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發(fā)布時(shí)間：2022-01-04 11:03:37
環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)日益成熟，而環(huán)網(wǎng)柜以其體積小、構(gòu)造緊湊、設(shè)備便利、維護(hù)簡單、平安可靠、便利供電等諸多利益而被普遍運(yùn)用，隨著電力工業(yè)的快速翻開及智能配電網(wǎng)的制造，對(duì)供電質(zhì)量和可靠性的請求不時(shí)行進(jìn)。環(huán)網(wǎng)柜請求小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，具有配網(wǎng)主動(dòng)化的功用。如今國內(nèi)外大局部的做法是運(yùn)用現(xiàn)有的產(chǎn)品，在普通環(huán)網(wǎng)柜的基礎(chǔ)上裝備電流互感器、電壓互感器、電動(dòng)操作組織、缺陷指示器、繼電維護(hù)模塊、配電終端單元等，能夠使環(huán)網(wǎng)柜具有測控與維護(hù)功用，完畢環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)智能化。
傳統(tǒng)DTU的架構(gòu)是中心單元加外圍部件，還裝備了備用電源及通訊模塊。其缺乏之處：（1）DTU里面的功用部件過于冗繁，構(gòu)成DTU自身體積較大，在設(shè)備及維護(hù)上不便利；（2）構(gòu)成環(huán)網(wǎng)柜對(duì)DTU的依賴性加強(qiáng)，如如今許多環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)用的是DTU自帶后備電源，假如DTU呈現(xiàn)缺陷，簡單構(gòu)成環(huán)網(wǎng)柜整個(gè)二次操控回路掉電，不利于行進(jìn)供電的可靠性；（3）環(huán)網(wǎng)柜里一些模塊的功用反復(fù)，如一些環(huán)網(wǎng)柜在裝備DTU的一同還在每個(gè)環(huán)網(wǎng)柜間隔上裝備看門狗設(shè)備，功用反復(fù)太多，不利于設(shè)備全體功用及功用的優(yōu)化；（4）環(huán)網(wǎng)柜全體構(gòu)造遠(yuǎn)沒有抵達(dá)志向的架構(gòu)，各功用模塊之間的協(xié)作沒有完畢優(yōu)化組合。針對(duì)以上問題，提出一種新式集中式智能環(huán)網(wǎng)柜方案。首先對(duì)環(huán)網(wǎng)柜本體停止小型化改造，其次對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的操作組織、集中式智能操控器、智能電源等作了智能化處置，最終對(duì)環(huán)網(wǎng)柜通訊模塊停止改造，完畢環(huán)網(wǎng)柜的不連續(xù)通訊。
1集中式智能環(huán)網(wǎng)柜總體方案智能環(huán)網(wǎng)柜是運(yùn)用現(xiàn)代的電力電子、主動(dòng)化操控、傳感丈量等技術(shù)將10kV負(fù)荷開關(guān)柜、斷路器柜、熔斷器柜、互感器與維護(hù)設(shè)備、通訊設(shè)備、計(jì)量表面等模塊組合在一同，完畢電網(wǎng)一次設(shè)備與二次設(shè)備的超卓分離。集中式智能環(huán)網(wǎng)柜全體構(gòu)造如圖1所示。
集中式智能環(huán)網(wǎng)柜首要包含環(huán)網(wǎng)柜本體、操作組織、互感器、集中式智能操控器、通訊終端、智能電源等。本方案選用的組合式光電互感器能夠給電源體系充電和供應(yīng)環(huán)網(wǎng)柜各回路電流電壓信號(hào)。電源體系能夠給環(huán)網(wǎng)柜各回路供應(yīng)操作電源，并裝備了后備電源，在環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線失電時(shí)能夠持續(xù)供應(yīng)作業(yè)電源。方案當(dāng)選用的集中式智能操控器，設(shè)備便利、體積小巧，和傳統(tǒng)DTU的中心單元恰當(dāng)，能夠很好的監(jiān)測環(huán)網(wǎng)柜每回路的電氣量和非電氣量信號(hào)。集中式智能操控器將搜集到的信號(hào)處置之后傳輸給通訊終端，由通訊終端完畢環(huán)網(wǎng)柜對(duì)外通訊，完畢環(huán)網(wǎng)柜的配網(wǎng)主動(dòng)化功用。
2集中式環(huán)網(wǎng)柜的構(gòu)成
2.1環(huán)網(wǎng)柜本體環(huán)網(wǎng)柜的本體構(gòu)造分為氣箱、操作組織室、電纜室和母線銜接室（局部柜有）。本方案中環(huán)網(wǎng)柜本體選用上斷路器下負(fù)荷開關(guān)的方式。斷路用具有體積小、重量輕、適于頻繁操作、滅弧才能強(qiáng)、機(jī)械壽數(shù)及電氣壽數(shù)長等利益；負(fù)荷開關(guān)選用三工位、真空滅弧的開關(guān)本體，具有全絕緣、斷口可視、可防內(nèi)燃弧等利益。充任阻隔開關(guān)運(yùn)用，供應(yīng)一個(gè)顯著的斷點(diǎn)，便利維護(hù)與檢修。整組柜子選用共箱式構(gòu)造，開關(guān)設(shè)備和硬母線密閉在同一個(gè)金屬關(guān)閉外殼內(nèi)，普通選用SF6作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，環(huán)網(wǎng)柜全體上具有可靠的平安性、優(yōu)良的開關(guān)動(dòng)作，構(gòu)造緊湊及免維護(hù)等特征。
2.2操作組織環(huán)網(wǎng)柜的操作組織能夠?qū)Νh(huán)網(wǎng)柜的開關(guān)本體停止操作，然后完畢環(huán)網(wǎng)柜的合分閘動(dòng)作，首要能夠分為手動(dòng)組織和和繃簧操作組織。手動(dòng)操作組織是一種靠人手停止分合閘操動(dòng)的操作組織；繃簧操作組織是一種運(yùn)用已儲(chǔ)能的繃簧作為動(dòng)力來操動(dòng)的組織，其繃簧的儲(chǔ)能是經(jīng)過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)來完畢的。環(huán)網(wǎng)柜操作組織的可靠性是保證環(huán)網(wǎng)柜供電可靠性的條件，早年的操作組織過于簡單，只是單純的完畢合分閘動(dòng)作，可是智能環(huán)網(wǎng)柜請求其操作組織有必要向智能化的方向翻開。操作組織的通用性應(yīng)進(jìn)一步行進(jìn)，能夠稱心常見的如DC24V、DC48V、DC110V、DC220V、AC220V等電壓等級(jí)；電動(dòng)操作設(shè)備在接受用戶操作指令后，首先要判別操作條件能否稱心，如不稱心“五防聯(lián)鎖”閉鎖條件時(shí)，操控設(shè)備會(huì)給用戶分明提示，以便應(yīng)用戶停止處置。操作組織自身應(yīng)具有機(jī)械五防的請求，保證組織的正常動(dòng)作。
2.3互感器互感器是用來給環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù)設(shè)備供應(yīng)電流、電壓信號(hào)，然后完畢繼電維護(hù)功用，電壓互感器能夠?yàn)榄h(huán)網(wǎng)柜的操控回路供應(yīng)操作電源。本方案選用的互感器為組合式光電互感器，具有體積小、重量輕、抗干擾功用好等利益，有利于環(huán)網(wǎng)柜丈量精度的行進(jìn)。該互感器還裝備防開路維護(hù)模塊，運(yùn)用一體化規(guī)劃，保證光電式互感器在產(chǎn)生缺陷時(shí)不會(huì)感應(yīng)出高電壓，使人身和設(shè)備免受損傷，最大極限地行進(jìn)設(shè)備運(yùn)用的平安性。
2.4集中式智能操控器本方案提出的集中式智能操控器，是集數(shù)據(jù)搜集與監(jiān)控（SCADA）功用、繼電維護(hù)、缺陷檢測、長途操控、饋線主動(dòng)化于一體的智能配電終端。操控器能夠可靠的對(duì)環(huán)網(wǎng)柜停止監(jiān)控，一同會(huì)協(xié)作配電子站、主站完畢配電線路的正常監(jiān)控和缺陷識(shí)別、阻隔和非缺陷區(qū)段康復(fù)供電，完畢配電主動(dòng)化。本方案選用的集中式智能操控用具有如下特征：（1）制器自身的體積小巧，可擴(kuò)展性較好，有助于環(huán)網(wǎng)柜向小型化、智能化方向翻開。（2）操控器能夠一同電流搜集互感器的維護(hù)側(cè)和丈量側(cè)電流，不需求再裝備單獨(dú)的維護(hù)模塊，既能稱心對(duì)電流丈量精度的請求也能稱心在缺陷時(shí)可靠的動(dòng)作。這樣能夠節(jié)約環(huán)網(wǎng)柜的全體空稱心環(huán)網(wǎng)柜向小型化、智能化的方向翻開。（3）將環(huán)網(wǎng)柜中的一些功用模塊都整合在操控器傍邊，整個(gè)柜子會(huì)愈加精練。（4）操控器搜集的信號(hào)豐富，維護(hù)功用全面，低氣壓事端、超溫、設(shè)備異常等都能做到維護(hù)跳閘和缺陷報(bào)警。（5）整個(gè)環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù)量會(huì)減小，操作起來愈加方面，以后會(huì)完畢免維護(hù)。
2.5通訊終端通訊終端將集中式智能操控器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，以便智能環(huán)網(wǎng)柜平安可靠的與主站／子站通訊，通訊速度快能夠完畢對(duì)環(huán)網(wǎng)柜實(shí)時(shí)在線監(jiān)控以及配電網(wǎng)中缺陷的快速處置。通訊終端裝備以太網(wǎng)接口、GPRS／CDMA通訊接口、RS‐232／485接口，完畢主站／子站的不連續(xù)通訊。
2.6智能電源環(huán)網(wǎng)柜的操作組織、操控器、通訊終端等二次設(shè)備都需求完畢不連續(xù)供電。為了行進(jìn)供電的可靠性，請求在供電電源失電時(shí)，二次回路仍然會(huì)有電源，能夠持續(xù)可靠的動(dòng)作，環(huán)網(wǎng)柜中有必要具有備用電源。為了行進(jìn)供電電源的可靠性本電源的規(guī)劃首要選用了如下辦法：（1）環(huán)網(wǎng)柜普通選用雙進(jìn)線，兩條進(jìn)線互為備用給電源的充電模塊供電，當(dāng)其中一條進(jìn)線失電時(shí)，由繼電器將另一條進(jìn)線的220V電源轉(zhuǎn)給充電模塊，保證整個(gè)柜子的二次回路持續(xù)供電。（2）當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜的兩條進(jìn)線都失電的時(shí)分，為了使二次回路持續(xù)帶電，需求由備用電源持續(xù)供電。如今首要的備用電源是不連續(xù)電源（UPS）和蓄電池，還有的選用超級(jí)電容供電。為了行進(jìn)供電的可靠性，本電源方案選用蓄電池與超極電容相分離，兩種電源可互為備用，能夠進(jìn)一步行進(jìn)供電的可靠性。智能電源的方案如圖2所示。
智能電源的電源辦理模塊首要功用：
（1）充電功用。在充電電源有電時(shí)，可靠的對(duì)后備電源停止恒壓、恒流充電。
（2）維護(hù)功用。包含過流維護(hù)、過壓維護(hù)以及輸出短路維護(hù)、過放電維護(hù)。
（3）不連續(xù)供電功用。交流電源與后備電源的操控回路相互獨(dú)立，在一方呈現(xiàn)問題時(shí)不影響二次設(shè)備的正常供電。
（4）告警功用。在充電電源失電、電池欠壓、過壓、過熱等異常狀況以及電池活化時(shí)宣公告警信號(hào)。
（5）電池活化功用。活化辦法能夠設(shè)置主動(dòng)守時(shí)活化也能夠手動(dòng)操控活化或遠(yuǎn)方遙控活化。3集中式智能環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)用集中式智能環(huán)網(wǎng)柜在城市小區(qū)智能配電體系中的運(yùn)用，如圖3所示
圖3是經(jīng)過集中式智能環(huán)網(wǎng)柜構(gòu)建的一個(gè)配網(wǎng)主動(dòng)化體系，在正常作業(yè)的時(shí)分，集中式智能操控器搜集環(huán)網(wǎng)柜每個(gè)間隔信號(hào)，然后經(jīng)過通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)配網(wǎng)主站停止通訊，采用的通訊辦法有光纖、無線等。在配網(wǎng)主站能夠分明細(xì)致的看到環(huán)網(wǎng)柜每個(gè)開關(guān)的狀況、電氣量及非電氣量信息。當(dāng)在F1處產(chǎn)生缺陷時(shí)，缺陷上游處變電站A的出線斷路器K1及環(huán)網(wǎng)柜1的兩個(gè)進(jìn)線K11和K12均能檢測到缺陷信號(hào)，而缺陷下流處的K22則檢測不到缺陷信號(hào)。集中式智能操控器將搜集到的缺陷信號(hào)傳輸?shù)脚渚W(wǎng)主站，配網(wǎng)主站對(duì)缺陷信號(hào)停止分析和邏輯判別，缺陷點(diǎn)必定坐落兩頭信號(hào)不通35第3期魏永樂，等：集中式智能環(huán)網(wǎng)柜方案
的區(qū)段，兩頭都能或許都不能檢測到缺陷信號(hào)的區(qū)段則不是缺陷線路，所以可快速簡單的將缺陷點(diǎn)定位在K12和K21之間。開關(guān)K12會(huì)跳閘，開關(guān)K21堅(jiān)持分閘狀況并閉鎖，將缺陷區(qū)段切除。配網(wǎng)主站接納到阻隔勝利信息，經(jīng)過調(diào)度主動(dòng)化體系將開關(guān)K11合閘，康復(fù)非缺陷區(qū)域供電。同理，當(dāng)在F2處產(chǎn)生缺陷時(shí)，集中式智能操控器將搜集到的缺陷信號(hào)傳輸?shù)脚渚W(wǎng)主站，配網(wǎng)主站對(duì)缺陷信號(hào)停止分析和邏輯判別。經(jīng)過缺陷點(diǎn)處在兩頭感遭到信號(hào)不通的區(qū)段的判據(jù)，將缺陷定位在K22和K31之間。開關(guān)K3會(huì)跳開然后主動(dòng)重合，開關(guān)K31、K22跳開后不再閉合，將缺陷區(qū)段切除。配網(wǎng)主站接納到阻隔勝利信息，經(jīng)過調(diào)度主動(dòng)化體系將開關(guān)K21合閘，康復(fù)非缺陷區(qū)域供電。在整個(gè)過程中，從發(fā)現(xiàn)缺陷到缺陷阻隔最終將非缺陷區(qū)域康復(fù)供電所需求的時(shí)間非常的少，能夠最大極限的行進(jìn)供電的可靠性，這是選用智能環(huán)網(wǎng)柜的優(yōu)越性地址
4本文提出了一種只保管傳統(tǒng)DTU中心單元的集中式智能環(huán)網(wǎng)柜方案，該方案優(yōu)化了環(huán)網(wǎng)柜構(gòu)造，剔除了環(huán)網(wǎng)柜中一些功用反復(fù)的局部；減小了環(huán)網(wǎng)柜對(duì)功用模塊的依賴性，行進(jìn)了供電的可靠性；減小了環(huán)網(wǎng)柜的體積，完畢了環(huán)網(wǎng)柜的小型化。
