配電網(wǎng)值得關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域課件

配電網(wǎng)值得關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域主

要

內(nèi)

容?????配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)和革命面向需求的技術(shù)領(lǐng)域解決結(jié)構(gòu)問題的技術(shù)領(lǐng)域儲能帶來的變化小結(jié)配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)--需求更加可靠

更加高效

更加優(yōu)質(zhì)配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)—結(jié)構(gòu)源：分布式電源網(wǎng)：供電能力受到資源條件限制荷：電動汽車。。。配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)—結(jié)構(gòu)源：分布式電源網(wǎng)：供電能力受到資源條件限制荷：電動汽車。。。配電網(wǎng)的革命因素儲能技術(shù)面向需求的技術(shù)領(lǐng)域?qū)ε潆娋W(wǎng)的要求可靠高效優(yōu)質(zhì)提高配電網(wǎng)的可靠性可靠影響配電網(wǎng)可靠性的因素比例高

計

劃

檢

修比例小

設(shè)

備

失

效

比例小

外

力

破

壞故障相間短路故障處理?

更加關(guān)注就地智能:繼電保護(hù)、自動重合閘、備自投、配電自動化開關(guān)?

集中智能配電自動化：面向可靠性需求差異化部署三遙、兩遙和故障指示器的數(shù)量和位置信息交互標(biāo)準(zhǔn)化單相接地故障處理?

智能接地配電系統(tǒng):熄?。ㄋ矔r性）：故障相接地（主動轉(zhuǎn)移型熄弧原理）選線、定位、隔離（永久性）：

中電阻啟動零序反時限繼電保護(hù)智能配電開關(guān)不借助通信手段完成故障處理智能配電開關(guān)的作用-1?

故障時切除短路電流：隔離故障區(qū)域：盡量小供電恢復(fù)：瞬時性故障全線恢復(fù)，

永久故障最大限度恢復(fù)健全區(qū)域供電繼電保護(hù)

選擇性：盡量接近故障位置，不越級

迅速性：盡量快切除故障

可靠性：正常時不動作（涌流），故障時必動作?

供電恢復(fù)：

自動重合閘、備自投時序邏輯智能配電開關(guān)的作用-2?

改變運(yùn)行方式：

遙控（可選）：滿足相關(guān)安全要求手動（必須）：任何時刻手動優(yōu)先?

采集信息：必備：開關(guān)狀態(tài)常規(guī)：電壓、電流（一般精度）自動化裝置相關(guān)信息特殊：計量核算、參數(shù)辨識與健康診斷。。。智能配電開關(guān)的可靠性-1?

本體可靠：

真空滅弧室、固體絕緣?

機(jī)構(gòu)可靠：彈簧儲能機(jī)構(gòu)：

簡單化永磁機(jī)構(gòu)：

穩(wěn)定性（兼顧合閘、分閘）渦流增速電磁機(jī)構(gòu)：

短時多次動作穩(wěn)定性智能配電開關(guān)的可靠性-2?

輔助機(jī)構(gòu)可靠：輔助接點（必備，反映開關(guān)狀態(tài)）

多重化其他（如：反映是否失壓。。。）

多重化?

重要參數(shù)可靠：

繼電保護(hù)整定值

多重化自動裝置動作邏輯

多重化。。。。。。智能配電開關(guān)的結(jié)構(gòu)“一二次融合”不意味著“一二次一體”等壽命原則、易維護(hù)原則----不要把可靠性不高的部件配置在開關(guān)本體多重化-1開關(guān)狀態(tài)指示----輔助接點正確率90%A對A錯B對0.810.09B錯0.090.01多重化-2AB

多重化：

“兩點遙信”判斷正確率（同時正確）：81%判斷不清（一對一不對）：

18%判斷錯誤（均不對）：

1%ABCP錯錯錯0.001錯錯對0.009錯對錯0.009錯對對0.081對錯錯0.009對錯對0.081對對錯0.081對對對0.729多重化-3ABC

多重化：

“三取二”原則判斷正確率（三取二）：97.2%判斷不清（無）：

0%判斷錯誤：

（二錯一對、三錯）2.8%多重化-4重要參數(shù)的存儲（繼電保護(hù)定值、參數(shù)。。。）：三取二四取三？五取三？五取四？互感器配置?

根據(jù)需要選配：分支、次分支等輕載荷饋線段上開關(guān)：電流互感器只需滿足保護(hù)需求即可電壓互感器只配置斷口干線側(cè)即可主干、大支線等較大載荷饋線段上開關(guān)：電流互感器除滿足保護(hù)需求外還需滿足監(jiān)測精度電壓互感器需配置斷口兩側(cè)計量核算點、電壓監(jiān)測點：互感器精度要求更高

零序互感器：根據(jù)單相接地處理原理的需要配置動作速度?

一般：動作一致性（個體間、投運(yùn)時間）更重要檢測時間：傅氏算法（全波可濾除直流、偶次諧波,）20ms傳動時間：繼電器20ms開關(guān)動作時間：10ms~50ms?

特殊：快速動作檢測時間：快速檢測3ms傳動時間：電力電子器件0ms開關(guān)動作時間：分：自然過零，人工過零，合：<7ms電力電子開關(guān)？?

短期內(nèi)不是必然：一般需求下沒有必要?

快速開關(guān)？無論機(jī)械、電力電子開關(guān)，檢測時間（3ms）不可少開關(guān)本身動作時間：電力電子開關(guān)隨時可關(guān)斷（比人工過零機(jī)械開關(guān)略快、必要性？）?

電力電子開關(guān)存在的問題：通態(tài)損耗大：常合應(yīng)用不可取，常分應(yīng)用可考慮可靠性差、造價高繼電保護(hù)?

相間短路保護(hù)：三段式電流保護(hù)：d(3)和d(2)兩套整定值實際使用時，可以整定為純級差配合或兩段式配合?

小電阻接地系統(tǒng)單相接地保護(hù)：反時限電流保護(hù)：照顧一定的過渡電阻范圍自動重合閘斷口一側(cè)帶電后延時重合閘后加速保護(hù)多次重合（根據(jù)需要）繼電保護(hù)+自動重合閘仍解決不了下列問題：1）故障區(qū)域隔離2）永久性故障下，故障區(qū)域下游健全區(qū)域恢復(fù)供電

就地智能饋線自動化開關(guān)就地智能饋線自動化開關(guān)-11）變電站出線重合器的兩次重合閘延時時間15秒、5秒可以縮短。2）分段器失壓后宜保持1秒再分閘。3）X-時限、XL-時限、Y-時限太長4）要求同一時刻只允許一臺開關(guān)合閘導(dǎo)致故障處理時間太長。5）自身功耗大、不能開斷短路電流。。?！皷|芝模式”非常成熟，但是上世紀(jì)80年代技術(shù)，存在很大改進(jìn)空間：小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-1單相接地故障選線：

各條線路之間特征比較單相接地故障定位：各區(qū)域入點和出點特征比較單相接地選線和定位是一回事：小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-2外加信號法：S注入法多頻導(dǎo)納法殘流增量法中電阻法

小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-3故障穩(wěn)態(tài)信號法（不外加）：工頻零序電流比幅法工頻零序電流比相法諧波分量法（減弱消弧線圈）

零序方向法

。。。。。。仍具有可行性：1）分支、用戶線“看門狗”2）改善互感器傳變特性3）多量程數(shù)據(jù)采集4）信號處理技術(shù)

小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-4故障暫態(tài)信號法（不外加）：首半波法（只測

Io）行波法(測距法、極性法）

。。。。。。1）信號大

相電流突變法（只測

Io）

2）存在時間短參數(shù)識別法（需測

Io、Uo）3）高頻4）消弧線圈影響很小

有特征

測點（入點）

測點

（出點）

測點

無特征（出點）小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-5

配電網(wǎng)單相接地區(qū)域定位判據(jù)

無特征負(fù)序電流法：負(fù)序電流較大

小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-6

“特征”

：參數(shù)辨識法：辨識出電容為負(fù)相電流突變法：至少一相電流突變量與其他兩項差異明顯首半波法：單相接地電流首半波極性相反傳送到主站去進(jìn)行零序?qū)Ъ{法：測量導(dǎo)納為負(fù)零序電流有功分量法：零序電流有功分量較大諧波分量法：5次諧波較大且極性相反

沒有必要進(jìn)行工頻零序電流比幅法：

工頻零序電流幅值較大中電阻并入法：工頻零序電流幅值較大殘流增量法：工頻零序電流幅值較大?

在重合器與電壓-時間型分段器配合方案中，對重合器增加單相接地選線跳閘功能，對重合器和分段器增加零序電壓閉鎖功能，就可以實現(xiàn)單相接地故障自動隔離。自動化開關(guān)協(xié)調(diào)配合單相接地處理小電流接地系統(tǒng)單相接地處理-7?

可靠熄弧----及時熄弧，大部分單相接地可自愈----電弧持續(xù)存在會引起嚴(yán)重后果消弧線圈只能補(bǔ)償工頻容性電流，而實際通過接地點包含大量的高頻電流及阻性電流，有時消弧線圈不能有效熄滅電弧。選線和定位并非單相接地故障處理全部內(nèi)容智能接地配電系統(tǒng)智能接地裝置選線、定位裝置（主動轉(zhuǎn)移型消弧裝置）DAS

判斷單相接地發(fā)生

單相接地選相

母線故障相短時金屬性接地（強(qiáng)制熄弧）瞬時性故障（電弧不復(fù)燃）

永久性故障（電弧復(fù)燃）（恢復(fù)正常方式）

中性點脈沖中電阻接地選線、定位、隔離智能接地裝置（變電站內(nèi)）分相操作接地開關(guān)

中電阻

20消弧線圈選相、控制故障相金屬性接地消弧線圈選相、控制故障相金屬性接地熄滅電弧消弧線圈斷開故障相金屬性接地瞬時性故障（恢復(fù)正常）消弧線圈斷開故障相金屬性接地永久性故障（電弧復(fù)燃）消弧線圈中性點投中電阻倍增零序電流消弧線圈

常規(guī)零序電流保護(hù)啟動

（反時限、定時限）消弧線圈0T2T

常規(guī)零序電流保護(hù)動作消弧線圈0T跳閘2T

返回

中性點中電阻

退出消弧線圈0T跳閘2T

返回關(guān)鍵技術(shù)：接地軟開關(guān)?

解決選相錯誤問題?

抑制暫態(tài)過程：

硬合：高頻暫態(tài)過程，

保護(hù)誤動硬分：低頻暫態(tài)過程

誤判永久性接地故障X相K1K2R損壞電壓互感器

K提升運(yùn)維水平的技術(shù)?

帶電檢測?

不停電作業(yè)?

專用修復(fù)裝備：如：電纜故障修復(fù)裝備?

非接觸式巡檢：如：數(shù)字望遠(yuǎn)鏡、紅外、聲指紋。。。提高配電網(wǎng)的效率高效高效

≠

降損?

節(jié)能與降損技術(shù)如：分布式電源能大部分本地消納則降損大部分需遠(yuǎn)程消納則反而增大損耗?

提高資產(chǎn)利用率相關(guān)技術(shù)如：將可靠性、電壓偏差等指標(biāo)作為資源充分利用如：模式化接線提高供電能力。。。提高配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量優(yōu)質(zhì)

渦流增速快速機(jī)械開關(guān)?

一般開關(guān)：幾十毫秒

檢測時間：傅氏算法（全波可濾除直流、偶次諧波,）20ms

傳動時間：繼電器20ms

開關(guān)動作時間：10ms~50ms?

快速開關(guān)：幾毫秒（周波開斷）

檢測時間：快速檢測3ms

傳動時間：電力電子器件0ms開關(guān)動作時間：分：自然過零<3ms，人工過零<1ms，合：<7ms?

無損深度限流：解決用戶側(cè)故障時電壓暫降引起敏感負(fù)荷脫網(wǎng)問題?

快速切換：解決電網(wǎng)側(cè)故障時電壓暫降導(dǎo)致重要負(fù)荷供電不連續(xù)問題?

快速保護(hù)：解決故障時脆弱設(shè)備保護(hù)問題利用快速開關(guān)解決優(yōu)質(zhì)供電問題解決結(jié)構(gòu)問題的技術(shù)領(lǐng)域?

對短路電流的影響：與來自主網(wǎng)的短路電流相差很大容易區(qū)分，對傳統(tǒng)繼電保護(hù)和故障定位判據(jù)影響不大。?

對電壓穩(wěn)定性的影響：沒有影響?

諧波問題：影響很小?

電壓偏差與電壓波動：制約消納主要問題源：并網(wǎng)分布式電源的影響?

遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)控制方式：需借助高速可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，可靠性差，建設(shè)費用和維護(hù)費用大。?

分布式電源本地控制：不需要借助通信手段，簡單可靠，運(yùn)行維護(hù)簡單?

利用分布式電源作為無功資源解決電壓問題：連續(xù)可調(diào)、可容性可感性、沒有自然資源時仍可發(fā)出無功，變害為寶關(guān)注：分布式電源的本地控制?

簡化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：典型網(wǎng)架?

開環(huán)運(yùn)行：花瓣/雙花瓣網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行不如雙射/對射網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行加備自投?

合理分段、恰當(dāng)聯(lián)絡(luò)：消除無效聯(lián)絡(luò)?

模式化接線提高供電能力：“手拉手”：最大利用率50%

2分段2聯(lián)絡(luò)：最大利用率67%

3分段3聯(lián)絡(luò)：最大利用率75%網(wǎng)：網(wǎng)架優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)恰當(dāng)聯(lián)絡(luò)abcabcabc?

不要一步到位，先解決主要矛盾?

新建區(qū)域可靠性是主要矛盾，首先實現(xiàn)環(huán)狀網(wǎng)?

滿足

N-1準(zhǔn)則留有余量、逐步升級?

一段時期后,

若隨著負(fù)荷增加

N-1準(zhǔn)則不能滿足,即供電能力成為主要矛盾?

對于架空網(wǎng)：升級為多分段多聯(lián)絡(luò)網(wǎng)（按負(fù)荷均等原則調(diào)整分段開關(guān)、增加聯(lián)絡(luò)線和開關(guān)）提升供電能力（20000kVA30000kVA）留有余量、逐步升級?

對電網(wǎng)沖擊較大?

長遠(yuǎn)的看還是換電方式較好：利用谷期電，但目前電池壽命不理想?

近期解決方案：建立管理系統(tǒng)實現(xiàn)有序充電荷：電動汽車充電儲能帶來的變化儲能元件現(xiàn)在的不足?

劣化快、壽命不理想?

能量體積比仍偏小?

能量重量比仍偏小?

安全風(fēng)險仍偏大儲能技術(shù)成熟后。。。?

大部分中壓配電網(wǎng)逐漸退出歷史舞臺（

10kV用戶除外）

取消降壓變壓器、中壓線路、配電變壓器。。。

減少90%的銅材、鋼材用量和90%的損耗?

一般只剩下110kV及以上電網(wǎng)?

用戶電壓等級的低壓直流微電網(wǎng)，相互之間通過隔