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一二次融合環網箱在配電自動化中的運用

發布時間：2021-09-16 11:12:33

長期以來，配電設備生產廠家劃分為一次設備和二次設備兩大陣營，電網公司收買過程中也經常向不同的廠商別離收買一次設備和二次設備，然后在設備環節中組合運用，但因而存在不少問題：如一二次設備接口不匹配，兼容性、擴展性、互換性差，成套設備設備繁瑣；缺少一二次設備聯動測試機制，產生遙信抖動、設備凝露現象，無法滿足線損核算需求等；一二次設備廠商職責糾紛，出現缺點互相推諉等。此外，在配電自動化建設中，傳統成套設備較多選用了電磁式互感器用于丈量和取電，可是電磁式互感器因其自身特性，易出現電壓/電流互感器二次側存在短路/開路安全隱患、取電PT鐵磁諧振和易被雷擊損壞等問題，對成套設備工作壽數及安穩性產生不利影響。為了解決上述在配電網規劃化建設改造中增量設備配電自動化覆蓋以及一二次設備不匹配等問題，一同完結同期線損處理政策，國家電網于2016年提出《配電設備一二次融合環網箱計劃》。一二次融合相關技術的研討、標準化作業的推進、交流傳感器的運用，是配電設備標準化、設備小型化、設備集成化與運維智能化的必經之路。

一二次融合環網箱開展現狀

近年來，配電網一二次融合智能柱上開關的相關技術已相對成熟，包括交流傳感器技術、固封極柱技術、控制終端技術等技術通過數年來的研討與開展，在多個省、市和區域較大規劃試點運用已獲得了明顯作用在運用范圍內，有用進步了配電自動化作用，在確保短路缺點研判精確性的基礎上，明顯進步單相接地缺點研判的精確率，并具有線損數據搜集、缺點錄波等功用，在支撐線損精益化處理、就地缺點快速處置和智能化運維等方面都獲得了較明顯的成效。

在工作數量方面，據EPTC配電網設備調研陳述核算：2019年國網一二次融合斷路器的收買數量為8萬套以上，已超過了傳統柱上斷路器5萬余套的數量，一二次融合斷路器的收買數量正在穩步進步。跟著一二次融合成套設備工作經歷的堆集，將關于設備品質、新技術運用、運維處理方面的進步，提供有用的數據支撐。

標準化方面，由工作內資深專家和業內較有影響力的廠家組成的專委會對此也十分注重，安排一二次融合環網箱相關的標準的編制作業，并已獲得一定效果。其間《配電網10kV及20kV交流傳感器技術條件》、《12kV智能配電柱上開關通用技術條件》、《12kV配電智能柱上開關試驗技術標準》等團體標準已發布并開始施行，這些標準結合一二次融合環網箱的現狀，關于成套設備選用的交流傳感器、全體的技術條件、試驗技術標準等做了標準要求，對一二次融合環網箱的標準化作業具有指導意義。

一二次融合環網箱開展的研討方向

通過對一二次融合極柱的研討，將成套設備的各個功用模塊的高度集成化，將高精度交流傳感器、取電模塊、真空滅弧室一體化固封在開關本體的極柱內，集成滅弧、電壓電流信號搜集、取電于一體，完結一二次深度融合。交流傳感器的選用，使成套設備具有更高的采樣精度和頻度，由此完結對配電網工作狀況更多參數、更為精確的監測，為設備的物聯化打下堅實的基礎。配電物聯網架構如圖2所示。

圖2配電物聯網架構

以一二次融智能柱上開關為例，開關本體在融合了傳感器后，成為“端層”的狀況感知和執行控制主體的終端單元，在饋線終端側完結“邊層”的邊際核算，完結數據的聚集、收拾和核算，通過光纖或無線網絡發送至平臺層，完結配網工作缺點分析、設備運維和處理的政策。將感知能力和互聯、互通、互操作等功用賦予配電開關設備，建立分布式智能協作的配電物聯網體系，完結對配電網的全方位感知、數據融合核算和智能運用。

在融合技術進步、傳感器功用進步、功用明顯添加的情況下，確保成套設備的安穩工作也是一項重要作業。功用、功用的進步，也就意味著相對能耗的添加，所以還需求從取能技術和低功耗規劃這兩方面研討，在供能與功耗之間達到平衡點。

跟著取能技術的開展，取能單元從原有的電磁式PT取電，逐步向電容取電的方法改變。取能單元的集成方法也出現了從外置獨立設備，到在本體外部固定，從而向融合在本體極柱中的趨勢演變，但因而產生的部分放電尤其要要點注重，在對應的試驗電壓下確保局放值在約束范圍內。現在針對一二次融合成套設備取電設備的特殊性，相關標準化作業也正在穩步開展中，將對其運用條件、技術要求、結構要求、試驗檢測等方面進行標準。

在低功耗技術方面，由于一次設備與二次設備的融合程度越來越高，因體積和空間的約束，取電功率一般只能在1W至15W左右，下降整機功耗將是一個進步工作壽數的有用途徑，下降功耗的方法包括：選用低功耗體系的電源電路和低功耗微控制器電路規劃及低功耗優化算法。運用低功耗、高轉換功率的DC/DC升降壓穩壓電路，通過將CPU實時調度方法與主流的節能技術手法相結合，進行體系級的低功耗優化，然后進一步下降配電終端的功耗。

以前關于一二次融合智能柱上開關在試驗方面的要求，一般都參閱高壓開關及配電終端各自的試驗標準，但沒有完善的成套設備標準，給成套設備的查驗與全體的技術開展帶來局限性。在2019年，我國電工技術學會發布了《12kV配電智能柱上開關試驗技術標準》團體標準，填補了這項空白。該試驗技術標準比較于傳統更加習慣配電一二次融合環網箱的開展和用戶的最新要求，關于確保和進步12kV配電智能柱上開關的技術功用、豐富和完善其功用具有指導意義。標準中對成套設備的功用及精確度試驗、單相接地缺點試驗等項目的監測方法給出了參閱定見，在實踐試驗運用中，需求相關檢測組織、設備廠家對各項試驗的檢測方法、技術要求進行驗證，在通過試驗驗證設備功用和功用的一同，對試驗方法、條件等內容進行優化，使之更加完善。

為了習慣配電網“數字化、智能化、網絡化”開展的需求，需以剛烈靈敏的配電一次網架為基礎，以一二次融合成套設備的標準化、精益化、智能化為手法，加強自動化裝備的運用，健全完善中低壓配電網的智能感知體系，完結配電設備狀況的全面感知、在線監測、自動預警和智能研判。

依據配電標準化、精益化、智能化的開展趨勢，一二次融合成套設備在中壓配電網規劃將逐步進步，逐步全面啟用饋線自動化功用，將饋線自動化與配網分級保護相結合，最小化的快速隔離缺點區。使用一二次深度融合技術開展，融合搜集、通訊、控制等功用，并結合智能型就地饋線自動化技術，將完結設備的廣泛互聯、狀況的全面感知、決議計劃的快速智能、運維的高效便捷。