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杭州科研团队掌握一项核心科技 首次攻克配电网单相接地故障检测世界级难

来源:百盛娱乐官网 | 时间:2018-11-21

  近日,杭州零尔电力科技有限公司接到了国网宁波市电力公司一次性向其订购137套分布式配电网智能开关成套设备的订单。

  这套被客户看中的设备,主要是采用了由杭州专家团队领衔研发的一项从事配电网单相接地故障检测方面的最新研究成果,首次将目前最新一代的分布式配电网单相接地故障选线和定位技术应用就地型配电网自动化,不但技术达到国际领先水平,填补了市场相关空白,而且真正解决了困扰电力领域多年的世界难题:在原有配电网系统中不需要添加任何其他设备,采用分布式智能开关,实现配电网单相接地故障的快速检测、定位、隔离和自愈。

  配电网单相接地故障是配电线路中发生频率最高、查找难度最大的电力故障。小到电力用户遭受长时间停电,大到配电网发生重大故障,这些事故绝大部分都是由单相接地故障所引发的。

  2016年6月18日,西安南郊110kV韦曲变10kV电缆沟就曾因电缆单相接地故障引发过大范围火灾,造成两台主变起火爆炸,并发展到南郊330kV三台主变起火,造成西安南郊大面积停电。事故当日新闻联播进行了报道,足以证实配电网单相接地故障的影响与危害巨大。

  配电网单相接地故障发生后,极难判别。引起单相接地故障的原因又有很多,电线电缆绝缘皮破损,抑或雷暴天气,树多林密的山区,一根小小的树枝划落在了架空线上都会发生单相接地故障。如果依靠人工巡线查找故障点,架空线路有时长达十几公里、甚至几十公里,不仅在查找故障点上会花费大量的时间和人工成本,更会因停电造成众多不良社会影响。另外,如不及时修复,会因弧光接地造成非故障相系统运行电压的持续升高,从而有可能损坏变电站和线路上的弱绝缘设备,导致重大事故隐患。

  市面上常见的基于集中式主站进行判断的单相接地故障诊断技术,准确率不高,误报较多且容易受通讯的制约,实践中很难保证配电通信网在整个供电区域随时随地畅通,在战争时一旦通讯遭受大规模破坏情况下则更是如此。另外,黑客的人为破坏也可以导致配电网集中式主站的瘫痪(甚至人为破坏造成主站故障),它会使整个配电网失去控制,不能正常运行,造成大范围停电。

  例如,2015年12月23日下午,也就是圣诞节的前两天,乌克兰首都基辅部分地区和乌克兰西部的140万名居民家里突发停电,后发现这次停电不是因为短缺,而是遭到了黑客攻击。当天,黑客用恶意软件攻击了约60座变电站,使电力公司的主控电脑与变电站断连,导致居民用电连片中断。

  研究团队充分考虑了配电网开关分布范围极广、通讯很难保证全部畅通的实际现状和配电网集中式主站管理的安全隐患,着力于配电网分布式就地型智能开关的创新性研究,经过17年的探索和不懈努力,攻克了基于信息融合技术的分布式单相接地故障检测和基于分布式自主决策的就地型馈线自动化两项世界技术难题。采用基于“零尔单相接地模型”,实现分布式单相接地故障智能检测,有效的解决了配电网小电流接地系统单相接地故障快速检测的难题。

  这种智能检测有不依赖通信和主站(分布式)、无需人工整定(运维便捷)、人工智能复杂系统自适应(自适应分段、分支或分界开关)和架空线、电缆网或者混合网自适应等技术特点,从而实现高阻单相接地正确检测。该系统目前已经通过国网电科院RTDS动模试验,可以准确检测5000的高阻单相接地故障,通过3年的实际运行,准确率达到94.7%,误报率为0。更值得一提的是:它无需在变电站或线路上附加任何设备,不会改变原有配电网系统运行模式,不会对配电网系统运行安全性和可靠性产生任何影响。

  该系统独立运行,不依赖主站和通信,主站和通信故障对智能开关馈线自动化无任何影响,即便主站受到网络攻击或故障、通讯不通或受严重干扰时,线路馈线自动化仍能正常工作,不会造成配电网的整体瘫痪,这在可能出现黑客攻击或者战争状态下尤为重要。它可以确保在没有通讯、没有主站的情况下,在数分钟内实现配电网故障的快速检测、定位、隔离和自愈,与传统就地型馈线自动化相比,就地型馈线自动化模式速度快、维护性好。

  该科研项目作为国网浙江省电力公司科技项目“基于多特征合判的配电线路智能故障定位系统研制与应用”的重点内容,通过了中国电机工程学会组织的技术鉴定。鉴定专家委员会认为,项目达到国际先进水平,其中小电流单相接地研判算法居国际领先水平。因该项技术应用发明零尔电力先后荣获浙江省科技进步二等奖、中国电力科技进步三等奖,国家电网公司科技进步二等奖、国网浙江省电力公司科技进步一等奖等荣誉,它对中国智能配电网关键设备的升级换代可以起到重要的推动作用。

  如今,这批应用于新技术的分布式智能开关成套设备已批量投放市场,从国网浙江余姚市电力公司大岚变等地实际应用表明,该分布式智能开关成套设备可以实现单相接地故障和相间故障的快速检测、保护、定位、隔离和自愈,使配电网的运行可靠性明显提高。除此以外,采用该技术的电网企业还可以大量减少线路运维人员,大幅节省线路故障运维人员的人工成本,取得明显的经济效益。

  此外,零尔科技又重点开发了适应配电网智能化的高端电子式互感器以及传感器系列,种类多、功能强,产品可以满足在严酷使用环境和条件下的安全运行。零尔电力坚持将智能制造和一二次融合技术应用于互感器、传感器生产加工之中,使得公司生产的互感器以及传感器彻底摆脱传统生产加工模式,进入一个全新的引领同行业的时代。基于智能型复合绝缘子的配电自动化监测系统等项目和成套产品得到了社会广泛关注,并得到了电力系统内知名专家的认可和推广。

  作为拥有自主研发、国际领先的单相接地故障诊断技术、新一代智能型传感器的杭州零尔电力致力于为国家智能配电网的建设和安全运行贡献力量。

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