5配电与用电
5.1配电自动化技术
一、技术原理与特点配电自动化以一次网架和设备为基础,以配电自动化系统为核心,综合应用电力电子技术、通信技术、计算机及网络技术,实现配电系统的监测与控制,并通过相关系统的信息集成,实现配电自动化的科学管理。
配电自动化系统主要由配电主站、配电终端、配电子站(可选)和通信通道组成。配电主站是配电自动化系统的核心部分,主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能;配电终端是安装于中压配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称,主要包括配电开关监控终端(FTU)、配电变压器监控终端(TTU)、开关站和公用及用户配电所监控终端(DTU)等;配电子站是为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网而设置的中间层,实现所辖范围的信息汇集、处理或故障处理、通信监视等功能;通信通道是连接配电主站、配电终端和配电子站,实现信息传输的通信网络。IEC61968标准在配电自动化产品中的贯彻实施,推动了配电自动化的综合应用,为各种应用之间的信息交互创造了条件。
配电自动化系统的功能包括基本功能和扩展功能。
基本功能包括:
(1)配电SCADA:数据采集(支持分层分类召测)、状态监视、远方控制、人机交互、防误闭锁、图形显示、事件告警、事件顺序记录、事故追忆、数据统计、报表打印、配电终端在线管理和配电通信网络工况监视等。
(2)与上一级电网调度(一般指地区电网调度)自动化系统和生产管理系统(或电网GIS平台)互连,建立完整的配电网拓扑模型。
扩展功能包括:
(1)馈线故障处理:与配电终端配合,实现故障的识别、定位、隔离和非故障区域自动恢复供电。
(2)电网分析应用:模型导入/拼接、拓扑分析、解合环潮流、负荷转供、状态估计、网络重构、短路电流计算、电压/无功控制和负荷预测等。
(3)智能化功能:配电网自愈控制(包括快速仿真、预警分析等)、分布式电源/储能装置/微电网的接入及应用、经济优化运行以及与其它智能应用系统的互动等。
配电自动化系统的主要技术指标包括:故障判断准确率、遥信正确率、遥测综合误差、遥控误动率、遥控拒动率、事故画面推出时间、遥信变位画面响应时间、遥测越死区响应时间、双机切换时间、故障区段隔离时间、非故障区段恢复供电时间等。
配电自动化主站系统、配电终端设备、配电通信技术等都有较大进步且趋于成熟。目前配电自动化技术已经在公司第一批(4个重点城市核心区)和第二批配电自动化试点(19个重点城市核心区)试点使用,并取得很好的应用成果。
二、适用地点与条件配电自动化技术实施区域的网架结构应布局合理、成熟稳定,实施馈线自动化的线路应满足故障情况下负荷转移的要求,具备负荷转供路径和足够的备用容量,配电设备应根据需要满足遥测、遥信、遥控要求。
为确保配电自动化工程建设质量,应加强对配电自动化系统的规划和计划性管理,并重视建设质量和后续配套措施,保障工程的延续性和可推广性。
三、推广应用计划配电自动化系统应纳入地区配电网整体规划,根据本地区配电网现状及实际需求分阶段、分步骤实施;在进行配电自动化建设与改造时,要合理配置主站软硬件及智能终端类型,避免盲目追求配电自动化“三遥”率;区域网架结构应布局合理、成熟稳定,不可为实施自动化而进行大规模的网架改造和设备更换。
2011~2012年:在供电可靠性要求高的政治或经济中心区,国家级经济开发区或高新科技园区推广应用,优先在4个直辖市、21个省会城市、4个计划单列市,唐山、苏州共31个重点城市的核心区开展配电自动化系统建设并逐步实现全覆盖。在“十二五”中后期可在其它具备条件的地级市核心区开展配电自动化系统建设。
四、责任部门
生产技术部、智能电网部、国家电力调度通信中心
5.2节能配电变压器
一、技术原理与特点
节能配电变压器主要包括S13及以上型号的系列配电变压器、非晶合金铁心变压器和调容变压器。
S13及以上型号系列配电变压器通过采用高导磁、低损耗的优质高性能硅钢片,经过优化设计,降低了变压器空载损耗和负载损耗。S13型配电变压器与同容量S11型配电变压器相比,空载损耗下降25%以上,噪声下降7~10dB,铜材消耗下降3%~5%。S14变压器长期运行在40%及以上负载率时,其节能效果高于非晶合金变压器,且噪音水平也相对较低,可满足城市配网环保要求。
非晶合金铁心变压器的铁心采用非晶合金带材,使得变压器空载损耗大幅降低,与S11型同容量配电变压器相比平均降低约65%。但由于非晶合金材料的特殊性,非晶铁心不能用夹件过分压紧,铁心震动受到束缚较少,因此噪音相对同容量、同规格的硅钢配电变压器高出3~8dB。
调容变压器包括有载调容变压器和无载调容变压器。有载调容变压器在不停电情况下,根据实际负荷大小,通过调容开关改变高低压绕组联结方式,实现容量转换,使变压器运行在较佳经济运行方式,克服了无载调容变压器不能根据实际负荷大小自动调节变压器容量方式的固有缺陷。
在年均负载率小于30%的情况下,应用非晶变节能效果比较显著;在年均负载率小于25%的情况下,且负荷具有周期性变化特征的区域,应用有载调容配变节能效果比较显著。配电变压器的主要技术指标包括:额定容量、额定电压、额定频率、空载损耗、负载损耗、空载电流、短路阻抗。
S13及以上型号配电变压器、非晶合金铁心变压器、调容变压器等节能产品代表了我国目前配电变压器的发展方向,产品设计、制造工艺已相对成熟。目前非晶合金铁心配电变压器已在江苏等地区得到较多应用,有载调容变压器在山东、宁夏、浙江等农网科技项目试点中也得到一定应用。
二、适用地点与条件
S13型配电变压器和非晶合金铁心配电变压器适用于新建和改造的城乡配电网。有载调容变压器适用于季节性负荷或其它周期性变化大的负荷,尽量避免在临时性、大负荷频繁投切的场合使用。此外,有载调容变压器成本较高,相当于普通变压器的1.7~1.8倍,但可采用无载调容配电变压器,其价格比常规仅高出10%。非晶合金变压器不宜在可能频繁发生短路故障的线路和噪音要求高的场所使用,在运输和吊装期间要避免受到外力的挤压、碰撞和冲击。
目前国内市场上节能配电变压器的性能差异较大,所推广节能配电变压器应在专业检测机构进行节能效果及整机性能的检测。建议对每批招标的节能配电变压器进行质量监督抽检,且抽检比例不低于2~5%。
三、推广应用计划
2011年,新增配电变压器应采用节能型变压器,推广应用S13以上型号节能型变压器(不低于25%),农村和纯居民供电配电变压器优先采用调容变压器(不低于10%)和非晶合金变压器(不低于15%)。2012年起,新增配电变压器全部使用节能型配电变压器,更快推动节能环保型配电变压器的应用。
2011年后,新型节能变压器的使用比例以每年5%的速度逐年递增。非晶合金变压器每年每省达到1000台以上,其中国产带材非晶合金变压器不低于50%。
“十二五”期末,公司系统城市配电网全部改造更换S9及以下高损耗变压器。
四、责任部门
生产技术部、农电部、物资部