智能化配電臺區建設的探討

舒和付

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智能化配電臺區建設的探討

舒和付

安徽電信規劃設計有限責任公司，安徽 合肥 230031

近年來，隨著我國城鄉經濟的快速發展，人們生活水平的提高，農村居民用電設備呈現逐年增加的趨勢，農村電網用電負荷也隨著增加，損耗也相應地逐漸加大，原有的農村老舊臺區供電能力偏低、可靠性偏低、管理水平偏低，無法滿足當前農村經濟發展和日益增長的物質需要。因此配電臺區的智能化建設，可以提高臺區的供電能力，提高臺區管理水平，降低配電臺區運行維護成本。因此，優化配電臺區管理模式，提高配電臺區運行水平，是配電臺區的發展方向。

智能化；配電臺區；改造

配網智能化是當前我國電網的發展趨勢，而農村電網受各種條件的制約，暴露出的問題也更多，同時也是亟須改進的，如供電能力差、頻繁的斷電事故、長時間的停電檢修等等問題。針對這些問題，智能化配電臺區的改造建設也就迫在眉睫。我們從配電臺區運維管理的難點入手，解析配電臺區智能化改造的方法，實現的功能以及其對提高供電可靠性及管理水平的實質性作用。

1 現狀配電臺區存在的問題

1.1 負荷分布不均

配電臺區的負荷分布不均是常見的問題，也是不可回避的實際問題。由于農村住宅的分布不均、相對較分散、發展不平衡以及在臺區建設中涉及土地征遷賠補等問題，部分配電臺區變壓器并不處于負荷中心，同時也使得臺區低壓線路出現三相不平衡問題，從而使得配電臺區損耗加大，低壓線路故障事故量增加[1]。

1.2 臺區現狀水平低下

近年來，我國的電力建設獲得了長足的發展，但是總體發展呈現不均衡態勢，部分地區臺區僅僅進行了相應的低壓改造（諸如一般的變壓器增容、低壓線路改造、表箱改造等等），部分地區配電臺區只針對城鎮周邊區域，偏遠地區的配電臺區甚至停留在20世紀初的水平。這些均制約了配電臺區的智能化建設。

1.3 設備自動化水平低下

從臺區低壓設備運行方式來看，智能化概念在配電臺區領域應用較低，設備的運行方式相對落后，部分設備還停留在手動操作水平，這使得臺區終端與用電信息采集之間形成沖突，制約了配電臺區向智能化方向的發展。

2 配電臺區智能化建設的目的和必要性

配電臺區改造應遵循“統一規劃、分步實施、因地制宜、適度超前”的原則，低壓配電網的建設應立足于現在，著眼于未來，在滿足當前需求的同時又適應農村經濟中長期發展要求，避免重復改造而造成資源浪費。目前農村配電臺區大都老化嚴重，不僅造成了較大的電力損耗，更存在一些安全隱患，增加了用電的不安全因素。同時農村配電臺區供電供電能力相對較弱，供電可靠性相對較差，裝備自動化水平相對偏低，管理相對薄弱，特別是偏遠的山區，臺區的運維管理更加掣肘，電力設施維護往往不到位，存在大量的安全隱患，從而導致了農村電能質量差、故障率偏高等問題，而這些問題也制約了當下農村經濟發展，無法滿足人們的生產生活需求。

因此，為了改善農村用電現狀，提高供電質量及管理水平，在農村建設具有較高供電可靠性、自動化程度相對成熟的智能配電臺區，真正實現優質、安全、高效和低耗的智能化配電臺區是十分有必要的[2]。

智能配電臺區的建設，主要實現以下幾項功能。

（1）建設合理的網架結構，配電臺區具有清晰的脈絡及分層，能滿足遠程檢測、控制、調整以及故障修復的簡便的要求。

（2）建立高效的網絡通信，智能化配電臺區需要高效的通信網絡設施，實現配電臺區信息的采集、上傳、分析、告警等功能，保證配電臺區的安全、高效運行。

（3）相對集成化的智能設備，農村配電臺區受臺區現狀及征遷等因素影響，相對集成化的設備有利于智能化配電臺區的建設。

3 配電臺區智能化的優化方案

智能化配電臺區根據其智能終端收集的用電數據（如三相電流、零序電流、電壓、功率因數等數據）實現負荷分析、配電檢測、遠程控制、遠程維護、表報等功能，從而檢測配電變壓器的運行狀況、負載的變化等影響因數，從而為配電臺區負荷調整、遠程維護、故障告警提供基本的數據支持。智能化臺區運行系統主要包括配電臺區、智能終端、通信網絡、主站四部分，運行架構如圖1所示。

主站包括路由器、采集服務器、應用服務器等。主要作用處理采集到的數據并進行分析，以檢測配電臺區的負荷變化、電壓合格率、三相不平衡度等數據，并以此為基礎，對終端設備進行監控、控制、維護，對設備故障進行告警等。

智能化臺區遠端設備方面的建設問題是智能化臺區建設的重中之重。智能化配電臺區終端主要智能化設備包括以下幾類。

圖1 智能配電臺區系統圖

（1）智能變壓器。智能變壓器具有檢測電壓、電流、功率因數的數據并實時長傳的功能，主要起到對配電變壓器的狀態進行診斷與評估、內部故障元件的保護、告警等作用。有些也可實現溫控、自動調壓、防竊電等高級功能。

（2）智能配電箱。智能配電箱將開關設備、計量、測量、無功補償裝置、智能終端等設備集中組裝在封閉箱體的設備，在農村柱上式配變中懸掛配電變壓器下方，是個相對集成化的設備，有效地節約了空間。

（3）智能終端。智能終端是對配電變壓器、進出線開關、智能電表等運行數據和用電數據的采集，三相不平衡、負荷變化、剩余電流等狀態進行檢測的集成化設備。按其功能配置可分為三種：簡約型、標準型、擴展型[3]。

（4）智能電表。智能電表主要功能是計量用電量，同時也可監測電能質量，并且可以通過網絡通信接口進行數據遠程傳輸，實現遠程抄表、費控等功能。

（5）智能斷路器。智能配電臺區高、低壓側均安裝有智能斷路器，其主要功能是監測線路中電壓、電流、功率因數等，對電力線路進行在線監測和狀態診斷。

智能化配電臺區同時還具有以下功能。

（1）保護功能：包括長延時、短延時、瞬時過流等三段電流保護功能；

（2）“四遙”功能：包括遙測、遙訊、遙控、遙調等，通過“四遙”功能，智能斷路器與控制中心實現雙向溝通，以達到遠程控制的目的。

（3）區域連鎖：接近故障點的斷路器，在接收到故障信號時，發生保護動作，同時發送信號給上一級斷路器，讓上一級斷路器在動作延時期內保持閉合，避免誤動作發生。如果斷路器未接收到來自下一級斷路器的信號，也會進行保護動作，隔離故障區域。

（4）負控功能：當負載電流達到一定值時，智能斷路器會輸出一個信號，供用戶切斷不重要負荷，保證重要負荷的持續運行。

根據國家電網國家電網公司配電網工程典型設計，對配電臺區進行智能化改造，以實現其功能[4]。

根據不同地區對智能化臺區的要求不同，對配電臺區進行智能化改造也可分為兩種情況。

一是配電臺區現狀良好，對智能化需求較小，僅需實現配變電壓、電流、有功、無功等功能，可根據現場情況對配電臺區進行局部改造。將智能終端集成于封閉的箱體內，采用壁掛式或桿上安裝，節省了對配變和配電箱的改造，相對經濟節約，但是性價比相對較高，完全可以實現需求的功能。

二是配電臺區對智能化需求較高。這就需要對配電臺區進行相應的智能化整體改造，如更換智能配電箱、智能斷路器、智能電表或是增加采集器等，淘汰老舊的自動化水平較低的設備，以滿足配電臺區智能化要求。

通過對配電臺區的智能化改造，并基于配電臺區運行分析系統，一次來實現配電檢測功能、負荷分析功能、配電變壓器特性分析功能、告警功能、遠程控制功能、報表功能等。通過這些功能的運用，真正實現對配電臺區的精細化管理，提高配電臺區的供點能力以及供電可靠性，同時實現配電臺區的經濟化運行。

4 結束語

配網智能化的發展推動了低壓配電網的發展，實現了低壓配電網供電穩定性、可靠性、安全性，給低壓配電臺區的運行管理提供了便捷，同時又取得了良好的經濟效益和社會效益，符合配網智能化建設和節能減排的要求。

[1]侯春生. 農村電網智能化建設探討[J]. 寧夏電力，2011（3）：14-16.

[2]鄒舒曼. 電力系統中的智能配網設計研究[J]. 建材與裝飾，2017（24）：224-225.

[3]孫世莉，王建軍. 淺談智能電能表的應用與維護[J].品牌（下半月），2013（9）：70.

[4]周喜超，鄭晶晶，張建華. 臺區“低電壓”智能監測與分析系統研究[J]. 電子世界，2016（23）：101.

Discussion on the Construction of Intelligent Distribution Area

Shu Hefu

Anhui Telecom Planning and Designing Co., Ltd., Anhui Hefei 230031

In recent years, with the rapid development of China’s urban and rural economy and the improvement of people’s living standards, the rural residential electrical equipment has been increasing year by year, and the rural power grid load has also increased, and the loss has gradually increased accordingly. Some rural old districts have low power supply capacity, low reliability, and low management level, which cannot meet the current rural economic development and growing material needs. Therefore, the intelligent construction of the distribution area can improve the power supply capacity of the station area, improve the management level of the station area, and reduce the operation and maintenance costs of the power distribution area. Therefore, optimizing the distribution area management mode and improving the operation level of the distribution area are the development direction of the distribution area.

intelligent; distribution area; transformation

TM727

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