淺談智能配電臺區建設模式

胡龍源 嚴鴻鵬

摘要：配電臺區是直接面向電力用戶的基礎供電單元，主要實現電能變換、分配、監測、保護、控制、計量、無功補償等功能。近年來，隨著新型節能型配電變壓器、自動化、信息化及通信等先進技術在配電臺區的應用，配電臺區智能化水平不斷提升。智能配電臺區標準化、成套化等先進的建設理念在一定程度的有所體現，發布了智能配變終端、智能配電箱功能規范和技術條件等系列標準，并在配電網建設改造中得到了推廣應用。

關鍵詞：智能;配電臺區;建設模式

引言

智能臺區綜合管理平臺建設總體思路：緊密圍繞堅強智能電網發展總體目標，立足電網供電特點和需求，研究解決智能化建設中的基礎性關鍵技術問題。以建設中國特色智能化電網為中心任務，密切結合現狀和發展需求，密切結合智能電網技術發展趨勢，以實現自動化、信息化、互動化為技術導向，堅持統一規劃，因地制宜，重點突破，逐步深化，注重實效等推進原則，重點開展智能配電臺區、配電自動化、用電信息采集等工作。

一、智能配電臺區的建設意義

當前，配電臺區的相關設備很難對變壓器運行環境、狀態、回路與開關數據進行實時監控，和管理臺區沒有建成聯系渠道，所以很難保障數據交換與傳遞的及時性。一旦設備出現故障，由于缺少自動預警系統，很難及時、快速的搶修。目前，大部分配電臺還沒有形成一套健全的故障預警、智能配電與負荷調控機制，電能質量與設施維護達不到智能水平。從供電服務來看：大部分屬于單向提供，根本沒有在用戶與電網間建成雙向互動的平臺，所以很難適應當代客戶的建設要求。從供電部門的生產技術來看：因為技術手段有待完善，很難實時掌控配電臺區變量與數據，所以配電設備出現故障只得搶修。而企業又缺乏技術人員，很難對相關故障進行精確的預測和分析。

二、智能配電臺區建設模式

（一）縱向集成型智能配電臺區

變壓器模塊和低壓配電模塊通過變壓器橫擔垂直固定，構成縱向集成式結構。其中高壓配電保護采用跌落式熔斷器;低壓一次回路部分采用封閉母線槽模塊直接連接;低壓配電模塊采用插拔式結構配合的母線系統和帶漏電保護功能的斷路器技術，實現低壓單元結構小型化與可維護性。縱向集成型智能配電臺區與常規配電臺區的結構布局及運維方式差異不大，有利于現場安裝及運維人員開展工作;低壓一次回路部分采用封閉母線槽模塊直接連接，可實現工廠化預制和整體性能試驗;對于距離較遠的工程現場，高壓配電模塊、配電變壓器模塊、低壓配電模塊需要分別包裝運輸，有一定的現場安裝工作量;相對常規配電臺區，成本提高幅度較低;該方案主要適用于農村人密度較小、線路走廊交通量不大的供電區域。

（二）組合型智能配電臺區

以配電變壓器為中心，與高壓配電模塊、低壓配電模塊緊密布置，構成組合型結構。其中高壓側保護采用氣體絕緣負荷開關+熔斷器組合電器實現;配電變壓器高壓進線采用肘型電纜連接方式，穩定可靠;配電變壓器低壓側進線采用銅排連接方式，可實現工廠預制。組合型智能配電臺區建設方案密封及絕緣較好，在走廊資源緊張、環境要求高、人口密度較大的區域應用具有一定優勢。高壓側采用氣體絕緣負荷開關+熔斷器結構，要求氣體絕緣負荷開關應具有較強的氣候耐受能力，配電變壓器油箱應滿足吊裝、運輸、安裝等過程的承重要求;高壓側氣體絕緣負荷開關手動操作及內置熔絲更換的便捷性，需通過相應措施滿足。該方案成本較高，可作為新型智能配電臺區的發展方向之一進行探索性研究及應用，主要適用于經濟發展水平高、供電可靠性要求高、樹線矛盾突出、對環境具有特殊要求的供電區域。組合型智能配電臺區建設方案由于成本相對較高，適用范圍特殊，可在具有特殊需求的供電區域應用。

三、智能化配電臺區規劃建設

（一）配電臺區的功能建設

（1）信息監測

配電臺區的智能化建設對于電網的信息監測具有十分重要的作用，可以實現配電臺區的模擬量監測，并且能夠進行環境監測、數字量監測和狀態量監測。配電臺區的信息數據主要有電壓、電流和功率。在監測配電臺區的模擬量過程中，對于智能終端采集模擬量的管理和保存，通過智能化

能夠進行數據類型或時間區間這一類別的信息查詢。環境監測主要包括變壓器的油溫、溫度和濕度。針對數字量的監測問題，主要工作是整理和保存采集好的數字量，其中的核心數據有總電能量以及中電能示值。狀態量的監測主要是開關狀態、配電監測終端以及計量設備信息等幾個方面。

（2）電能質量監控

電能質量的有效控制是可靠性供電的有力保障，臺區電能質量監控是系統對臺區頻率、電壓、諧波、三相不平衡、智能采集終端運行狀況的監測，以及對無功補償和漏電保護器的遠程測控。對臺區頻率和電壓的監測分別以配電變壓器的實時頻率和線路電壓為監測對象，監測結果以圖形的形式表現出來，可以使工作人員實時了解當前電網的運行狀況。臺區的漏電保護器和無功補償的遠程測控可以減少網絡耗損，保障配電設備的安全運行。臺區諧波監測是對電流和電壓變化程度和時間的監測，監測過程中可以呈現出每日電流和電壓變化的最大值，當諧波發生異常時說明電能質量出現異常，工作人員可根據諧波監測的顯示數據進行實時控制。一體化智能采集終端作為智能配電臺區系統的核心，其運行狀況的監測尤為重要。當終端設備發生故障時，系統會自動對智能終端的信息傳輸情況和信息采集狀況進行統計，并生成相應的統計報表。

（3）配電變壓器監測分析

臺區配電變壓器監測分析包括對電壓合格率、日負荷曲線、監測信息的日統計和月統計以及功率因數統計進行分析。監測分析過程是以智能終端采集的配電變壓器運行的實時數據為依據，以圖形的方式將數據統計顯示出來并形成報表。當運行過程中出現異常報警時，系統還可生成相關報警事件，為監測分析提供依據。

（二）配電臺區的智能改造

（1）避雷器

在配電臺區中使用跌落式硅橡膠絕緣金屬氧化物避雷器，可以將其完全拆除，進行預防性的試驗，保證不停電，操作簡單且具有安全性。同時，該種避雷器使用了硅橡膠和環氧樹脂等材料，能夠很大程度上防止惡性爆炸事故。另外，線路受到雷電侵襲的影響會自動跌落，斷開與線路的關聯，能夠快速地找到落雷的故障點，從而使設備整體的安全性得到保障，保證可靠供電。

（2）無功集中補償

智能化配電臺區的無功自動跟蹤補償裝置選用電壓綜合控制功能和相應的功率因數，以進行分組無觸點的自然投切，在負荷功率達到最高峰時，補償容量可達到90%。通常情況下，低壓配電系統的電容器的補償裝置中會應用到無功自動補償控制器，具有自動調節功能，保證用電設備的功率因素和電力系統功率因素能夠達到既定預期值。以此提高用電設備和電力變壓器的效率，使整體的線路損耗降低，促進供電電壓質量的改善，并且使供電系統設備利用率和工作效率大力提高。

結束語

總而言之，隨著科學技術的不斷發展，各種新型設備也應用到了電網的配電臺區中，配電臺區的智能化建設不僅關系著供電企業的經濟效益，也是和諧社會的需要。智能化配電臺區建設能夠保證電網運行的穩定性，減少安全事故，給用戶提供優質的用電服務。供電企業應創新管理機制，改變觀念，提高電網的管理水平，加大投入。在基層人員中開展智能化配電臺區建設的培訓，讓員工了解到智能設備的相關知識，從而為智能化建設貢獻自己的力量。

參考文獻：

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