识故障线路电感计算故障距离,由于小电流接地系统零序分量较小,仅能保证一定程度的选线判断,用于故障测距会大大降低计算精度,实际应用效果有待进一步验证。

3 配电网故障技术展望

(1)用户对供电可靠性要求不断提高。下一步提高供电可靠性的必然途径,就是通过准确的故障定位应对故障停电问题。从国内外的发展状况来看,配电网在提高供电可靠性上显得越来越重要,其故障检测也受到越来越多的重视。

(2)现有的故障定位技术相对成熟。适用范围也涵盖了各种接地方式及故障情况,且具备现场应用的条件。实际应用中,要因地制宜,选择合理的定位策略,并积极地推广应用,摸索经验。

(3)建立故障管理系统。通过故障管理系统可以充分利用获取的各种故障信息,如配合故障投诉系统[30,31]采用信息融合技术做出最优判断。同时可以记录各种定位方法的运行性能及准确率,有助于对比分析,为改进及开发提供可信的数据。

(4)根据分布式电源的并网要求,制定合适的保护方案。随着分布式电源在系统中比重越来越大,使传统配电网的运行和管理更加复杂。在分布式电源规模占系统比例较大的情况下,其接入会影响到系统保护的定值及定位判据,需要建立相应的保护方案及定位策略。各国对分布式电源接入的要求有着不同的规定,包括有条件接入、积极接入及有源网络等。带分布式电源的配电网故障定位也要根据不同的并网要求选择合适的定位策略,国外已开始了相关研究[32]。

4 结束语

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