南方電網公司在國家建設粵港澳大灣區新時代、服務粵港澳大灣區建設把握新形勢,圍繞培育具有全球競爭力的世界一流企業這個目標,大力推動各項改革措施落實落地、提高電網發展質量。致力于增強集成力、整合力、創新力等,以高質量發展推動建設一流企業,不斷推動公司做強做優做大。為落實南方電網公司創建“兩精兩優、國際一流”發展戰略,科學謀劃南方電網“十三五”系統運行領域規劃的重點工作,全網目前已全面加快推進調控一體化建設,抓緊落實安全生產職能戰略要求,逐步推廣經濟高效的生產運作模式,爭創國際先進的調控運行體系。
按照南方電網總體戰略部署規劃具體建設方案,結合深圳電網的實際發展概況,研發制造“一二次”先進技術的智能裝備。
一、調控一體化是世界先進電網發展的主流方向
1、調控一體化建設
調控一體化建設,涉及電網調度運行和變電運行核心業務,是對電力系統現有運行體系的多方位變革。
調控一體化建設,就是對電網調度、設備監視、設備控制這3個24小時不間斷運作的核心環節實施集中管理、一體化運作,集中電網運行組織、感知、決策、執行環節融合。
.2、規模擴大和供電可靠性要求提升
世界一流智能電網,將有強大的防災抗災能力。隨著電網規模擴大和供電可靠性要求提升,對調度控制能力和效率要求更高,傳統廠站運行管理相對分散,運行環節多、業務鏈條長、協同效率慢、人力物力資源優化利用程度低,實施電網調度運行和設備運行一體化運作,轉變電網運行管理模式以適應技術進步、扁平化和精益化管理的需求。
南方電網公司在珠三角地區電網投資將超過1700億元,以加快粵港澳大灣區智能電網規劃建設,持續提升電網防災抗災能力,到2022年基本建成安全、可靠、綠色、高效的智能電網;到2030年,粵港澳大灣區將率先全面建成世界一流智能電網,支撐大灣區現代化經濟體系發展和智慧城市群建設。
3、管理模式適應技術進步
近年來,隨著電網裝備技術水平和自動化水平不斷進步,以3C技術(計算機Computer、通信Commu-nication、控制Control技術發展)為基礎的現代電網運行監控和設備智能化、可視可控化技術手段日趨成熟,改變運行管理模式適應技術進步,提升生產運行效益。
4、大幅度提升城市電網恢復速度
實施調控一體化運作,將大幅度減少故障信息匯報和指令操作環節,提高事故異常期間電網信息搜集、決策、執行效率,提升保障城市電網安全、電力供應的能力。通過調度集中監控系統快速搜集設備故障信息,采用遠方遙控操作開關方式強送線路快速恢復送電。
5、提升保障安全的調控技術和電氣裝備水平
提升保障安全的調控技術和裝備水平,研究推廣應用一二次設備遙控到位確認、智能告警、遙控操作防誤、刀閘遙控和程序化操作等先進技術。
6、先行先試,試點先行
按照“統一平臺、集中控制、集中監視、分區巡維、分步實施”的總體建設思路。“先行先試、試點先行”建設第一批調控一體化試點單位,減少設備停電時間,提高供電可靠性。調度、監視、控制業務集約化和一體化運作大幅度提升,將有力推動電網運行管理向更高效的運行控制協調能力、安全風險控制能力、資源集約利用能力方向發展,有力提升電網技術裝備、人力資源優化配置、電網運行調控水平,整體提升全網運行效益和安全保障。
二、電網運行監控和設備智能化
1、提升電網技術裝備
研究推廣應用一二次設備遙控到位確認、智能告警、遙控操作防誤、刀閘遙控和程序化操作等先進技術。提高事故異常期間電網信息搜集效率。
(1)、用高新技術改造升級10KV 開關柜,是加快發展深圳智能電網建設、促進舊式手動開關柜優化升級的重要途徑。(2)重視采用新型制造工藝、技術流程研發和推廣應用,推動配網設備整體水平和競爭力躍上一個新臺階。(3)開關柜技術設計改造主要包含四方面的內容:一是提高開關柜技術裝備安全可靠性水平;二是開關柜設備升級改造節省了投資,提高了開關柜技術附加值;三是應用計算機網絡技術,優化開關柜安全操作模式模式,使配網管理跨入現代化管理軌道;四是推行信息生產技術,解決故障報警和故障點定位的難題。
2、先進技術智能裝備
利用傳感技術,在技術裝備一二次關鍵環節上開展運行狀態感知,提升電氣裝備安全質量管控水平。智能環網柜先進技術內涵, 是將先進的傳感量測技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合,并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網設備。
一二次技術融合實現配網開關運行狀態的實時監測與運行環境的自動維護,實時監測環網柜運行狀態,記錄配電網短路故障等暫態過程,實現配電網短路故障快速預警和識別,并逐步實現環網柜控制分析等高級應用。
3、開關柜的基礎要求
(1)環網柜有4-6回路負荷開關,共箱式SF6 氣體密封滅弧和絕緣。(2)額定電流 630A。電纜回路不用區分進出線。
(3)負荷開關和斷路器開關正常切斷額定電流。(4)故障帶電指示器,故障電流經過時指示燈能亮
(5)開關在合閘狀態時應與接地開關具有可靠的機械聯鎖。
(6)開關柜絕緣氣體氣壓正常,在滿足電氣參數的同時,其整體結構達到了最優化的設計要求。
4、滿足調控一體化系統建設
(1)遙控準確到位確認
開關裝置實現遙控是由電動機驅動開關觸頭垂直運動具有合閘、分閘、接地三種位置。動觸點由速動操作機構控制,對于負荷開關,除控制動觸頭運動外,無儲能功能。對于斷路器和組合式熔斷器負荷開關,當觸頭閉合同時,操作機構能同時進行貯能。觸頭機械到位可由壓力傳感器操作行程開關,返回機械到位信號。這種設計消除了開關或斷路器與按地開關同時閉鎖的可能性。電纜間隔與接地開關、負荷開關(斷路器)可實現相互聯鎖。電氣和機械操作機構,位于面板后部,模擬母線能可靠地顯示開關的閉合,斷開,接地3種位置:開關閉合/斷開:開關斷開由同一速動操作機構的方向動作實現。斷路器和組合式熔斷器負荷開關的分斷由故障跳閘實現。
接地:特殊設計的操作手柄插入操作孔閉合或打開接地觸頭,供手柄插入的孔洞被擋片鎖住,當開關處于分閘位置時,操作手柄孔可打開;當開關處于閉合位置時,手柄孔被鎖住。接地開關與間隔前蓋實現聯鎖,只有在接地開關合閘時才能打開間隔前蓋,確保現場人員在電纜間隔危險工作。
線路帶電時電壓指示器顯示套管是否帶電,其上的插口可用于核相。該系統帶有集成的電壓指示器(發光二極管)。對于正常的操作環境,帶電顯示裝置是推薦選擇。相位識別必須以推鑒的核相器進行。手動核相顯示兩個模塊間的相位平衡性。
核相器必須與推薦的電壓指示器配合使用。核相器的作用是在線路完成前確認線路連接無誤。
(2)故障快速檢測智能告警
配電網絡線路拓撲結構復雜,運行方式也有很大差別。接地故障選線裝置精確度不高,用先進方法消缺,提高裝置選線正確率,安裝終端在線監測裝置。縮小接地故障判定范圍。
特別是中性點不接地系統發生單相接地故障后,變電站母線如果長時間運行,將燒毀電壓互感器。造成設備損壞、大面積停電事故。單相接地故障發生后,也可能產生諧振過電壓,產生幾倍于正常電壓的諧振過電壓,危及變電設備的絕緣,嚴重者使變電設備絕緣擊穿,造成更大事故。小電阻接地系統中
隨著電網公司對小電流接地系統單相接地故障處理的重視以及故障選線、定位技術的發展。為避免小電流接地配電網長期帶接地點運行誘發電網、設備或人身安全事故,試點應用自動化成套設備試點開展就近快速隔離小電流接地系統單相接地故障的實踐。全絕緣斷路器柜自動化成套設備能夠有效提高配電網接地故障處理水平,避免因電氣故障所引起的電氣火災,聚力減少杜絕人身傷害事故,保障供用電安全穩定運行,推進配電網接地故障快速隔離技術的應用,提升配電網智能化管理水平。
配電網故障分為相間短路、單相接地故障。在小電流接地系統中(消弧線圈、小電阻)接地故障檢測難度大,因為在小電流接地系統中發生單相接地故障時中性點電流非常小,緊靠檢測中性點電流變化很難發現故障。
線路故障指示器
當短路電流或零序電流高于預先設定的電流值時,裝置面板上的發光二極管會閃爍,同時有一個節點動作,供遠方遙信使用。當故障消失,經過設定的延時之后,裝置會復位(或通過節點信號輸入復位)。
智能裝備是具有感知、分析、推理、決策、控制功能的先進裝備,它是先進制造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合,而且是智能電網建設的必不可少的關鍵裝備。
裝置能夠根據采集的電流大小及設置的定值,判別故障電流(單相、相間、接地),據此得出故障信息,并把這些故障量送往配電網控制中心,為故障分析、判斷和負荷轉移提供依據,并配合配電控制中心,進行故障隔離和非故障區段的供電。故障信號能以遙信形式快速閉鎖裝置,以故障指示燈點亮報警。然后永久保存在DTU 裝置內,通過隨機管理軟件隨時現場讀取。
為避免小電流接地配電網長期帶接地點運行誘發電網、設備或人身安全事故,快速隔離小電流接地系統單相接地故障技術,低壓配電網故障電弧探測技術及配用電智能管理研究,進一步提高配電網接地故障處理水平,避免因電氣故障所引起的電氣火災,聚力減少杜絕人身傷害事故,保障供用電安全穩定運行,進一步探討推進配電網接地故障快速隔離技術的應用,提升配電網電氣設備智能化水平。
(3)遙控操作防止“誤動、拒動”
“一體化”設計制造的遙控操作防誤控制器五大關鍵技術,同時也根據深圳供電局配網設備的現狀,解決了多元器件的配套技術難題,成功改造成功了集成度高,性能優良的一體化設備,實現了從控制信號的源頭徹底解決了遙控“誤動拒動”問題。
開關柜防誤操控裝置(智能終端)是成套設備的核心部件,是針對當前中壓系統開關柜研制開發的一種新型、多功能、智能化數字化動態指示的現場終端信息采集裝置。
防誤操作裝置具有動態數字指示、帶電顯示及閉鎖、及其控制狀態、一次回路電壓值電流值顯示、遠方/就地操作、遠程通信等功能,安裝操作方便,綜合設備性能配套適應性強。
驅動電機供電安全可靠:
由于采用了數控脈沖和檢測定位一些創新技術,對電機的供電可靠性有很大的幫助,實現了一個脈沖過來只會有一次動作,有效的避免分合閘操作機構的誤動和拒動。使其具備了電氣設備組成聯網防誤監控系統,能夠使開關柜進一步智能化操控。在對直流電機控制時,電流的方向直接決定了分合閘的準確性,機械傳動機構因電機旋轉的方向錯誤,造成機械傳動機構的卡死,負荷過重會引起電機過流,仍然會使機械和功率器件損壞。在驅動電路上加裝了功率保護器件,控制了驅動電路過載保護能力。
(4)技術裝備程序化操作
智能電網故障一體化仿真平臺:
圍繞智能環網柜開關裝備運行和運維系統兩大業務板塊,模擬出配電網小電流接地系統檢測信息平臺,在智能電網技術框架下的供電線路、變壓器核心關鍵設備仿真數據平臺,為智能環網柜設計生產、投入運行階段提供接近于真實的故障模擬仿真環境。
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原文標題:研發制造“一二次”先進技術的智能裝備
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