一體化智能環網柜在10kV配網自動化建設中的應用

董奇光

（廣東電網責任有限公司佛山禪城供電局，廣東 佛山528000）

0 引言

目前，配網自動化在我國仍然處于初級階段，配網建設與主網建設相比資金投入相對較少，配網的自動化程度也處于比較低的水平，所以國內的供電質量與國際先進水平相比相差甚遠。我國目前大多數配網設備技術性能相對比較落后，供電恢復速度慢，事故發生概率高，這種現狀對人民的正常生活和國民經濟的快速發展造成了嚴重影響。隨著我國電力市場經濟的逐步形成，配網的薄弱環節表現突出，造成了電力需求與電網設施配備嚴重不協調的局面，因此加強城市配網自動化的建設迫在眉睫，而積極將一體化系統應用于配網自動化建設中，不僅有利于推動配網自動化技術的發展，也能推動經濟與社會發展。

1 配網自動化概述

1.1 配網自動化的內涵

配網自動化是采用通信技術和計算機網絡技術，對配網數據、用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，最終實現配電系統的正常運行與事故情況的監測、保護、控制，形成完整的自動化系統。配網自動化能夠提高電網供電的可靠性，并實現配網管理的自動化，進而提高管理水平和勞動生產率，降低運行維護成本，實現配網經濟可靠運行。

配網自動化系統一般由配電主站、配電子站和配電終端3部分組成。其中，配網自動化通信系統的可靠性和技術水平直接影響整個自動化系統的正常工作。因為配網自動化通信系統承載著傳輸大量生產和管理信息的重任，負責配電主站、配電子站和配電終端的連接，是電力保證和安全生產的重要基礎設施。配網自動化系統的水平決定著配網供電的可靠性與穩定性，其是衡量電力系統運行水平的重要因素。

1.2 配網自動化的發展現狀

在我國東南沿海地區，由于政府的重視、思想的進步、行業技術的領先、資金的投入充足，配網自動化已經發展得比較成熟。配網自動化使得這些地區和城市的人民受益頗豐，從而激勵他們更加重視建設和發展配網自動化，也就使得配網自動化的快速發展成為可能。但傳統配網設備的不足之處卻不能忽視，由于一、二次設備比較分散，在一次設備和二次設備廠家之間沒有統一的標準，也未形成統一的生產準則，這就給配網設備的現場維護帶來了很多不便。因此，一體化智能環網開關設備的出現將會給這個龐大的市場帶來驚喜和奇跡。與此同時，我國在配網自動化行業已經投入了大量的人力和財力，不斷地學習國外的先進技術，而且也通過自主科研或與國外展開合作來研究更為先進的自動化設備，我們會在以后的實際工作中不斷探索，不斷積累經驗，為更先進的配網自動化系統的出現而努力。

2 一體化智能環網柜的應用

2.1 傳統環網柜的設計缺陷

環網柜在電力系統中擔負著為環網配電的重要職能，起著非常重要的作用。隨著環網柜的廣泛使用，我們對于其靈活性和安全性提出了更高的要求。傳統環網柜的各部分器件采用無分區混合方式進行安裝，并且與柜體進行固定，因此，環網柜的靈活性受到很大的局限。無分區混合安裝模式不僅造成了安裝布局的混亂，而且對配置組合方案的設計帶來了較大的難度，也給零部件的更換與維修帶來了很多不便。如果配置方案需要更改，則環網柜的整體布局都需要重新進行設計。

2.2 一體化智能環網柜的設計特點

在配網自動化建設中，一體化智能環網柜在國外某些發達國家或地區如歐美、日本、韓國等已得到普遍認可和使用。一體化智能環網開關設備集配電一、二次設備為一體，能夠實現配網自動化，是智能電網發展的一個重要組成部分。一體化智能環網柜以負荷開關、電流互感器、電壓互感器、分布式二次終端控制單元為核心，來實現配網遙測、遙控、遙信全方位一體化功能。其主要任務是配合系統主站的配網故障檢測、定位及隔離，有時也能獨立完成任務。這項技術功能成熟、安全可靠，適用于各種規模的配網，具備自愈、兼容、互動、優化等特點，是實現智能配網信息化和自動化的有力保障。

2.3 配網自動化一體化環網柜

圖1為一種配網自動化一體化環網柜。該一體化環網柜集開關設備與配網自動化智能終端于一體，能夠很好地滿足配網自動化技術的設計要求。其中，開關設備采用全封閉、全絕緣六氟化硫氣箱，而負荷開關和接地開關為一體化三工位開關，并且設計有可靠的泄壓通道，能夠最大限度地保證操作人員的人身安全不受傷害。配網自動化智能終端采用分層式模塊化設計，上層是通訊層，中層為DTU、電源管理模塊、電池層、端子層，下層預留電壓互感器小室，分別如圖1中1、2、3、4、5和6所指。其固定性與靈活擴展性完美統一，能夠提供最便捷的升級擴容方案，而且全密封PT模塊小巧的造型能夠完全解決電壓信號采集問題，并為DTU終端提供電壓采樣信號。

圖1 配網自動化一體化環網柜

配網自動化終端單元采用模塊／插件式設計，包括系統電源模塊、主控模塊、各種功能模塊和各種接口模塊。系統電源模塊是全密封和全絕緣的，安裝在柜內母線側，由2只獨立的電壓互感器組成，主要為DTU終端提供電源及電壓采樣信號。主控模塊采用滿足電氣隔離、電磁屏蔽要求的抗干擾工業級芯片，并應用軟、硬件 WATCH DOG；主控模塊至少有2個串行通信接口、一個維護接口和一個標準以太網接口。配網自動化終端可根據用戶需要配置各種通信設備，可擴展監測功能及監測容量。配網自動化終端與六氟化硫環網柜并排安裝。柜與柜之間采用絕緣母線通道相互隔離，故障情況下可有效防止事故蔓延，使環網柜具備更高的安全性和可靠性。

$ 結論

一體化智能環網柜與傳統環網柜相比優勢明顯，主要表現在以下幾個方面：

（1）一體化智能環網柜集配電一、二次設備為一體，能夠實現配網自動化，以負荷開關、電流互感器、電壓互感器、分布式二次終端控制單元為核心，來實現配網遙測、遙控、遙信全方位一體化功能，其技術功能成熟、安全可靠，適用于各種規模的配網，是實現智能配網信息化和自動化的有力保障。

（2）在10kV城鄉配網建設中，一體化智能環網柜結合現代電子通信技術可以及時對故障進行判斷，從而快速加以處理，及時恢復供電，保證了重要負荷的供電可靠性要求。

（3）采用一體化智能環網柜可大幅度降低城鄉配網建設的投資，實現智能化管理和雙向互動。

［1］丁孝華，葛成余，徐石明.一體化智能環網柜系統的研制［J］.華通技術，2003（3）