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發(fā)布時間：2021-09-24 13:44:41
對于全年7*24小時不間斷營運的機場而言，各區(qū)域內(nèi)各類系統(tǒng)的可靠運行至關(guān)重要，而這些系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)都有賴于高度可靠的電力供應(yīng)。在飛行區(qū)，包括燈光系統(tǒng)的正常運行對于飛機起落、地面人員安全有序工作等都極為重要。因此，飛行區(qū)的供電系統(tǒng)對可靠性要求更加嚴苛，無論是設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，還是故障斷電恢復(fù)時間，都需要達到近乎極致的標(biāo)準。
為此，針對機場飛行區(qū)對供電的特殊要求，基于成套環(huán)網(wǎng)箱的一二次融合環(huán)網(wǎng)箱理念開發(fā)，搭載分布式智能配電終端的環(huán)網(wǎng)自愈系統(tǒng)，不但能夠自動且精準發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)故障點，快速恢復(fù)送電，還能實現(xiàn)工廠按需裝配，現(xiàn)場快速安裝，極大提升可靠性，并節(jié)省安裝時間和空間，提高效率。
機場飛行區(qū)供電系統(tǒng)特點
在機場飛行區(qū)10kV供電系統(tǒng)中，一次網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)以雙側(cè)電源供電具有正常斷開點的單環(huán)網(wǎng)、單側(cè)電源供電的鏈式網(wǎng)絡(luò)和直配式網(wǎng)絡(luò)為主。因此，單環(huán)網(wǎng)供電方式，以及以成套環(huán)網(wǎng)箱為代表的設(shè)備，在機場圍界箱等變等應(yīng)用場景中廣為采用。
這種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)在帶來網(wǎng)架優(yōu)化優(yōu)勢的同時，也在逐步提高供電可靠性要求的背景下迎來新的挑戰(zhàn)：
1）如何快速定位、隔離供電網(wǎng)絡(luò)中的故障元件？
2）如何快速恢復(fù)供電網(wǎng)絡(luò)中受到停電波及的非故障元件的供電？
即在選用高品質(zhì)開關(guān)設(shè)備、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，如何通過電源自動切換的方式最大限度縮短系統(tǒng)恢復(fù)時間，以提高供電系統(tǒng)可靠性。
以“一二次高度融合”系統(tǒng)滿足需求
為解決這些難題，在機場飛行區(qū)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的成套環(huán)網(wǎng)箱已成為重要趨勢。成套環(huán)網(wǎng)箱存在兩個發(fā)展階段：一二次成套階段及一二次融合環(huán)網(wǎng)箱階段。實現(xiàn)一二次設(shè)備高度融合，可以滿足就地型饋線自動化，單相接地故障檢測，裝置級互換，工廠化維修，即插即用和自動化檢測的要求，解決成套設(shè)備絕緣配合，電磁兼容，壽命匹配等問題，還可以實現(xiàn)電氣監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、電質(zhì)量監(jiān)測、區(qū)域自治等各類開放功能。
施耐德電氣針對此類應(yīng)用場景開發(fā)的分布式DTU和高品質(zhì)開關(guān)設(shè)備配合，目前已經(jīng)跨越了一二次成套階段，進入一二次高度融合階段。基于成套環(huán)網(wǎng)箱一二次融合環(huán)網(wǎng)箱理念的分布式DTU環(huán)網(wǎng)自愈系統(tǒng)，在優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中嵌入高品質(zhì)開關(guān)設(shè)備作為關(guān)鍵節(jié)點，同時搭載分布式DTUEasergyT300智能配電終端，應(yīng)用模塊化設(shè)計，實現(xiàn)單環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)自愈功能，約30秒內(nèi)實現(xiàn)故障的快速切除以及恢復(fù)送電，解決上述難題。該系統(tǒng)的主要功能單元包括：
1一個管理單元HU250（主模塊），負責(zé)與SCADA系統(tǒng)通訊并管理功能模塊；
2若干功能模塊SC150和LV150（子模塊），分布式安裝于各環(huán)網(wǎng)柜功能間隔；
3電源管理模塊。
圖1– 分布式T300框架簡圖實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)自愈的核心“組件”——DTUEasergyT300
作為這套高度智能化系統(tǒng)的的核心“組件”，施耐德電氣分布式DTUEasergyT300發(fā)揮著重要作用，其采用面向間隔功能的模塊化設(shè)計理念，分布安裝在各個環(huán)網(wǎng)柜單元，就地方便地實現(xiàn)每個開關(guān)柜的運行狀態(tài)檢測、控制和交流模擬量采樣測量。T300模塊和實物間隔一一對應(yīng)，避免傳統(tǒng)DTU按錯間隔的可能性，提高標(biāo)準化程度，即插即用，實現(xiàn)一二次融合環(huán)網(wǎng)箱。T300解決方案具有靈活的架構(gòu)和擴展性，當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜擴展間隔或功能改變，能夠隨之?dāng)U展和調(diào)整。
T300可以實現(xiàn)分布式饋線自動化功能，提升供電可靠性。T300智能終端可在現(xiàn)有的通訊網(wǎng)絡(luò)（PON，GPRS，4G等等）上，采用對等通訊技術(shù)，構(gòu)建環(huán)網(wǎng)自愈SHG通訊體系。其核心自愈算法久經(jīng)考驗，在全球多個項目中使用，可以應(yīng)對不同的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（多環(huán)/多分支），適用于多種環(huán)網(wǎng)柜型（參數(shù)可調(diào)），具有較高的容錯性。在此基礎(chǔ)上，基于環(huán)網(wǎng)自愈研判結(jié)果與系統(tǒng)中各種設(shè)備感知數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用，還能夠推動用戶運維模式的轉(zhuǎn)變，使主動搶修，搶修服務(wù)質(zhì)量的提升，供電可靠性的提高及運營理念由電網(wǎng)為中心向以客戶為中心的轉(zhuǎn)變成為可能。
響應(yīng)供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要，整套系統(tǒng)可滿足機場飛行區(qū)“平安”建設(shè)要求
該套系統(tǒng)的子模塊具備中壓開關(guān)的監(jiān)測和控制功能，并通過接入3I+I0和3U，可對每個環(huán)網(wǎng)間隔的電流、電壓、功率、電能質(zhì)量以及故障進行實時檢測，另可集成溫度，局放等在線狀態(tài)監(jiān)測功能，實現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警，減少現(xiàn)場運維工作量，并有效減少了非計劃停電時間。
而通過在環(huán)網(wǎng)進線負荷開關(guān)柜布置T300的自愈方式，將能夠?qū)崿F(xiàn)更低成本的環(huán)網(wǎng)自愈。具體而言，在機場飛行區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，變電站兩路出線帶若干個開閉所組成一個環(huán)，變電站外出線隔離站及每個環(huán)網(wǎng)站節(jié)點各配置一臺T300裝置，以對等通訊方式實現(xiàn)“故障區(qū)段自動定位”、“故障區(qū)段自動隔離”、“非故障區(qū)段自動恢復(fù)供電”，使供電網(wǎng)絡(luò)故障實現(xiàn)全自動化快速處理，約30秒內(nèi)實現(xiàn)故障的快速切除以及恢復(fù)送電，達到世界一流的配電自動化水平。
圖2-環(huán)網(wǎng)自愈系統(tǒng)圖
解決傳統(tǒng)集中式DTU安裝、運行、維護的弊端
正是基于這種分布式DTU和環(huán)網(wǎng)設(shè)備的高度融合，整套系統(tǒng)可以實現(xiàn)“工廠化裝配送，機械化施工的方式”，這也就意味著在施工現(xiàn)場只需一次設(shè)備安裝，無需二次接線，就能夠具備配網(wǎng)自動化功能，優(yōu)點在于一次建設(shè)到位，整體美觀，并大大提高整體設(shè)備的標(biāo)準化和可靠性，此外，現(xiàn)場配網(wǎng)自動化調(diào)試時間也可大大縮短，提高現(xiàn)場安裝效率。
在改造項目中，還可節(jié)省安裝空間。通過使用三遙監(jiān)控單元，把舊有的環(huán)網(wǎng)柜改造成帶三遙遠傳的智能環(huán)網(wǎng)柜，并無需擴建，既實現(xiàn)了舊有環(huán)網(wǎng)柜的配網(wǎng)自動化三遙功能的應(yīng)用并且得到了智能化升級，也解決了安裝體積大，接線復(fù)雜，停電時間長等問題。
隨著應(yīng)用推廣、使用年限增加，成本將進一步下降
在材料方面，由于集成了故障指示器功能，環(huán)網(wǎng)間隔上無需另外配置獨立故障指示器，同時，子模塊就地安裝于環(huán)網(wǎng)間隔，大大減少了連接電纜。
工廠安裝，現(xiàn)場施工時間大幅度降低，并降低了現(xiàn)場的管理成本。子模塊的快速替換性，更進一步減低了后期維護成本。但對于后期運維人員，需要掌握新型的運維方式，以及學(xué)習(xí)智能化程度更高的設(shè)備運行規(guī)范，對運維人員的要求也進一步提高。對于分布式DTU的應(yīng)用，已列入2017版國家電網(wǎng)公司重點推廣新技術(shù)目錄。分布式DTU的推廣應(yīng)用，契合國網(wǎng)的要求，協(xié)助實現(xiàn)世界一流城市配電網(wǎng)的建設(shè)，進一步提高供電可靠性，并實現(xiàn)智能運檢的發(fā)展要求，設(shè)備選型一步到位，建設(shè)工藝標(biāo)準化。
機場飛行區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)無論從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、對供電可靠性的要求，還是運維的要求，都與電網(wǎng)公司對配電網(wǎng)絡(luò)的要求高度一致，已經(jīng)在國家電網(wǎng)取得良好運營經(jīng)驗。基于成套環(huán)網(wǎng)箱一二次融合環(huán)網(wǎng)箱理念的分布式DTU環(huán)網(wǎng)自愈系統(tǒng)將會為“四型機場”建設(shè)提供更為優(yōu)化的建設(shè)方案。
