配网自动化设备在智能电网中的应用

配网自动化设备在智能电网中的应用【摘要】随着社会经济的加速发展和改革开放的不断深入，用电负荷不断提升，人们对电能质量和供电可靠性要求日益提升，使得电网网架结构日益复杂化，一旦发生电网故障，故障定位困难、转供电操作复杂且耗时，现有的设备水平和运维方式难以满足用户高可靠性需求，难以高效不间断提供电能供应。因此，在智能电网建设过程中使用自动化设备，能有效提高供电可靠性，缩短网架自愈重构时间，而且能高效运维。本文主要围绕着配网自动化设备在配电网建设中的应用进行了讨论和分析，希望对相关从业人员具有借鉴意义。【关键词】智能电网；配网自动化设备；应用【前言】随着社会的不断进步与发展，工业化进程的提速，城市化水平的提升，对供电可靠性提出了全新的要求，电力事业的稳定发展关系着人民群众生活稳定，关系经济发展建设。智能电网是电力发展的方向，配网自动化设备在配网建设中的应用，保证其在发生故障后能及时隔离，通过智能化设备间信息交流，实现网架自愈重构，并恢复非故障段的送电工作，有效提高电网安全性和可靠性，提升配网智能化水平。使得电网更加稳定可靠，满足人们生产与生活的需要。随着配网自动化设备不断更新换代，其在全面构建智能电网中发挥重要作用。【正文】1.智能配电网智能配电网是以网架和设备组成，利用计算机及其网络技术，通信技术、现代电子传感技术，将配网设备的实时运行数据信息进行有效的信息收集，融合一起构成一个相互关联的信息化系统。从而实现配电网监控和管理的简单化、及时化、信息化和自动化。1.配电自动化设备在配网建设中的应用配电自动化设备在配网建设中应用广泛，覆盖架空线路、电缆线路、智能配电站、智能开关站、智能台架变、中低压线路等，通过终端监控数据的统一接入和数据资源共享，优化了传统的建设和运维模式，推进配电网建设全面进入智能化、数字化。1.架空线路部分架空线路部分使用最广泛的自动化设备是柱上真空断路器开关，柱上真空断路器开关的作用是主干自动化分段或联络环网节点作为主干线环网节点，适用于过渡接线（单辐射、单联络）和最终目标接线模式[N分段n联络（NW5，nW3）]。现有常用的4种典型方案类型如下：双侧单相PT柱上断路器：柱上真空断路器一台，单相PT二台，三遥终端FTU一台；三相-零序一体式PT+单相PT柱上断路器：柱上真空断路器型一台，三相-零序一体式PT一台，单相PT一台三遥终端FTU一台；双侧三相-零序一体式PT柱上断路器：柱上真空断路器一台，单相PT二台，三遥终端FTU一台；一二次深度融合柱上真空断路器：一二次融合柱上真空断路器一台（内置电流、电压传感器、取能电源），三遥终端FTU一台。其中，一二次深度融合柱上真空断路器是新型自动化设备，具备高度集成，取消外置CT和PT，统一插头接口标准。将交流传感器及电容取电模块与一次本体深度融合；替代电磁式PT，解决电磁式PT易被雷击损坏、电压二次侧短路产生过电流以及电磁谐振；内置双PT，可双向取电，可取双向零序电流，能满足各种保护需要，适用于各种自动化模式；有利于带电安装作业，减少了计划停电时间，提高了设备安装的效率。架空线路部分除了安装自动化柱上真空断路器开关以外，智能配电网还需要配置各种监测和监控单元，结合地区的运维要求，依据供电区域等级、线路气象条件及供电负荷重要程度等因素进行差异化配置。可配置的单元有：气象监测单元：配置微型气象监测传感器，可采集风速、风向、温度、湿度、大气压共五种参数。数据可通过无线信号中继器及信息采集终端汇集至智能网关上传至平台，实现架空线路气象环境状态的实时监测。状态监测单元：雷电监测装置；架空线路在线监测装置；杆塔倾角监测传感器；电缆头温度监测装置。安防监测单元：配置探测攀爬感应传感器，具有防盗探测报警、监测非法攀爬铁塔等功能，报警信息可通过无线信号中继器及信息采集终端汇集至智能网关上传至平台，实现安防在线监测功能。。视频监控单元：配置网络高速球型摄像机，实现对导线、杆塔、柱上开关分合情况、线行周边环境状态等现场情况的实时监控。1.电缆线路部分电缆线路部分使用最广泛的自动化设备是全绝缘断路器柜，全绝缘断路器柜的作用是主干自动化分段或联络环网节点作为主干线环网节点，适用于单辐射、“2-1”单环网、“3-1”单环网、“两供一备”、“三供一备”。现有常用的8种典型方案类型如下：自动化户外开关箱拼柜方案（带进线PT柜）：户外开关箱内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜4台、进线PT柜1台、电源管理及通信设备柜，采用分散式综合通信测控单元；自动化户外开关箱拼柜方案（不带进线PT柜）：户外开关箱内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜4台、电源管理及通信设备柜，采用分散式综合通信测控单元；自动化户外开关箱拼柜方案（带进线PT柜）：户外开关箱内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜6台、进线PT柜1台、电源管理及通信设备柜，采用分散式综合通信测控单元；自动化户外开关箱拼柜方案（不带进线PT柜）：户外开关箱内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜6台、电源管理及通信设备柜，采用分散式综合通信测控单元；自动化配电房拼柜方案（带进线PT柜）：站内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜4台、进线PT柜1台，采用分散式综合通信测控单元；自动化配电房拼柜方案（不带进线PT柜）：站内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜4台，采用分散式综合通信测控单元；自动化开关房拼柜方案（带进线PT柜）：站内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜6台、进线PT柜1台，采用分散式综合通信测控单元；自动化开关房拼柜方案（不带进线PT柜）：站内配置全绝缘断路器柜母线PT柜1台、进出线柜6台，采用分散式综合通信测控单元。智能电缆线路除了安装自动化环网箱（柜）外，还需利用站房内原有智能网关，在电缆通道内配置电缆本体温度监测、位移监测、井盖监测等智能传感器，通过无线自组网通信技术，实现对电缆通道的环境、电缆本体、安防状态的监测，协助预判故障、盗窃、火灾等事故，提高配电线路运维的效率。电缆本体温度传感器能在线监测电缆表面温度及异常状态报警、定位，帮助运检人员预判故障、快速定位故障点。位移传感器检测环境震动或外力破坏、盗窃，保护井内资产安全，帮助运检人员预判事件。井盖传感器能监测井盖状态（井盖倾斜、井盖翻开、电池电量低、信号强度低等），帮助运检人员远程布防，预判盗窃事件。气体传感器能监测有毒气体及氧气浓度值，防止有毒有害气体对设备及运检人员造成危害。烟雾传感器能监测电缆井内是否发生火灾，帮助运检人员快速定位故障点，避免事故范围扩大。水浸传感器能实现在线监测水浸状态，可根据运维需求以实现水浸预警等功能。1.配网通讯部分配电网通讯部分分为远程通讯和本地通信。远程通讯又可分为骨干层和接入层；骨干层属于35KV以上站点，接入层有电力光纤通讯、有线/无线公网、中压载波、无线专网、卫星通讯。室内接入层节点部署在室内配电站、户内开关站、户外开关箱。户外接入层节点部署在架空线或台架杆、塔上。室内接入层中的交换机、ODF有四种安装方式：①交换机与ODF独立组通信屏；②交换机与ODF布置在独立的通信箱，可挂箱及座地安装；③交换机与ODF安装在DTU柜体上部预留通信小室；④交换机与ODF安装在直流柜上部预留通信小室、进线PT柜二次小室及其他拼装位置。配电网通讯选择总体遵循下列原则：1）具备光缆接入条件的配网业务节点应配置光纤通信终端；10千伏电缆线路优先选择采用管道光缆，在没有可用空间敷设管道光缆的情况下使用OPMC；新建或存量10千伏架空线全线改造时，宜采用ADSS光缆同步建设；在强雷地区架设的10千伏架空地线，宜采用OPGW光缆。2）没有光缆但有无线专网覆盖的配网业务节点应配置无线专网终端；3）不具备光缆、无线专网接入条件，但有无线公网信号的配网业务节点宜使用线公网终端（3G/4G/5G）；4）以上通信方式均不适用的配网业务节点可因地制宜选择北斗短报文通信或中压电力线载波通信方式进行补盲。【结束语】配网在智能电网中发挥着重要的作用，在智能电网中扮演着不可替代的角色，要想提高智能电网的进步，首先提高配电网的运行效率，充分发挥其配电的能力和作用，这就要求电力企业将配网