中国工程论文网
代写工程论文
当前位置:工程论文网 > 电气工程论文 > 10kV架空线路智能故障监控系统的研究与应用

10kV架空线路智能故障监控系统的研究与应用

时间:2018-10-05 14:29来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是一篇电气工程论文,电气工程学是以电子学、电磁学等物理学分支为基础,涵盖电子学、电子计算机、电力工程、电信、控制工程、信号处理等子领域的一门工程学。
本文是一篇电气工程论文,电气工程学是以电子学、电磁学等物理学分支为基础,涵盖电子学、电子计算机、电力工程、电信、控制工程、信号处理等子领域的一门工程学。十九世纪后半期以来,随着电报、电话、电能在供应与使用方面的商业化,该学科逐渐发展为相对独立的专业领域。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇电气工程论文,供大家参考。
 
1.绪论
 
1.1 选题背景与意义
当前,智能电网的建设已经变成世界电力系统的新风向,2014 年,全球可持续电力合作组织峰会在俄罗斯莫斯科召开,原国网公司董事长刘振亚先生首次提出“全球能源互联网”的概念。全球能源互联网是坚强智能电网发展的高级阶段,其核心是以清洁能源为主导,以特高压电网为骨干网架,各国各洲电网广泛互联,能源资源全球配置,各级电网协调发展,各类电源和用户灵活接入的坚强智能电网[1]。全球能源互联网具有将可再生能源(包括风、太阳、海洋在内)传输到不同种类的用户的功能和广泛的服务范围、强大的配置能力、更高的安全可靠系数、绿色低碳的优势,并具有电网架构坚强可靠、电网联系区域广、电网智能化程度高、开放互动的特征。全球能源互联网的发展势必将电网范围从国家和地区扩大到覆盖全球,形成未来电网新格局。因此只有支撑大规模清洁能源发展、适应多样用户需求、实现故障自愈的智能电网才能为全球能源互联网的发展奠定基础[2]。如:配电自动化 30 秒内实现故障隔离;智能电网示范区供电可靠率高达 99.999%。2017 年,随着“一带一路”战略实施和战略部署,势必加快电网的互联互通,陕西作为“一带一路”的重要节点,在全国能源大范围优化配置中发挥着重要作用。大力发展特高压,建设坚强智能电网,是实现陕西电网更高水平互联互通,助推陕西省资源优势转化,服务“丝绸之路经济带”建设的战略选择[3]。然而建设坚强电网,首先要进一步提高配电网自动化水平,全面建设配电自动化系统,实现配电网实时监控、解决配电网智能故障处理。配电网的故障处理关系到配网系统连续可靠运行,更关系到为配电系统所有设备的安全。故障抢修的关键在于找到故障点,传统的方法其故障信息一般来自于调度或用户保修,采用的手段要么是地毯式的搜查,要么是一级一级的排查,只有等先找到故障后,再解决故障,才能恢复供电。传统的方法所花费的人财物是巨大的,并且信息的滞后程度也相当巨大,这种被动式的抢修,使得抢修工作非常之低效[4]。因此,有必要采用先进的电力通信以及软件电力系统应用技术来全面提升配电网管理水平,能够将配电网的运行状态,尤其是故障状态与实际线路相结合,保障故障抢修所需的信息(包括位置和其他信息)快速准确为故障抢修提供及时的辅助决策信息和准确的故障定位,化被动为主动,从而从技术层面上坚实地保障了为配电网的故障处理提供可靠的技术保障。并本着提高供电公司在紧急状态下的服务能力为宗旨,发挥部门和专业的联合优势,达到故障报修快速、无缝衔接,从而在配网故障突然发生时,能够做到迅速适当的准确应对,让故障报修一体化,抢修高效化,管理、经济和社会效益最优化。
.........
 
1.2 国内外技术现状
随着全球能源互联网的全面建设和“一带一路”经济发展的深入开展,陕西省的智能电网的建设也加快了进程,对供电可靠性的要求也日益增高,但是目前建设的规模越是扩大,配电网出现故障的几率就越大。因此当系统出现了故障时,如何快速解决问题恢复供电成为我们每一位电力人研究的热门方向,也是解决配电网实际问题的重中之重。在国内外目前的配网故障定位研究领域中,故障选线、区段定位是该研究两个最重要的部分。(1)故障选线。主要是对同一母线的若干条出线中,哪一条线路发生故障来进行判断识别,然后再此基础上分析故障类型并及时采取有效措施,避免故障的进一步延伸,其研究重心主要着眼小电流单相接地配电网这类问题;(2)区段定位。对单相接地故障点所处的故障区段进行确定,确保可以对故障进行精确的隔离,同时保障未发生故障的区域的供电。
..........
 
2.智能架空型故障指示器
 
2.1 故障指示器的工作原理和基本结构
2.1.1 故障指示器发展简史
电力故障指示器是一种能够帮助电力检修人员及时找到电力线路的短路电流通路,并找到故障点的装置。最早由 20 世纪 80 年代的德国人发明。 20 世纪 90 年代以来,中国引进和研究了国外短路指标的发展技术。后来随着科学技术的发展,配电网研究的深入,一些前瞻性的研究人员开始注意到短路指示信号传输的问题。随着信号远程传输的发展,延长了作业人员的观察距离,突破了架空线路和电缆设施的视线障碍,逐渐演变成为配电线路故障定位系统[17]。到二十一世纪,我们国家的大多数厂家才开始开发电力线路单相接地故障检测技术,并出厂了一些测试产品,包括接地故障指示器和短路接地故障指示器。我国电力系统 110kV 以下配电系统主要采用小电流接地系统,接地采用消弧线圈或中性点接地形式,均仿照前苏联设计。传统的故障指示器主要是采用逻辑组合电路和模拟器,也出现了用单片机来取代模拟电路、故障判据、信号采集和通信技术,这种所谓的智能故障指示器。但该指示器和传统指示器对比变化不大。传统的故障指示器就像传统的继电保护[18]。今天,随着芯片研发技术和通信技术的飞速进步,已经发展到了全数字化的故障指示器。全数字化的故障指示器就像如今被普遍使用的微机保护。该指示器主要有远程信号传输的功能,数字故障指示器还可以实现远程测量、信号量化、远程控制、远程调整和参数调整等功能。对于环网配电系统,一旦短路故障或者接地故障出现在下级配网系统,尤其是对于那些大量采用环网负荷开关的系统,上级供电系统就需要在规定时间内马上分断,从而保证不会出现严重的事故。采用智能故障指示器,能够清楚标识发生故障的部分。依据指示灯的报警信号,维护人员可以快速找到系统故障部分,断开故障部分,从而可以及时恢复无故障部分的供电,而且可以有效的减少停电时间,节省大量工作时间 ,缩小停电范围。寻找故障点的时间成本节省了,从而能够提高配网的运管水准和运维效率。
.........
 
2.2 智能故障指示器及监测系统
故障自动监控系统由带通讯的故障指示器(探头),GPRS 数据转发站,中心站,监控主站组成。故障监测于控制系统是一个集故障点自动检测和定位一体的自动化系统,由GPRS/GSM 通信技术和 GIS(地理信息系统)作为系统的重要技术服务。该故障监控系统安装了大批的故障指示器装置,主要用于检测单相接地故障和相间短路两种故障情况。目前适用于配电网 6-35kV 系统,在上述两种故障发生后,能在很短的时间内显示故障时间、并可以通过与地理信息系统相结合的控制中心中给出准确的定位。与此同时,故障段的指示器的位置信息也可以通过 GSM 网络,以发送手机短信息的方式告知给相关维护人员及时抵达故障现场,排除故障,恢复用户的正常供电。因此,从目前看来,应用该系统可以减少变电站检修人员的故障巡查时间,缩短巡线时间,提高工作效率。通信系统分为:故障指示器探头与变电站之间的短距离通信系统,变电站与中心站之间的 GSM(手机短信)通信系统以及中心站与主站之间的串行(或网络)通信。探头与变电站之间的短距离通信主要包括有线系统和无线光纤两种模式。并且根据不同的用途使用不同类型的故障指示器。解决了高压绝缘问题。故障指示器的探头能准确探测到架空线路和电缆线路上发生的相间短路故障以及单相接地故障。
.......
 
3. 配网架空型数据转发站及 GPRS 在线定位技术 ..........16
3.1 架空型数据转发站的工作原理..........16
3.2 GPRS 架空型数据转发站的功能及特点..............17
3.3 GPRS 架空型数据转发站的框架设计.....19
3.4 GPRS 在线定位技术实现原理...........20
3.5 GPRS 电力故障监测系统方案...........21
3.6 GPRS 技术在电力监测中应用的优点.....23
4.配电网 10kV 架空线路智能监测与控制系统 ...........24
4.1 10kV 架空线路常见故障原因...........24
4.2 系统辅助软件及应用界面..............25
4.3 监控与管理系统的功能与特点..........27
4.4 监控与管理系统的运行.....28
4.5 信息综合应用流程.........29
5. 实际案例应用与分析 .........31
5.1 项目实施情况.............31
5.1.1 项目投资预算.........32
5.1.2 两种模式操作时间分析对比........32
5.2 经济效益可行性分析.......33
5.3 供电可靠性分析...........35
5.4 与传统方法对比分析 ......36
 
5. 实际案例应用与分析
 
本文所提的配网 10kV 架空线路监控管理系统具有实用性强,处理故障更快捷,经济效益显著的优点。为了对该系统的实际运行情况进行验证,本文采用实际案例来更好地说明有效性和经济性。
 
5.1 项目实施情况
国网陕西省咸阳供电公司目前有 10kV 架空线路共 153 条,长度为 2041.47 公里。马庄变电站位于咸阳市秦都区西兰路 30 号,隶属于咸阳供电公司变电工区。为了验证本篇论文所提出的配电网故障自动监测系统的可靠性,计划在咸阳供电公司马庄变电站区域覆盖。在对马庄变电站进行了工程实施后,本文进行了持续的关注与研究。结合实际线路运行情况,在不影响该变电站运行情况的条件下,在马镇线、马北线、马镇二线、马双线、马东线这 5 条线路上安装了 24 组带通讯故障指示器,8 台数据转发站,210 只普通故障指示器,将线路分成了 8 个配电线路段进行测试。一年来,本文继续对系统的数据监控功能进行了测试。特别是在极端天气条件下,线路监测效果良好,线路监测数据完整可靠。测试结果表明,故障指示器在整个系统运行过程中没有明显的故障。这充分证明了本文提出的系统在配电线路监控管理中的可靠性和有效性。可以对咸阳供电公司配电网进行规范化管理,特别是故障检修的规范化管理。从事故通知到诊断报告能形成综合管理,缩短了从安排检修、排除故障到恢复供电的时间,降低了变电站工作人员的劳动强度,缩短停电时间,提高了该地区供电可靠性,减少电力损耗,提高了该地区配电网的自动化和信息化水平。同时也为该地区配网自动化建设模式进行一定的探索和尝试。
........
 
结论
 
本文首先,介绍了配电网 10kV 架空线路监测管理系统的结构和功能原理。详细介绍了智能故障指示器和数据转发站的结构、原理及相关内容。其次,本文分析了 GPRS 技术在配电线路故障监测系统中的应用。重点介绍了 GPRS 技术在配电网故障定位系统GPRS 技术中的应用价值。它能够实时有效地保证线路故障的分析和处理。通过 GPRS 技术在配电线路故障监测系统中的应用,可以看出 GPRS 技术能够有效地解决电力系统监控点的复杂问题。该故障监测系统系统以较高的安全性,稳定的运行可靠性以及良好的实用性,很大程度的改善了配电网线路故障监测水平。最后,在实际应用案例方面,对国网陕西省咸阳供电公司马庄变电站的配电网故障自动监测系统进行了一年多的测试和运行。一年来,本文主要对系统的数据监控功能进行了跟踪和访问。结果表明本文所提出的故障监测及控制系统在运行过程中没有发生设备运行不正常,监测或指示结果有误等故障。特别是在极端恶劣的天气,线路监测的效果仍然很好。反馈的线路监测数据是完整的和可靠的。另外,对基于智能故障指示器的 10kV 架空线路监控管理系统的各项指标进行了分析。结果表明,本文提出的方法能有效地提高配电网监控管理的效率和线路故障处理的及时性。并且应用本文方法和传统方法对比后可以大大降低故障段和非故障段用户的停电时间,减少总停电的用户数,提高了故障抢修时间,提高了全年供电可靠性,为供电公司总体上带来了可观的经济效益。以上试验结果充分证明了配电线路监控管理系统的可靠性和有效性,对提高线路供电可靠性指标有着非常明显的作用。因此,该系统的成功应用可以得出以下几点结论:(1)有效的缩短了用户平均停电时间,提高了电能质量和用户的供电可靠性,进而提高陕西电网咸阳地区配电网的管理水平;(2)降低了值班人员的劳动强度,为配网巡检工作节省了人、财、物,具备可行的经济性效益;(3)对配电自动化建设进行了探索和尝试,能够对线路故障进行了分析和修复,比以往的故障监测系统更加便捷可靠。(3)可以根据故障信息进行及时更新和保存,便于故障分析,提高了配网整体的自动化信息化的水平。(4)该系统本身具有成本低、投入灵活等特点,减少了电力企业的故障,给用户带来了安全与方便。
..........
参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
栏目列表
点击提交代写需求
点击提交代写需求
点击提交代写需求
推荐内容