配变电所（精选5篇）
配变电所 篇1
引言
10 kV及10 kV以下配变电所的“智能化” (即微机综合保护自动化) , 就是将测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等二次设备, 经过功能的组合和优化设计, 利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术, 实现对全配变电所的自动监视、测量、自动控制和微机保护。其主要特点是电子信息设备集中、主要电气设备电压等级高以及可靠性要求高。采用适合的接地技术对于提高智能化配变电所的可靠性至关重要。
1 接地电流的特性
接地电流的直接成因大致有3种:雷电或电源开关的冲击;绝缘损坏造成设备部分带电;电源设备运行时, 谐波感应促成接地回路偶然带电。我们对设有接地装置的电气系统进行的研究和试验表明, 接地电流除了经大地闭环流动之外还具有脉冲特性, 即接地装置受到由于雷击或线路故障引起的电流脉冲时, 如果辐射场的梯度超过土壤的击穿梯度, 接地体周围的土壤便发生电离。这种现象有增大接地体有效半径的作用, 因而减小了接地电阻。如果脉冲电流的持续时间超过几秒钟, 接地体周围的土壤逐渐干燥, 接地电阻便开始增大而超过原有电阻, 其增大程度与土壤及电流的特性有关。
接地电流的危害主要包括:形成沿大地表面的危险电位梯度;由于过电压上升而造成电源设备绝缘的损坏;电源系统中性点的偏移;智能化继电保护装置误动;通过管线和低压线路形成高压转移;电气设备机壳的危险电压和接地体周围土壤风干。这些危害是可以通过有效的接地技术进行控制的, 主要包括低压配电系统的接地、智能化系统的接地、屏蔽电缆的接地、网状接地装置以及等电位联结。
2 低压配电系统的接地
在GB 50054—95《低压配电设计规范》以及IEC标准中, 按接地制式将低压配电系统划分为IT、TN和TT。
IT系统是指电源端带电部分对地绝缘或经电阻接地, 而用电设备外露导电部分直接接地。IT系统适用于环境不良、易发生单相接地、火灾或爆炸的场所, 如煤矿、化工厂、纺织厂等, 也可用于农村地区。近几年逐步应用于重要建筑物内的应急电源系统以及医院手术室等重要场所的动力和照明系统。IT系统不宜配出N线, 如有N线配出时, 需要在N线装设过电流保护器, 并用来使包括N线在内的所有导线断电。
TT系统是指电源中性点直接接地, 电气设备的外露导电部分用保护线接至与电源中性点接地无电气联系的接地板上, 简称保护接地。TT系统适用于农村居住区、市电用户和分散的民用建筑以及对接地要求高的电子信息设备场所。TT系统应采用RCD作为保护电器。
TN系统是指电力系统有一点直接接地, 受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。按中性线与保护线的组合情况, 又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S等3种形式。TN-C系统的不安全因素较多, 在民用建筑中不应采用, 可用于仅有单相的携带式、移动式用电设备的场合 (不必接零) ;TN-C-S系统适用于工业企业, 当负荷端装设RCD、干线末端装有断零保护时, 也可用于住宅小区;TN-S系统适用于工业企业、大型民用建筑等。
低压配电系统接地是一项复杂的工程, 它不仅对配变电所的安全运行具有举足轻重的作用, 同时对保障配变电所工作人员的安全也十分重要。
3 智能化系统的接地
电子信息设备是智能化系统的重要组成部分, 保证其可靠性也就在一定程度上保证了智能化配变电所的可靠性。由于电子信息设备对噪声电平干扰非常敏感, 如果不加以限制, 会导致电子信息设备的误动作, 造成10 kV及10 kV以下智能化配变电所的非正常断电。因此, 对于智能化系统, 选择适宜的电子信息设备接地是必要的。电子信息设备的接地方式有:交流工作接地 (中性线) , 接地电阻应≯4 Ω;安全保护接地, 接地电阻应≯4 Ω;直流工作接地 (逻辑接地) , 接地电阻按计算机系统的具体要求确定;防雷接地, 应按GB 50057—94 (2000) 《建筑物防雷设计规范》设计。
在实际的工程应用中, 对于上述接地方式如果没有电子信息设备本身的特殊要求, 通常可考虑“一点接地”的节点型接地分配系统, 即全部电子信息设备都以一点作为参考点, 而这个参考点是与建筑物的地线相连接的, 全部电子信息设备又与这个参考点连接。从理论上讲, 这样做可以将接地系统组成星形或树干形, 以免形成磁场敏感回路而引入噪声。
在考虑智能化系统接地的同时, 对系统的电源最好采用隔离变压器隔离, 并采取一系列的措施防止各种干扰 (如谐波干扰、雷电干扰和地电位干扰) , 特别是地网的均压要可靠, 以保证智能化系统的可靠运行。
4 屏蔽电缆接地
在10 kV及10 kV以下智能化配变电所中, 被控制的设备往往在高压室或室外设备区, 计算机控制系统一般通过屏蔽电缆与被控制设备连接, 而屏蔽电缆也需要“一点接地”。如果“屏蔽电缆在一次被控设备处接地, 而在计算机控制系统处悬空”, 会因反击将接地网局部电位的升高引入到计算机内部使芯片损坏。因此, 正确的接地方式是“屏蔽电缆在一次被控设备处悬空, 而在计算机控制系统处接地”。但这种接地方式主要是防止反击问题, 要求被控设备的接地电阻小, 与接地网就近连接, 以限制反击电压。
5 网状接地装置
一般来讲, 接地装置的复杂程度与土壤的性质有关。在土层厚、土质和导电率良好的土壤中, 只要将1根简单的接地极打入地下即可;而在干燥、土质和导电率不良的土壤中, 则可能需要埋设1组复杂的接地网。采用网状接地装置能有效地降低接地电阻。
由于电位梯度形成“跨步电压、接触电压、转移电压”, 危及配变电所工作人员的安全, 所以, 可以借助网状接地装置来消除电位梯度, 事实证明这也是最有效地方法。网状接地装置的网格尺寸一般≯20 m×20 m, 可以根据现场情况调整。
6 等电位联结
等电位联结对于用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用都是十分必要的。有文献指出, 接地本身其实也是大范围的等电位联结。也有理论分析认为, 等电位联结的作用范围越小, 对电气设备越安全。就10 kV及10 kV以下智能化配变电所而言, 良好的等电位联结不仅满足了用电安全和防雷的要求, 同时也满足了电子信息设备“一点接地”的要求。
2003年颁布实施的03D201—4《10/0.4 kV变压器室布置及变配电所常用设备构件安装》以及03D501—4《接地装置安装》, 比原标准增加了等电位联结端子板的应用, 这种形式对智能化配变电所更为有益。
另外, 对于等电位联结线, 03D201—4《10/0.4 kV变压器室布置及变配电所常用设备构件安装》列举了扁钢作为联结线。本文认为, 从降低接地电阻以及减少杂散电流的角度考虑, 采用铜芯软电缆是最好的。
7 结语
10 kV及10 kV以下智能化配变电所的接地技术涉及的问题很多, 不仅要限制配变电所内因雷电产生的电磁脉冲过电压和因电气设备操作产生的内部过电压, 同时还要控制噪声电平对电子信息设备本身的干扰。
参考文献
[1]GB 50054—95, 低压配电设计规范[S].
[2]GB 50052—95, 供配电系统设计规范[S].
[3]杨成德.低压配电系统接地和接零保护[J].电工技术杂志, 2000, (7) :23-26.
浅谈配变电设备的防雷技术 篇2
进入夏季,中国便进入了雷电频发时节,北方地区大部分属于温带大陆性气候,气候较干燥,所以,一发生雷电天气,所造成的危害更为严重。有些地区的年平均雷暴日达到36.4 d,已经属于中雷区。随着电力自动化改造的深入,雷电对配变电设备的危害更加突出,配变电设备的防雷技术更加重要。下面通过对雷电对配变电设备造成的危害来分析配变电设备防雷技术的技术措施。
1 雷电对配变电设备造成的危害
1.1 雷电的直击和绕击
雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象。当雷云移动经过配变电所的时候,地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中,造成直击或者绕击,这样会造成危险[1],雷击放电释放相当大的能量,瞬间产生猛烈冲击波,导致建筑物倒塌,或者造成配变电所电气设备损毁等多种危害。
1.2 雷击反应
雷电能够通过引下线被引入地下,由于大地存在电阻,这将会使地网的电位上升。雷电流能够沿着防雷系统中的引下线在泄放过程中,将在防雷系统中产生暂态高电压,如果引下线和网络设备的绝缘距离不够,而且设备与防雷系统不共地,将出现高压,发生放电击穿,导致配变电设备严重损坏,严重时危机他人人身安全。
1.3 雷电波侵入
雷电通过静电感应和电磁感应,很容易在电力线上感应出高电位,这些高电位便沿电力线运动,形成雷电波,并从电力线的负载保护地线入地,击穿设备。
2 配变电设备防雷技术措施
配变电站遭受的雷击是下行雷,主要来自2个方面:a)雷直击在变电站的电气设备上;b)架空线路的感应雷超过电压、直击雷超过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站[2]。因此,配变电设备的防雷措施十分重要。
2.1 变电站的直击雷防护
避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷损坏的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上,并安全导入到地中。安装避雷针时,对于110 k V及以上的变电站,可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上,使雷击所产生的高电位不会对电气设备造成反击事故。
2.2 变电站对侵入波的防护
在配变电设备的进线上安装阀型的避雷器,能够预防侵入波的入侵,保护配变电设备。阀型避雷器的基本元件是火花间隙及非线性电阻,现代情况下,阀型避雷器能够保护小型配变电器设备以及大容量的变电站的电气设备。
2.3 变电站的进线防护
对变电站的进线进行预防雷电的保护,主要的目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上的电压过高时,将有行波沿导线向变电站运动,线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多[3]。如果没架设避雷线,当靠近变电站的进线上遭受雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可能超过5 k A,必然会对线路造成破坏。
2.4 对变压器的保护
变压器的保护措施是在靠近变压器的地方安装避雷器,这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。在安装避雷器时,要使避雷装置尽量靠近变压器,并尽可能的减少连线的长度,以减少雷电电流在连接线上的压降[4]。避雷器的接线要与变压器的金属外壳连接在一起,这样做的目的就是使作用在变压器上的电压变小,这样相对减少了雷电对变压器的破坏频率。
因为雷击时,雷电坡陡度太大,为了防止这种现象的出现,可在离配电变压器一基或二基电杆处,把高压线路的绝缘子铁脚良好接地,这样在雷击时,雷电压击穿绝缘子对地放电,可避免避雷器、变压器直接承受陡度太大的雷电流,确保配电变压器安全。
2.5 安装避雷器的注意事项
2.5.1 避雷器安装之前要做好交接试验
避雷器被损坏后没有能够及时发现,在雷击的时候不能起到防雷的作用,雷电则会直接施加在配电变压器上,将会导致击穿烧坏。所以避雷器在安装之前,必须应对避雷器进行一次交接试验,避雷器的各种部件应完整无缺。在避雷器安装好之后,其上端接相线,下端接地保护线,之间的距离不能小于安装设计规程的规定;避雷器在运行中应定期进行巡视和检查,引线连接及接地是否牢固可靠。
2.5.2 避雷器接地引下线的要求
安装避雷器的接地引下线时要采用焊接或螺栓连接。引下线的选择原则:铜线不应小于16 mm2,钢线不应小于25 mm2。
2.5.3 接地电阻偏高,造成配电变压器损坏
根据规定,容量在100 k VA和以上的变压器,接地电阻不能大于4Ω,变压器每路出线重复接地点不能够少于3个,其接地电阻值不大于10Ω;容量100k VA以下变压器的接地电阻不应大于10Ω,每路出线重复接地点不能够少于3个,其接地电阻值不大于30Ω[5]。
2.6 变电站的防雷接地
变电站防雷保护的另一个方面就是,还要根据安全和工作接地的要求架设1个统一的接地网,并且在避雷针和避雷器的下面增加1个接地体,已达到防止雷电的目的,或者在防雷装置下安装1个单独的接地体,这样也能达到预防雷电的目的。
3 结语
雷电天气对配变电设备的危害极大,会造成设备击穿,严重时将损毁设备,同时也会对他人的人身财产造成危害。所以,为了避免雷电对配变电设备造成损害,加强配变电设备的防雷技术势在必行。
参考文献
[1]杜洁.浅谈变电站的防雷措施[J].农村电工,2006(04):23-24.
[2]黄凯.变电站低压供电系统及自动化保护设备防雷[J].四川电力技术,2007(04):45-46.
[3]王润华,霍达成.变电站二、三次设备的防雷与接地[J].上海电力,2007(02):30-31.
[4]赵德成.变电所的雷电防护[J].内江科技,2006(05):50-51.
配变电所 篇3
随着变电自动化技术的发展, 目前国内绝大多数中低压系统的变电站和开关站均已实现了无人值守。变电站的综自远动通道传送的是各种电量, 如电流、电压、继电保护故障信息、断路器位置等与电力运行相关的信息。对于配变电站的环境参数, 只能靠定期巡检获得。如果环境变化, 未影响到电器运行时, 维护人员是不会知道的。一旦环境导致电器运行报警后, 事态就已经扩大了。比如说汛期的配电站进水事故, 如果能在进水初期即可得知变电站的环境参数有了变化, 维护人员可以及时赶到现场, 对事故进行处理, 避免更大的损失。
如果我们能够采用相应的水位传感器、门磁传感器、火灾烟雾传感器、可燃气体传感器、电力线断电报警器、振动传感器、温度传感器、湿度传感器, 结合一定的技术手段, 那么我们将全方位地对配变电站的环境进行监测预警。目前市面上有类似的环境监测视频产品, 但成本较高。
基于上述需求, 结合成本要求, 我们研发了基于短信的变配电站综合预警系统。该系统主要由无线接收设备 (手机) 、环境预警装置、环境传感器、环境预警后台系统构成。整套系统充分利用了各种先进的传感、采集、通道监测、计算机软件技术, 可以在某个电力辖区内完成对所有无人配变站的环境监测预警功能。
1 综合预警系统的结构
1.1 系统结构图
变配电站环境预警系统包括:
1) 安装在无人值守站里的环境预警装置;
2) 安装在无人值守站里的环境传感器, 其采集信息上送到环境预警装置里;
3) 安装在控制室的环境预警后台系统;
4) 运行管理人员的手机或平板电脑, 作为智能终端, 可查询、报警。
1.2 系统运行说明
在每个无人值守配变电站里安装环境传感器, 把采集信息上送到本站的环境预警装置里。环境预警装置把采集到的直流量、遥信等进行处理, 如果有预警信息, 则发送短信。
短信可以同时发送给运行管理人员和后台管理软件。
后台管理软件收到短信通知后, 按一定规则进行处理后放入历史数据库。后台软件对环境预警信息进行统计分析, 可做出每日、每月报表, 还可以对辖区内所有环境预警信息制成棒图、饼图等。
运行管理人员从手机上收到短信通知后, 及时前往无人值守站处理预警信息。也可以使用手机上网进一步查询预警信息、处理情况、统计数据等。
2 环境传感器
根据实际情况, 在安装环境传感器时, 我们选配了水位传感器、门磁传感器、火灾烟雾传感器、可燃气体传感器、电力线断电报警器、振动传感器 (玻璃破碎) 、温度传感器、湿度传感器。
传感器种类虽多, 但与环境综合预警装置通讯时, 主要有以下几种方式:遥信接点接入、无线通讯、有线通讯。考虑到安装布线的问题, 尽量选择无线通讯传播信息。下面分别简单介绍水位传感器和门磁传感器。
2.1 水位传感器
水位传感器主要针对地下变配电站。在汛期时, 地下配变站的积水如果不能及时发现, 后果不堪设想。本系统中从安装、性能等方面出发, 选择了浮球式水位传感器。浮球式水位传感器安装于积水井、电缆井用于水位自动控制和报警。
液位在下限时, 浮球呈正置状态浮在水面上, 浮球内的动锤脱离干簧管与磁环的区域, 干簧管保持原有的一对触点断开, 一对触点闭合的状态。当液位上升到上限时浮球翻转倒置, 动锤落到磁环干簧管吸合区, 使磁路闭合, 输出触点状态迅速转换。输出触点作为告警信号通过有线方式接入到预警终端。
2.2 无线门窗磁传感器
无线门窗传感器, 可以安装在门或窗的缝隙两边。考虑到施工方便, 系统采用一种基于物联网的磁传感器。当门窗被非法打开时, 传感器可以通过ZIGBEE通讯模式, 发出报警信息。环境预警装置有ZIGBEE接口, 接收到相关信息进行处理。
该传感器在选配时, 需注意通讯效果, 物联网的隔墙传输效果, 是否能传送到环境预警装置。
3 环境预警装置的主要功能
除了发送预警信息外, 本文所介绍的环境预警装置, 还包括其它功能, 如采集遥信量、物联网通信、输出遥控量等。
3.1 遥信量采集
环境传感器多种多样, 有部分采用硬接点输出的方式。当传感器检测到环境参数的变化时, 将输出接点闭合。环境预警装置采集到接点闭信号, 可以把信号配置成自动触发短信报警功能。
一旦收到遥信变位, 环境预警装置将立即用短信方式通知相关人员, 同时把信号通过短信传送给后台软件系统。该功能保证了对环境监测的实时性, 可以减
少对无人值守站的巡视频次。
如图3所示, 可以把无人值守站的环境变化遥信量接入到通道监视仪。
3.2 物联网通信接口
最近几年物联网技术已在国内电力行业得到广泛应用。如基于ZIGBEE的无线测温系统、无线门窗磁传感器等, 都是物联网技术的具体应用。
环境预警装置充分考虑了这种应用的前景, 具有ZIGBEE接收功能。它采用了基于全ZIGBEE的无线通信技术, 通过接收各种传感器的信息, 在无人值守变配电站中构成一个无线物联网。对支持ZIGBEE接口的传感器来说, 无需铺设专用通讯电缆。施工简单方便, 易扩充, 易维护。
3.3 遥控量输出
在某些情况下, 当收到预警信号时, 运行人员可以在赶往变电站处理的途中, 进行简单事故处理, 如对预警信号复位, 当收到进水预警时, 还可以遥控启动抽水泵机, 使其迟早开始工作。
在这种情况下, 环境预警装置提供了几路遥控空接点输出。将其串接在信号复归回路, 或电机电源回路上, 则可以通过短信远方操作。
3.4 远程短信发送及接收查询功能
收到预警信号后, 环境预警装置第一时间内发送预警信号到指定手机上, 同时发送给后台管理平台。
此外, 考虑到便于运行维护人员掌握变电站环境实时情况, 本装置还提供了短信查询平台。只要运行维护人员通过手机向预警装置发送相应的查询命令, 监视仪可立即回复指定环境量的信息, 如温湿度情况、门磁传感情况、积水情况等等。
4 环境预警后台系统的主要功能
4.1 界面 (如图5)
4.2 数据分析
环境预警后台系统主要功能是对辖区内各无人值守变电站的环境量进行实时监测、数据分析。
主要包括对各种环境量的预警分析, 如选择定时段内, 各种环境量的预警次数比较, 可以选择饼图、棒图的方式来呈现, 从而给出该辖区内故障频次最高的环境量, 为决策改进提供数据积累。
还可以实时呈现环境量。如两个小时监测一次变电站的温湿度数据。
4.3 报表功能
可按月、按年度, 提供环境量预警、数值报表。
4.4 历史数据基于WEB查询
为了便于现场人员查询方便, 环境预警后台系统采用基于WEB的设计技术。只要能够上网, 任何智能终端, 如IPAD、智能手机、平板电脑均可以查询数据分析、历史数据内容。
5 小结
配变电站环境预警系统的提出, 很好地切合了运行人员的实际需求。2011年上述设备及后台系统已在上海市电力公司青浦分公司进行安装、试运行。通过试运行, 该系统得到了很好的实施, 试用部门给予该系统较高的评价。
该方案具有造价小、维护方便、灵活安装等较大优势。我们相信, 在不久的将来, 该系统一定会在无人值守站中得到普遍应用。
摘要：无人值守站在两次巡检之间, 可能会遇到进水、火灾、温湿度超限、玻璃破碎等环境问题。如果凭借人力巡检会浪费了大量的物力人力, 而且也无法做到及时预警。本文根据该需求, 利用先进的远动通道监视设备, 与廉价的短信成本, 给出一个电网的环境监测预警系统, 能实时监视每个无人值守变配电站的各种环境参数。通过该系统中的后台软件, 还可以对各无人值守站的环境参数进行收集, 有利于对无人值守站的环境因素分析, 为进一步决策提供数据。本文对该系统的结构、功能、原理、配件等方面进行了介绍。
配变电所 篇4
我国中压配网的节点多、分支线多、元件多, 且多数元件不具备测录运行参数的条件, 因此精确计算配网电能损耗是困难的, 在满足实际工程计算精度的前提下, 一般采用平均电流法及等值电阻法等在计算机上进行计算[1]。根据南方电网相关技术标准[2], 广东地区主要采用基于配变容量的等值电阻法进行中压配网电能损耗计算。等值电阻法的基本思想是将整个配网的线损看成由两部分组成:一部分是对应于变压器铁心产生的不变损耗 (又称“固定损耗”) ;另一部分是对应于线路和变压器绕组产生的可变损耗。其中, 可变损耗等于供电首端均方根电流流过等值电阻所产生的损耗[3]。基于配变容量的等值电阻法还假设所有变压器平均负荷率均相同[2], 这虽然简化了计算过程, 但是在一定程度上降低了计算精度。
为了提高配网线损计算结果准确性, 国内外都对配网线损计算方法进行了大量的研究和分析[4,5,6], 但是这些算法大多处于理论研究阶段, 实际工程应用较少。本文结合广东地区电网现状, 深入开展基于配变电量和平均电流的配网线损计算方法研究。
1 配网结构及数据特点
我国中压配网多为单辐射型接线形式, 整个配网由多个配线段 (以下简称“节段”) 和多个配变构成, 首端通过10kV配电开关柜与变电站10kV母线相连。典型的配网结构如图1所示。根据广东电网现有信息化水平, 可通过各生产业务信息系统获知大部分配网的各节段和各配变设备参数、各配变电量信息及运行数据等。这为本文所研究的基于配变电量和平均电流的配网线损计算方法提供了工程实际应用的基础条件。
2 算法基本原理
基于配变电量和平均电流的配网线损计算方法以配变电量为基础, 通过配变电量计算出各配变和各节段的平均负载电流 (以下简称“平均电流”) , 由此推算出各配变和各节段的损耗电量, 最终求得整个配网的总损耗电量。以下介绍具体计算方法。
(1) 计算各配变平均电流。在各配变有功电量和无功电量等电网数据已知的情况下, 可求出各配变高压侧的平均电流。其计算式为:
式中, ITj为第j台配变平均电流, kA;ETj为第j台配变有功电量, MW·h;QTj为第j台配变无功电量, Mvar;U为配变额定电压, kV;T为第j台配变运行时间, h;m为整个配网配变总数量。
(2) 计算各节段平均电流。由于流经各节段的平均电流等于其下挂所有配变平均电流的总和, 因此各节段平均电流为:
式中, ILi为第i个节段平均电流, kA;mi为第i个节段下挂配变数量;n为整个配电网节段总数量。
(3) 计算各配变固定损耗。各配变的固定损耗在负荷变化的过程中可近似认为不变, 其计算式为:
式中, 为第j台配变的固定损耗, MW·h;为第j台配变空载损耗功率, MW。
(4) 计算各配变可变损耗。各配变的可变损耗随负荷变化, 其计算式为:
式中, 为第j台配变的可变损耗, MW·h;为第j台配变额定电流, kA;为第j台配变负载损耗功率, MW;为第j台配变额定容量, MVA。
(5) 计算各节段可变损耗。各节段的可变损耗随负荷变化, 其计算式为:
式中, ΔWLi为第i个节段的可变损耗, MW·h;rLi为第i个节段的电阻值, Ω。
(6) 计算整个配网总损耗电量。整个配网总损耗电量ΔW为各配变固定损耗、各配变可变损耗和各节段可变损耗的总和, 即:
3 配网中小电源的处理方法
广东地区部分中压配网中有地方小电源 (小水电和小火电) , 而小电源的存在对配网线损计算造成了困难。等值电阻法主要采用“等效容量法”对其进行处理[2]。同样, 基于配变电量和平均电流的配网线损计算方法亦将小电源作为一个等效配变看待, 即将小电源等效为一个向配网输出负载电流的配变。等效配变的平均负载电流计算式为:
式中, ISTj为第j台等效配变的平均负载电流, kA;ESTj为第j台等效配变有功电量, MW·h;QSTj为第j台等效配变无功电量, Mvar;x为整个配电网等效配变总数量。
计算含小电源的配网线损时, 式 (2) 中各节段下挂配变将包含等效配变和常规配变。其中, 等效配变的平均负载电流为负值, 常规配变的平均负载电流为正值。
4 算例分析
以图2中的配网A (S2为小电源等效配变) 为例, 采用基于配变电量和平均电流的配网线损计算方法进行线损计算。该配网各设备参数及电量数据见表1。
根据式 (1) 、式 (7) 计算出各配变S1、S2、S3、S4的平均电流分别为0.013、-0.009、0.004 3、0.003 1kA。
根据式 (2) 计算出各节段L1、L2、L3、L4、L5的平均电流分别为0.0117、-0.001、-0.004、0.004 3、0.003 1kA。
根据式 (3) 计算出各配变S1、S3、S4的固定损耗分别为0.345 6、0.345 6、0.489 6MW·h;等效配变S2不计损耗。故配变总固定损耗为1.180 8MW·h。
根据式 (4) 计算出各配变S1、S3、S4的可变损耗分别为1.344 5、0.146 0、0.041 8MW·h。故配变总可变损耗为1.532 3 MW·h。
根据式 (5) 计算出各节段L1、L2、L3、L4、L5的可变损耗分别为0.048 5、0.000 3、0.003 0、0.003 1、0.002 7MW·h, 故节段总可变损耗为0.057 5MW·h。
综上, 整个配网总损耗电量为2.770 6MW·h。
5 结束语
我国中压配网网架结构复杂、自动化程度不高、运行管理经验不足, 一些计算精度较高的电网损耗计算方法难以适用, 而传统的基于配变容量的等值电阻法计算精度仅能满足工程应用。为此, 本文提出了一种基于配变电量和平均电流的配网线损计算方法, 通过配变电量计算出各节段和配变的平均电流, 进而推导出整个配电网总损耗电量。该算法不仅有效提高了配网线损计算精度, 还解决了含小电源的配网线损计算问题。
参考文献
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配变电所 篇5
1主接线分析
因为10 k V配变电工程的主接线会直接影响工程的运行效果, 所以, 为了保证中小型用户10 k V配变电工程的良好运行, 应遵循主接线设计或选择的相关原则, 优化配置工程的主接线。
1.1应遵循的原则
基于中小型用户10 k V配变电工程主接线的特征, 在设计或选择主接线时, 应遵循以下原则。
1.1.1可靠性
为了保证10 k V配变电工程能够正常供电, 在设计或选择主接线时, 一定要充分考虑其可靠性, 避免它受到故障电气元件的影响。
1.1.2运动灵活性
要遵循运动灵活性原则, 即在设计或选择主接线时, 要保证主接线不受检修或停运的断路器影响, 依旧执行通电操作。
1.1.3满足安全、经济、生产工艺的要求
当主接线接入10 k V配变电工程中时, 应选择最适合、最合理的接线方式, 使主接线的运用符合供电部门的安全、技术和经济等要求, 使其符合用电用户的生产工艺要求。
1.1.4降低运行费用
从经济的角度出发, 在设计或选择主接线时, 要充分考虑资金的投入量, 即在保证主接线质量和设置合理的情况下, 尽可能地降低投资成本, 从而降低10 k V配变电工程的运行费用。
1.2配置分析
1.2.1优化线路结构
随着人们生活水平的提高, 中小型用户对供电可靠性也提出了越来越高的要求。在这种情况下, 要想优化10 k V配变电工程主接线的配置, 首先要做的就是优化10 k V配变电工程的线路结构。过去应用的辐射状单电源的线路结构存在缺陷, 严重影响了供电线路的供电效果。因此, 可以采用以下2种方式来优化线路结构:1采用双电源并行的线路结构, 通过客户双电源进线优化10 k V配变电工程的线路结构。当然, 这种线路结构的设置需要投入大量的资金, 而且备自投改造量大。2在终端用联络开关联络从不同变电所引出的配电线路, 进而形成完整的线路结构, 并控制线路。一旦某个线路短路或断路, 联络开关就会断开, 以免其他线路受到影响。
1.2.2优化线路相序
为了保证主接线的接入不会使10 k V配变电工程在运行过程中受到故障设备或断路器的影响, 需要不断优化线路相序。也就是说, 线路应将一个主变变电所作为电源, 将北向变电所从左到右依次设置A相位、B相位和C相位, 直至另一个变电所。这样, 在切除故障的过程中, 合理的线路相序可保证主接线的正常运行。另外, 因为变电所多用中置柜、电缆出线, 换相非常方便, 所以, 能有效避免线路相序设置不佳的情况发生。
1.2.3优化主接线的接线方式
主接线的接线方式有2种, 即单母线接线、单母线断路器分段接线。其中, 单母线接线可用于高压侧接线和单台运行的变压器低压侧接线中, 使接线工作更加简单、操作方便、便于扩建。同时, 还要注意运行不灵敏、电源进线开关设置不合理等情况发生。单母线断路器分段接线适用于2台或2台以上变压器低压侧接线。这样能保证2台变压器并列运行, 并且不受母线故障的影响。另外, 当变压器分列运行时, 各个变压器之间不会相互影响, 相当于各个变压器单独运行。为了选择合适的主接线方式, 一定要考虑到中小型用户10 k V配变电工程的实际情况和2种接线方式的优缺点。
2继电保护方式分析
为了使10 k V配变电工程能够满足中小型用户的需求, 保证其高效、稳定、安全运行, 要将故障和异常运行对工程造成的影响控制在最小范围内。基于此, 在优化继电保护装置保护方式时, 应当根据变压器的容量、电压等级等科学、合理地设置, 以提高继电保护装置动作的可靠性和灵敏性。
2.1相间短路保护
所谓“相间短路保护”, 就是反应变压器绕组和引出线相间短路的电流速断保护, 使接地测绕组和绕组匝得到有效的保护, 从而提高整个10 k V配变电工程的安全性。基于此, 在优化设置继电保护装置时, 结合变压器的容量, 可在10 k V配变电工程中加设电流速断保护装置。
2.2瓦斯保护
容量为800 k VA及以上的油浸式变压器和400 k VA及以上的车间油浸式变压器均应装设瓦斯保护。基于此, 应当分析变压器的具体情况, 明确变压器内部可能会发生的故障, 确定故障可能导致瓦斯或油面下降的原因, 从而合理设置瓦斯保护。
3结束语
尽管我国中小型用户10 k V配变电工程日益优化, 但是, 其供电依旧无法满足用户的生活生产需求。鉴于此, 应当优化配置主接线, 强化继电保护, 以此提高10 k V配变电工程的安全性、稳定性和高效性, 为用户提供高质量的电能。
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