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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:107
國家電網公司從20世紀90年代初就開展了配電網自動化系統(tǒng)的試點工作,先后進行了一系列大量的科技試點和運行實踐活動。隨著智能電網技術的發(fā)展,技術、產品不斷革新。與一次側電網相比,智能配電網發(fā)展相對不快,主要原因如下:
(1)配電網涉及范圍廣、投資大。配電網所測控的對象包括開閉站、環(huán)網柜、分段開關、聯絡開關等,需要進行監(jiān)測的設備眾多,但由于經濟等方面的限制,實際的測量設備安裝數量遠遠無法滿足需要。而且,由于設備性能、安裝環(huán)境等方面的原因,配網量測終端采集的數據受外界干擾較大,數據可用性不高。
(2)已建配電網的配電網自動化終端安裝、電動操動機構改造等實施難度大。
(3)在試點過程中存在不少誤區(qū)。如存在認識偏差,過分追求狹義的故障處理功能(DA),沒有建立整體全局觀,導致配電網自動化系統(tǒng)綜合效益無從顯現。
(4)中心主站系統(tǒng)沒能很好地融合到綜合信息系統(tǒng),沒能很好地服務于配電網的規(guī)劃、運行、維護;缺乏對整個配電調度管理系統(tǒng)的統(tǒng)籌考慮,大大限制了配電自動化系統(tǒng)的易用性和實用性。在過去近20年的配電網自動化改造當中,真正整體實現了配電網自動化的區(qū)域非常少見,這與智能電網所要達到的目標,出現了非常大的差距。
國家電網公司提出了智能配電網步步推進的技術路線圖。配電網自動化作為智能電網發(fā)展的關鍵技術也備受重視。
在新一輪以智能電網為核心的配電網自動化系統(tǒng)建設過程中,給出新建項目技術方案的同時,應充分考慮到已建項目正處于運行之中的特點,必須考慮到因實施配電網自動化改造而帶來的對運行可靠性的影響,及前述配電網自動化已存在的缺陷。配電網自動化所需要的數據基礎主要是電流和電壓,其他數據基本上都可以通過電流和電壓數據計算來獲取,為此希望在智能電網范疇內的配電網自動化改造過程中,能夠結合目前存在的缺陷,找到一個盡量降低缺陷影響的新辦法和新思路。
2004年IEC60044-8《互感器電子式電流互感器》技術標準頒布以來,有的新建變電站采用了光纖電流互感器技術,光纖傳感技術已融入到智能變電站中。但是同時也必須認識到,在高電壓等級所采用的光纖電流互感器技術,在穩(wěn)定性、抗干擾性能等多個方面,還存在很多問題。目前尚不能做為成熟產品來應用。
國內10kV網架的配電終端所采集的數據,都是基于傳統(tǒng)電磁原理的互感器,主網的先進技術遲遲不能應用到配電網領域。在配電網自動化改造過程中,對已存在的一次系統(tǒng)加裝電流互感器,也成為一項比較耗時費力的工作。為了破解這個困擾業(yè)界的難題,將新型傳感技術運用到配電網自動化的電流互感器當中,替代傳統(tǒng)電流互感器就變得非常必要和迫切。
光纖電流互感器的提出及研制
光纖技術測量電流始于20世紀60年代,1963年美國就已經在230kV變電站中掛網運行。1979年英國掛網運行了全光纖互感器,1993年我國在廣東電網運行了華中科技大學研制的光纖電流互感器;進入2000年后,許繼集團聯合華北電力大學,南瑞集團聯合航天科技,ABB、西安創(chuàng)維等都在國內電網上試運行了光纖電流互感器;近幾年上海嘉定變電站等投運了光傳感電流互感器。
以上的技術和產品主要集中在高電壓等級的主網,在中壓領域開展光纖傳感技術研究,國內尚未有實際應用產品。
而在國外,擁有150萬客戶的丹麥最大電力公司DONGEnergy在2002年提出需求:“希望能有產品在不停電、不破壞現有運行設備的條件下,具有檢測中壓電纜線路故障和電流的精確測量功能。”經廣泛調查后發(fā)現市場上沒有符合條件的標準定型產品,為此,DONGEnergy發(fā)起并聯合丹麥大學光學實驗室及相關機構,組織了公司專攻技術與工程應用。2004年,光纖電流互感器在DONGEnergy實現了現場運行,配電終端以光纖互感器為基礎,具有“技術先進、功能實用、安裝便捷、適應智能電網需求、可靠性高”等特點,目前在全世界20多個國家的配電網領域得到實際運行應用。
經過了工程實踐和不斷完善,以光纖電流互感器為主體組成的配電網自動化系統(tǒng),已成為一個專業(yè)的、相對成熟的技術產品體系。
光纖傳感配電終端通過光纖電流互感器來采集運行時的電流量,配合FTU/DTU所采集的電壓量,可以將有功功率、無功功率、頻率等信息進行精確計算,以及判斷短路故障電流、接地故障和故障距離等,采集精度高,計算量準確;還有多路信號采集回路及控制輸出回路;通過通信模塊,以網絡RJ45、無線GPRS及串行RS485/232為物理接口,以IEC60870-5-101/104和CDT協議和配電網自動化系統(tǒng)主站實現雙向數據交互。也可以通過IEC61850協議,實現光纖電流互感器獨立發(fā)布數據。
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