綜合配電自動化終端的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
考慮到上述情況,筆者提出分支線路配置集保護(hù)測控、無功補(bǔ)償、無源自供電、多種通信接口功能于一體的配電自動化終端。
首先,將分支線路的負(fù)荷開關(guān)更換為真空斷路器,為分支線路配置專門的保護(hù)。
在分支回路故障情況下,由分支線路斷路器切除故障,可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)級的故障隔離。已有的配網(wǎng)自動化無論采用何種方案,故障隔離均不可能達(dá)到保護(hù)級(也就是能在1s內(nèi)隔離故障),一般的時(shí)間為幾十秒或數(shù)分鐘,而采用此方案,故障切除可以在1s內(nèi)可靠完成,大大縮短了停電時(shí)間,提高了供電可靠性。
分支線路配置保護(hù)大大簡化了保護(hù)配合,所有分支回路的保護(hù)獨(dú)自整定,不需要和其他回路配合,如果分支回路下還有分支(如開閉所),則可以同下面的分支回路的保護(hù)進(jìn)行時(shí)間上的配合即可,變電站的線路出線保護(hù)只需要同所有分支回路保護(hù)的最長延時(shí)配合,有一定級差即可,保護(hù)整定和配合都非常簡單。
分支線路配置保護(hù)減少了對線路負(fù)荷的沖擊,分支斷路器切除分支回路故障后,變電站線路保護(hù)元件返回,如果分支回路帶重合閘,僅對該分支存在沖擊的可能(合閘到永久故障),提高了設(shè)備運(yùn)行安全。
其次,分支線路配置集成靜止無功發(fā)生器SVG,實(shí)現(xiàn)分支線路動態(tài)無功補(bǔ)償。
SVG并聯(lián)于電網(wǎng)中,相當(dāng)于一個可變的無功電流源,通過調(diào)節(jié)逆變器交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位,或者直接控制其交流側(cè)電流的幅值和相位,迅速吸收或者發(fā)出所需要的無功功率,實(shí)現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的。當(dāng)采用直接電流控制時(shí),直接對交流側(cè)電流進(jìn)行控制,不僅可以跟蹤補(bǔ)償沖擊型負(fù)載的沖擊電流,而且可以對諧波電流也進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。
再次,提供完善而可靠的自供電功能,裝置自帶免維護(hù)的電池及完善的電源管理程序,在進(jìn)線故障情況下可保證裝置的正常工作及跳閘,解決失電時(shí)配電終端設(shè)備工作和斷路器操作的電源問題。
最后,支持多種標(biāo)準(zhǔn)自動化接口,支持多種通用遠(yuǎn)動規(guī)約,自動化接口模塊插拔式獨(dú)立設(shè)計(jì),方便更換和配置。
綜合配電自動化終端實(shí)現(xiàn)
綜合配電自動化終端,采用高性能DSP處理器硬件平臺和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),集成保護(hù)測控、SVG、無源自供電、通訊功能于一體,是智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的低壓配電終端。
本終端配備以下保護(hù)功能,如圖二,三所示:
1)瞬時(shí)速斷、定時(shí)限過流保護(hù)和接地保護(hù),接地保護(hù)的零序電流可由三相電流計(jì)算或外接零序CT輸入。
2)反時(shí)限過流保護(hù),符合IEC255-4標(biāo)準(zhǔn)的反時(shí)限特性。
3)具備二次諧波閉鎖功能,避免投入變壓器時(shí)過電流保護(hù)誤動作。
本終端配備SVG,橋式變流電路結(jié)構(gòu)采用當(dāng)前主流的電壓型結(jié)構(gòu),SVG實(shí)時(shí)檢測負(fù)載電流的正序、負(fù)序、零序、有功、無功和諧波分量,由可關(guān)斷電力電子器件(IGBT)控制,輸出一個與所需補(bǔ)償電流大小相同,方向相反的電流與之抵消,IGBT開關(guān)頻率達(dá)到6000HZ,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、快速的大范圍無功感性與容性雙向調(diào)節(jié),使終端所配置的SVG不但具有良好的無功補(bǔ)償能力,補(bǔ)償基波無功電流,也可同時(shí)對諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償,達(dá)到改善電能質(zhì)量的目的。
本終端配備自供電源,包括CT取能或PT取能,系統(tǒng)工作采用以電網(wǎng)電流或電壓供電為主,太陽能作為后備,鋰電池,鉛電池,操作電容輔供電。大容量的電池組系統(tǒng)采用電源泵技術(shù),先進(jìn)的線路電流控制充電技術(shù)和數(shù)控定期自動完全放電活化處理技術(shù),大大延長電池使用壽命。當(dāng)線路電流低于額定值的5%時(shí),由電池組供電。終端在非跳閘時(shí)功耗小于4MA,使電池容量至少維持裝置正常工作一周時(shí)間。在外部失電時(shí),低能量脈沖跳閘方式所需能量由電容儲能提供,可保證至少兩次合-跳輸出,滿足配電網(wǎng)故障恢復(fù)過程中智能控制策略的需要。
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