預裝式智能配電室基于物聯網的理論分析與應用研究

董立剛

摘 要：本文簡要分析了預裝式智能配電室的研究，身為電力技術工作人員，優化設計了一種集 10KV 高壓開關設備 、電力變壓器或特種變壓器、低壓智能開關設備、 應急供電系統的預裝式智能配電室，按用戶要求組合為一體，探索了具有就地和遠程操作達到遙控、遙測、遙信、遙調及 不間斷供電的成套配電設備。

關鍵詞：智能配電室;變壓器;10KV 高壓開關設備

引 言

基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電室主要由基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電 室裝置和基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電室管理系統兩大部分組成。基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電室在技術上具有結構緊湊，成套性強、運行安全可靠、維護方便、造型美觀等優點。滿足城市環網供電的要求，在經濟上具有 占地面積小，移動方便，建站周期短，減少損耗等節能效果。 作為接受和分配電能之用，適用于城市公用配電、公共場所、 住宅小區、醫院、風景區、油田、礦山、工礦企業、高速公路及一級重要負荷等用電場合。

一、預裝式智能配電室結構特征

預裝式智能配電室由高壓配電裝置，變壓器及低壓配電裝置聯接而成，分成多個功能隔室，即高壓 室、變壓器室、低壓室及多功能室等。高壓室功能齊全，高壓由 環網柜組成一次 供電系統，可布置成環網供電、終端供電、雙電源供電等多種供電方式，還可裝設高壓計量 元件，滿足高壓計量的要求。變壓器可選擇 S11、S13、SBH15 以及其它低損耗油浸變壓器或 干式變壓器。低壓室根據用戶要求可采用面板、屏、或柜裝式結構組成用戶所需供電方案。 有動力配電、照明配電、無功功率補償、電能計量、應急供電系統等多種功能。采用自然通 風方式，力求變壓器最大負荷運行，高壓室結構緊湊合理，并且有全面防誤操作聯鎖功能， 各室均有自動及照明裝置，操作方便，使產品運行安全可靠，操作維護方便。

根據新國標（GB17467-2010）預裝式配電室不建議采用強制通風的要求，對外殼進行 了結構上的改進，通過在房頂的加裝無動力風機系統來實現，可保證在高溫季節的散熱效果 ，低壓總開關及饋線開關必須采用數字式開關，帶漏電保護功能，帶三相電壓，三相電流， 有功/無功，電量，功率因數等測量功能，帶數字通訊功能，帶遠程分合功能，溫度測量等功 能，開關能夠自動組網將數據上送到主站。 動態無功補償功能，無功補償容量占變壓器容量 40%，含靜止無功發生器（SVG）占總補 償容量的 40%，智能電容器共補占總補償容量的 30%，智能電容器分補占總補償容量的 30%。 箱體外門鎖，采用防雨、防堵、防銹、防盜的專用門鎖，外門打開后可定位在開門位置。 外門框上加裝了專用的橡皮嵌條，箱頂四周設有防雨檐，底部電纜進出線口加裝了橡皮絕 緣圈，能有效地防雨水、防灰塵、防小動物，保證電氣設備可靠運行。變壓器室可設置軌道及變壓器小車，方便變壓器安裝、更換。 變壓器室設二道門，內網門采用開啟式，確保巡視人員的人身安全。 高壓進線方案分為電纜，架空進線兩種，低壓出線一般為電纜出線。

二、預裝式智能配電室系統組成

（1）高壓單元（放置高壓進線柜）

高壓單元室內設置兩臺 10KV 開關柜，開關柜由主開關及母線室、繼電器儀表室、二次電纜室、小母線室等組成。 其外殼厚度由不小于 2mm 的優質鋼板與型鋼焊 接而成。

（2）低壓單元（放置低壓出線柜）

低壓單元主要放置固定式（或抽屜式）低壓開關柜，全封閉型，柜內每個裝置連續運行時，防護等級符合 IEC529 的要求，外殼由厚度不小于 2mm 的優質鋼板與型鋼骨架焊接而成。柜內設有供檢修用的接地裝置，并有明顯的接地標識，每一路出線都有遠程監測單元。

（3）補償單元（放置補償柜）

補償單元主要放置增強型靜止無功補償柜，裝置通過檢測補償對象的電流和 電壓，經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經補償電流發

生電路放大，得出補償電流，補償電流與負載 電流中要補償的諧波及無功等電流抵消，最終 得到期望的電網電流。補償裝置具有以下特點：

①響應速度快 響應時間：≤5ms;

②實用工況靈活 對于三相不平衡的工況可以解決中性線電流和零序無功及諧波;

③補償功能多樣化可以實現不同多種補償功能：諧波含量低;

④結構組合多變 可以有模塊式、壁掛式、機掛式、機柜式多種組合方式，現場安裝應用饋電回路靈活，擴容維修方便

三、預裝式智能配電室的應用研究

基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電室在高低進出線柜以電磁聯鎖、程序聯鎖、微機防誤閉鎖的幾種型式實現國家強制性的“五防“聯鎖功能。高壓進出線柜的柜門裝設了自制帶電顯示器，該帶電顯示儀在強行打開柜門后會發出報警。智能型預裝式配電室根據型式分為普通型、地埋型、車載型三種。

應用在 航天、航空制造、軍工制造、鐵路、公路、石油、精細化工、高層寫字樓、居民 小區等多個行業和領域。另外車載型還適用于煤礦、井下作業、大型文藝團體流 動的演出、各種工程施工用的臨時電源以及抗洪搶險等特別重要場所。基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電室用于路燈配電室時，采用有載調壓、調容 變壓器，自動控制。白天切除高低壓側開關，從而達到減少變壓器損耗的目的，考慮到變壓 器在投入過程中會有勵磁諧波的產生，影響電網的供電質量，在高壓側，加進了消諧濾波裝 置，并將智能補償裝置和節電裝置相結合。提高了節能效果和安全性能。

結束語

綜合以上所論述可知，毫無疑問基于泛在電力物聯網的預裝式智能配電室應用前景廣泛。與我國電網的不斷進步和發展正相關。提高了電網運行效益。對該設備推廣運行可實現更多的社會價值。

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