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怎样化解配电系统故障快速定位恢复顽疾?别急 您听我说!

北极星输配电网  来源:施耐德电气    2020/5/15 20:21:43  我要投稿  
所属频道: 保护与控制  关键词:施耐德电气 配电系统 DTU

北极星输配电网讯:电力自从被发明和应用以来,已经与我们的日常生活和工作息息相关。

疫情期间,为确保电力安全稳定供应,武汉对雷神山、火神山、金银潭、黄冈大别山等重点医院和36家方舱医院,全面落实供电保电的“一户一案”措施,确保不发生停电事件,各地电力企业更是纷纷出台相关方案,确保电力供应稳定。由于新冠肺炎疫情影响,全国各地开启“宅家”模式,医院则成为抗击疫情的重要前线。一旦电力中断,很可能出现重大安全事故,给生产生活造成无法挽回的经济损失。因此,电力可用性至关重要。

当前,我国电力系统仍存在电网结构设置不合理、投资“重发电轻配电”等问题,这也成为了导致配电系统故障时有发生的因素之一。此外,传统的运维方式在排除配电系统故障时,往往大量依靠人力,成本高、工作效率低,进而制约了对持续稳定供电的保障。随着智能化技术在电力行业应用的日益广泛和深入,能够实时感知、故障定位和自愈的智能配电网,带来了更安全高效的用电体验。面向未来,配电运维智能化、数字化正逐步成为提升电力可用性的必然趋势。

作为中低压配电领域专家,施耐德电气认为,从全生命周期的角度出发提升电力可用性,才可以无限接近对配电系统“零故障、零风险”的双零追求。

基于EcoStruxure架构与平台,施耐德电气以覆盖上层主干路,下层分电路及终端配电的完整产品,形成完整的解决方案,利用更丰富的选择性,更先进的级联技术和可定制化的配电系统架构,同时以高度信息化的资产管理方式,帮助用户时刻清晰掌握系统及设备状态,预知风险,实现预测性维护,进一步提高电力可用性。

而不容忽视的是,由于诸多客观因素的影响,相关人员仍需要时刻警惕配电系统发生故障。因此,借助强大的数字化功能,实现故障快速自动定位、分析和自愈,将成为降低故障影响,甚至避免造成巨大损失绝佳途径之一。

配电系统故障频发

传统运维方式的弊端

普遍情况下,导致配电系统出现故障的原因主要有5大类 ,包括常见的母线故障、设备故障、短路/断路故障、设备老化以及自然/人为原因。当故障出现时,如果不能及时排除故障原因并抢修,将会影响到电力的持续供应。

而随着配电网规模不断扩大,用户用电需求的不断提升,传统的配电运维方式在应对处理配电系统故障时的弊端逐渐显现。

当前,大多数运维商依旧采用以人工巡视、纸质记录、电话沟通三种方式为主的传统式配电系统运维。以专变用户侧为例,由于原有的配电房较为老旧,且没有采用智能化技术手段,运维管理主要通过人工巡视,巡视之后手动记录数据。如果是非紧急事件,一般采取与用户电话沟通的方式解决,遇到紧急事件则会上门当面沟通。显而易见,从故障发生到排除之间,存在较长的沟通过程。此外,配电系统的维修和维护通常是被动式的,抢修一般由用户主动发起,很少是运维商主动发现,从而影响抢修的响应速度。在此基础上,这种传统的配电运维方式还存在着人力成本高、工作效率低下、人员培训困难、设备可靠性低等诸多弊端,这也严重让很多运营商不得不面对成本高、用户粘性低等业务问题,严重影响其竞争优势。

为了保证电力供应的连续性,提高运维管理水平、加快故障处理速度以及降低断电风险,配电系统的智能化、数字化运维已成为破题之径。

助力优化升级

智能化配电运维提升电力可用性

随着新一代信息技术的发展,国内对智能配电网的建设日益重视。以智能化技术为基础构架,智能化运维对传统的配电运维管理进行了优化升级,不仅降低了配电运维过程中的人力成本,还提高了配电网及配电系统运行的稳定性、安全性,从而达到自动检查、处理配电网及配电系统故障,并快速采取应对方案的效果。

以江苏联固电气有限公司为例,借助施耐德电气智能配电平台,联固电气已形成了极具特色的“线上监测”-“线下运维”-“应急抢修”智能运维服务模式,并成功帮助20家当地电力企业参与江苏省政府的电力需求侧响应工作,极大提升了运维商的竞争力。

可见,智能配电运维能够从多个维度保障供电稳定和用电质量,有效提升电力可用性。

得益于智能化、自动化技术的应用,智能配电网能够在一定程度上实现故障自愈。自愈是智能配电网的重要特征和核心功能之一,是指配电网在运行过程中具备自我预防、自我诊断和自我恢复的能力。通过对配电网运行参数和状态的实时监测与在线评估,准确判断配电网是否存在故障或故障隐患,并及时采取措施恢复故障,从而保证配电系统的电力可用性。

“硬件功能软件化”

施耐德电气助力提升故障定位

和恢复速度

施耐德电气认为,对于故障定位与恢复这一问题,应充分利用电气设备的数字化功能,并按照“实时感知系统状态—故障定位查找和自动分析原因—推送处理方案指导操作—自动恢复供电”的路径进行运维。这样能够大大提升故障处理的速度,有效降低故障对电力可用性的影响,进而保障运维人员的人身安全及企业的经济利益。

1实时感知系统状态 轻松实现互联互通

现实中,因很多配电室不具备集中监测功能,重要回路发生跳闸故障无法及时发现,运维人员在故障发生很长时间后才获悉、且无法迅速定位故障位置,极大降低运维效率。

为解决系统实时监测问题,施耐德电气基于数字化创新技术,将信息监测和采集功能融入到包括中压、低压、以及终端配电断路器之中,并达到业内最高精度的电流、电压等电气参数的实时监测,且能够通过蓝牙和WIFI等通讯方式,轻松实现数据传输和互联互通,做到了对配电系统状态更全面地感知,并有效解决了配电网故障定位准确性不高的问题。

2查找故障原因并推送方案指导 提升电力可用性

随着配电系统对自动化水平和可靠性要求的提高,其对断路器自身的要求也在不断提升,而且,断路器的状态检测是故障诊断中重要的一环。在断路器运行工作时,采集相关数据信号,是故障查找、分析的关键。然而,当前的业内所使用的断路器并不具备这样的功能。

为了解决过去故障原因查找和分析等功能独立于断路器之外的问题,施耐德电气创新的在Masterpact MTZ中内置了Micrologic X控制单元,将硬件功能软件化,所有的控制单元高级功能,都可以软件模块的形式进行灵活搭配。其中,电力恢复助手、波形捕捉和操作助手这三个模块在故障查找分析和电力可用性保障方面发挥着重要作用:

——电力恢复助手模块——

通过显示事件和断路器状态信息,协助运维人员进行电力恢复。它能够帮助运维人员确定如分闸、手动脱扣、电气脱扣、或失电等故障事件的可能原因,同时提供相应的方案指导电力恢复。

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——波形捕捉模块——

通过该模块提供的短脱扣波形捕捉(脱扣前4个周波和脱扣后1个周波)以及长脱扣波形捕捉(脱扣前15个周波和脱扣后35个周波),能够帮助工作人员查找故障起因和分析故障严重程度。

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——操作助手模块——

灵活搭配的数字模块极大地丰富了MTZ断路器的功能,并将智能手机引入到运维人员的日常工作场景中。从查找故障原因、定位故障点,再到推送恢复方案指导,施耐德电气为智能配电系统带来更安全、更高效、更精准、更智能的运维方式,实现了故障精准定位和快速排除,为电力可用性提供有力的保障。

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3快速自愈 保障电网可靠性

多数情况下,查找出故障原因并推送方案,便能够指导工作人员有效操作,快速恢复电力供应。但在如机场、医院等特殊场所中,对电力可用性有着更高的要求,需要更低时延地切断故障线路,达到“自愈”的效果。

为此,施耐德电气开发出分布式DTU和高品质开关设备组合,基于成套环网箱一二次融合理念的分布式DTU环网自愈系统,在优化的网络架构中嵌入高品质开关设备作为关键节点,同时搭载分布式DTU Easergy T300智能配电终端,应用模块化设计,实现单环网供电系统环网自愈功能,约30秒内实现故障的快速切除以及恢复送电,充分保障电力可用性。

作为核心“组件”,施耐德电气分布式DTU Easergy T300采用面向间隔功能的模块化设计理念,分布安装在各个环网柜单元,就地方便地实现对每个开关柜的运行状态检测、控制和交流模拟量采样测量。T300模块和实物间隔一一对应,避免传统DTU按错间隔的可能性,提高标准化程度,即插即用,能够随环网柜的扩展而灵活调整。T300可以实现分布式馈线自动化功能,可在现有的通讯网络(PON,GPRS,4G等等)上,采用对等通讯技术,构建环网自愈SHG通讯体系,适用于多种环网柜型(参数可调),具有较高的容错性,充分保障电网可靠性。

结语

随着我国对能源需求量的逐渐增加,配电网的规模也日益扩大,打造高可靠性、高密度、大容量、高自愈性的智能配电网,进一步提升配电系统电力可用性,已经成为城市电网的重要目标,通过分析当前配电系统的故障原因及类型,对比传统运维管理与智能运维管理的差异,可以预见,智能故障定位与自愈技术将是构建智能配电网络的核心技术,配合完善的系统架构设计以及高水平的运维管理能力,才能全面提升电力可用性。

数字化浪潮下,施耐德电气作为中低压配电领域专家,通过对电气设备的数字化功能创新,满足用户对配电系统状态实时感知、故障自动查找、故障原因分析、故障指导方案推送、快速恢复供电等需求,显著提升了电力的可用性,有效保障了用电的安全、高效和智能。面向未来,相信施耐德电气将会继续精益求精,打造更高品质的产品及解决方案,为配电网络智能化建设发展增添动力。


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