南方电网公司在国家建设粤港澳大湾区新时代、服务粤港澳大湾区建设把握新形势,围绕培育具有全球竞争力的世界一流企业这个目标,大力推动各项改革措施落实落地、提高电网发展质量。致力于增强集成力、整合力、创新力等,以高质量发展推动建设一流企业,不断推动公司做强做优做大。为落实南方电网公司创建“两精两优、国际一流”发展战略,科学谋划南方电网“十三五”系统运行领域规划的重点工作,全网目前已全面加快推进调控一体化建设,抓紧落实安全生产职能战略要求,逐步推广经济高效的生产运作模式,争创国际先进的调控运行体系。
按照南方电网总体战略部署规划具体建设方案,结合深圳电网的实际发展概况,研发制造“一二次”先进技术的智能装备。
一、调控一体化是世界先进电网发展的主流方向
1、调控一体化建设
调控一体化建设,涉及电网调度运行和变电运行核心业务,是对电力系统现有运行体系的多方位变革。
调控一体化建设,就是对电网调度、设备监视、设备控制这3个24小时不间断运作的核心环节实施集中管理、一体化运作,集中电网运行组织、感知、决策、执行环节融合。
.2、规模扩大和供电可靠性要求提升
世界一流智能电网,将有强大的防灾抗灾能力。随着电网规模扩大和供电可靠性要求提升,对调度控制能力和效率要求更高,传统厂站运行管理相对分散,运行环节多、业务链条长、协同效率慢、人力物力资源优化利用程度低,实施电网调度运行和设备运行一体化运作,转变电网运行管理模式以适应技术进步、扁平化和精益化管理的需求。
南方电网公司在珠三角地区电网投资将超过1700亿元,以加快粤港澳大湾区智能电网规划建设,持续提升电网防灾抗灾能力,到2022年基本建成安全、可靠、绿色、高效的智能电网;到2030年,粤港澳大湾区将率先全面建成世界一流智能电网,支撑大湾区现代化经济体系发展和智慧城市群建设。
3、管理模式适应技术进步
近年来,随着电网装备技术水平和自动化水平不断进步,以3C技术(计算机Computer、通信Commu-nication、控制Control技术发展)为基础的现代电网运行监控和设备智能化、可视可控化技术手段日趋成熟,改变运行管理模式适应技术进步,提升生产运行效益。
4、大幅度提升城市电网恢复速度
实施调控一体化运作,将大幅度减少故障信息汇报和指令操作环节,提高事故异常期间电网信息搜集、决策、执行效率,提升保障城市电网安全、电力供应的能力。通过调度集中监控系统快速搜集设备故障信息,采用远方遥控操作开关方式强送线路快速恢复送电。
5、提升保障安全的调控技术和电气装备水平
提升保障安全的调控技术和装备水平,研究推广应用一二次设备遥控到位确认、智能告警、遥控操作防误、刀闸遥控和程序化操作等先进技术。
6、先行先试,试点先行
按照“统一平台、集中控制、集中监视、分区巡维、分步实施”的总体建设思路。“先行先试、试点先行”建设第一批调控一体化试点单位,减少设备停电时间,提高供电可靠性。调度、监视、控制业务集约化和一体化运作大幅度提升,将有力推动电网运行管理向更高效的运行控制协调能力、安全风险控制能力、资源集约利用能力方向发展,有力提升电网技术装备、人力资源优化配置、电网运行调控水平,整体提升全网运行效益和安全保障。
二、电网运行监控和设备智能化
1、提升电网技术装备
研究推广应用一二次设备遥控到位确认、智能告警、遥控操作防误、刀闸遥控和程序化操作等先进技术。提高事故异常期间电网信息搜集效率。
(1)、用高新技术改造升级10KV 开关柜,是加快发展深圳智能电网建设、促进旧式手动开关柜优化升级的重要途径。(2)重视采用新型制造工艺、技术流程研发和推广应用,推动配网设备整体水平和竞争力跃上一个新台阶。(3)开关柜技术设计改造主要包含四方面的内容:一是提高开关柜技术装备安全可靠性水平;二是开关柜设备升级改造节省了投资,提高了开关柜技术附加值;三是应用计算机网络技术,优化开关柜安全操作模式模式,使配网管理跨入现代化管理轨道;四是推行信息生产技术,解决故障报警和故障点定位的难题。
2、先进技术智能装备
利用传感技术,在技术装备一二次关键环节上开展运行状态感知,提升电气装备安全质量管控水平。智能环网柜先进技术内涵, 是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网设备。
一二次技术融合实现配网开关运行状态的实时监测与运行环境的自动维护,实时监测环网柜运行状态,记录配电网短路故障等暂态过程,实现配电网短路故障快速预警和识别,并逐步实现环网柜控制分析等高级应用。
3、开关柜的基础要求
(1)环网柜有4-6回路负荷开关,共箱式SF6 气体密封灭弧和绝缘。(2)额定电流 630A。电缆回路不用区分进出线。
(3)负荷开关和断路器开关正常切断额定电流。(4)故障带电指示器,故障电流经过时指示灯能亮
(5)开关在合闸状态时应与接地开关具有可靠的机械联锁。
(6)开关柜绝缘气体气压正常,在满足电气参数的同时,其整体结构达到了最优化的设计要求。
4、满足调控一体化系统建设
(1)遥控准确到位确认
开关装置实现遥控是由电动机驱动开关触头垂直运动具有合闸、分闸、接地三种位置。动触点由速动操作机构控制,对于负荷开关,除控制动触头运动外,无储能功能。 对于断路器和组合式熔断器负荷开关,当触头闭合同时,操作机构能同时进行贮能。触头机械到位可由压力传感器操作行程开关,返回机械到位信号。这种设计消除了开关或断路器与按地开关同时闭锁的可能性。电缆间隔与接地开关、负荷开关(断路器)可实现相互联锁。电气和机械操作机构,位于面板后部,模拟母线能可靠地显示开关的闭合,断开,接地3种位置:开关闭合/断开:开关断开由同一速动操作机构的方向动作实现。断路器和组合式熔断器负荷开关的分断由故障跳闸实现。
接地:特殊设计的操作手柄插入操作孔闭合或打开接地触头,供手柄插入的孔洞被挡片锁住,当开关处于 分闸位置时,操作手柄孔可打开;当开关处于闭合位置时,手柄孔被锁住。接地开关与间隔前盖实现联锁,只有在接地开关合闸时才能打开间隔前盖,确保现场人员在电缆间隔危险工作。
线路带电时电压指示器显示套管是否带电,其上的插口可用于核相。该系统带有集成的电压指示器(发光二极管)。对于正常的操作环境,带电显示装置是推荐选择。相位识别必须以推鉴的核相器进行。手动核相显示两个模块间的相位平衡性。
核相器必须与推荐的电压指示器配合使用。核相器的作用是在线路完成前确认线路连接无误。
(2)故障快速检测智能告警
配电网络线路拓扑结构复杂,运行方式也有很大差别。接地故障选线装置精确度不高,用先进方法消缺,提高装置选线正确率,安装终端在线监测装置。缩小接地故障判定范围。
特别是中性点不接地系统发生单相接地故障后,变电站母线如果长时间运行,将烧毁电压互感器。造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后,也可能产生谐振过电压,产生几倍于正常电压的谐振过电压,危及变电设备的绝缘,严重者使变电设备绝缘击穿,造成更大事故。小电阻接地系统中
随着电网公司对小电流接地系统单相接地故障处理的重视以及故障选线、定位技术的发展。为避免小电流接地配电网长期带接地点运行诱发电网、设备或人身安全事故,试点应用自动化成套设备试点开展就近快速隔离小电流接地系统单相接地故障的实践。全绝缘断路器柜自动化成套设备能够有效提高配电网接地故障处理水平,避免因电气故障所引起的电气火灾,聚力减少杜绝人身伤害事故,保障供用电安全稳定运行,推进配电网接地故障快速隔离技术的应用,提升配电网智能化管理水平。
配电网故障分为相间短路、单相接地故障。在小电流接地系统中(消弧线圈、小电阻)接地故障检测难度大,因为在小电流接地系统中发生单相接地故障时中性点电流非常小,紧靠检测中性点电流变化很难发现故障。
线路故障指示器
当短路电流或零序电流高于预先设定的电流值时,装置面板上的发光二极管会闪烁,同时有一个节点动作,供远方遥信使用。当故障消失,经过设定的延时之后,装置会复位(或通过节点信号输入复位)。
智能装备是具有感知、分析、推理、决策、控制功能的先进装备,它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合,而且是智能电网建设的必不可少的关键装备。
装置能够根据采集的电流大小及设置的定值,判别故障电流(单相、相间、接地),据此得出故障信息,并把这些故障量送往配电网控制中心,为故障分析、判断和负荷转移提供依据,并配合配电控制中心,进行故障隔离和非故障区段的供电。故障信号能以遥信形式快速闭锁装置,以故障指示灯点亮报警。然后永久保存在DTU 装置内,通过随机管理软件随时现场读取。
为避免小电流接地配电网长期带接地点运行诱发电网、设备或人身安全事故,快速隔离小电流接地系统单相接地故障技术,低压配电网故障电弧探测技术及配用电智能管理研究,进一步提高配电网接地故障处理水平,避免因电气故障所引起的电气火灾,聚力减少杜绝人身伤害事故,保障供用电安全稳定运行,进一步探讨推进配电网接地故障快速隔离技术的应用,提升配电网电气设备智能化水平。
(3)遥控操作防止“误动、拒动”
“一体化”设计制造的遥控操作防误控制器五大关键技术,同时也根据深圳供电局配网设备的现状,解决了多元器件的配套技术难题,成功改造成功了集成度高,性能优良的一体化设备,实现了从控制信号的源头彻底解决了遥控“误动拒动”问题。
开关柜防误操控装置(智能终端)是成套设备的核心部件,是针对当前中压系统开关柜研制开发的一种新型、多功能、智能化数字化动态指示的现场终端信息采集装置。
防误操作装置具有动态数字指示、带电显示及闭锁、及其控制状态、一次回路电压值电流值显示、远方/就地操作、远程通信等功能,安装操作方便,综合设备性能配套适应性强。
驱动电机供电安全可靠:
由于采用了数控脉冲和检测定位一些创新技术,对电机的供电可靠性有很大的帮助,实现了一个脉冲过来只会有一次动作,有效的避免分合闸操作机构的误动和拒动。使其具备了电气设备组成联网防误监控系统,能够使开关柜进一步智能化操控。在对直流电机控制时,电流的方向直接决定了分合闸的准确性,机械传动机构因电机旋转的方向错误,造成机械传动机构的卡死,负荷过重会引起电机过流,仍然会使机械和功率器件损坏。在驱动电路上加装了功率保护器件,控制了驱动电路过载保护能力。
(4)技术装备程序化操作
智能电网故障一体化仿真平台:
围绕智能环网柜开关装备运行和运维系统两大业务板块,模拟出配电网小电流接地系统检测信息平台,在智能电网技术框架下的供电线路、变压器核心关键设备仿真数据平台,为智能环网柜设计生产、投入运行阶段提供接近于真实的故障模拟仿真环境。
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