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基于智能配电房的建设方案研究吴祥飞

发表时间：2020/5/6 来源：《电力设备》2019年第23期作者：吴祥飞王少启

[导读] 摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。

        （浙江理工大学浙江杭州 310018；安徽省计量科学研究院安徽合肥 230051）
        摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。随着电力技术的不断发展，配电房作为电网的终端，正朝着智能化的方向发展，配电房的使用效率对供电用户的影响较大，这使智能化配电房的应用就显得十分重要。现阶段智能配电房的主要作用是保证电网供电效率，同时提高供电合理性，本文就基于智能配电房的建设方案展开探讨。
        关键词：智能化配电房；建设；思路；方案
        引言
        近年来，随着现代智能技术、自动化技术的发展，配电房建设也正在朝着智能化方向发展，一些先进的智能技术、自动化技术等被持续运用到配电房建设中，支持着配电房的安全、高效运行，从而提高了配电系统的运行质量。
        1智能配电房总体架构
        智能配电房是以坚强智能电网为坚实基础，以智能配电房组织管理及标准和智能配电房关键技术及装备为坚强支撑，以通信与安全保障体系为可靠保证，以智能配电信息通信平台为信息交换途径，通过智能配电房技术支持平台和智配电房一体化监控服务系统，为电力客户及供电局人员提供智能化、多样化的用电服务和运维服务，实现与电力客户进行能量流、信息流、业务流的友好互动，提升供电质量和运维水平。
        2智能配电房建设的总体思路
        根据配网设备与网络等的建设现状，来将智能技术、自动化技术应用于配电房建设中，则要重点从以下方面加以考虑：（1）科学分段设置主干线的配电房，这样才能让不同配电房服务各自的范围，控制停电规模。（2）主线开关负责远程控制，从而提高主线路故障处理效率。（3）配电房自动化技术的应用，必须有效地预防系统功能过于单一、局部系统之间无法有效连接所造成的信息无法分享交流的现象。（4）自动化设备必须达到一定的性价比，而且要发挥实用价值，也能兼具开放式的系统集成功能。（5）模块化设计，其中要确保便于检修、而且要控制设备体积，方便通讯人员对其进行维护、检修。（6）自动化设备必须达到设备状态检修的相关规定。智能化配电房的建设最终应该形成健全完善的系统，例如：主站、监控系统、一次设备监测系统、通讯与电源系统等，而且要从自动化角度出发，达到故障的自动化识别与解除，提高故障解除效率，确保设备高效管理。实际的配电房要具备以下功能：配电SCADA功能，监测主网接地故障，主站定位故障，监测并定位配网短路故障，配电房的视频监控、门禁管理，配电房环境监测等。
        3智能配电房建设的具体措施
        3.1配网自动化系统
        (1)10kV高压部分。环网柜进行三遥改造，加装电动操作机构、电流互感器、电压互感器、辅助接点；加装自动化终端DTU柜，采集10kV环网柜的电流、电压、开关分合位、遥控等相关信息；敷设通信光纤，采用光纤以太网通信方式上传至市局配网自动化主站系统；(2)380V低压部分。低压柜的每个进线、出线、母联单元增加智能监控仪表；增加通信管理机汇集所有智能监控仪表的采集数据上传至市局配网自动化主站系统。
        3.2馈线自动化系统
        （1）通过主站故障定位实现远方故障隔离功能，大幅缩短故障处理时间。（2）支持遥控功能，实现非故障段恢复供电，大幅缩短故障停电时间。（3）实现遥控操作，减少运行人员操作次数，降低运行人员工作强度。
        3.3配网电气监控系统
        要达到对配网的遥测、遥信与遥控等目的，能够有效地监测配网的短路故障、接地故障等，而且能够利用主站来定位故障，对线路的负荷电流、变压器负荷、开关状态等实施动态监测。具体将DTU（配电监控终端设备）安装在配电房，此设备选择模块化设计模式，具体包括：CPU板，通讯控制板、遥控接口板等不同的功能模块搭建而成，结合现场条件可以机动性地调节。

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同时，DTU也能允许不同的通讯方式介入，例如：载波通讯、无线通讯等，实际的DTU主要包括两种方式，具体为：（1）集中式DTU。主要为集中组屏，依赖一个屏来有效监控整个配电房内部线路，此设备围绕八条线路展开监控，具体监控对象：全电压、全电流、开关状态等，具体可以根据配电房内线路的数量来决定DTU设备的配置数。（2）分散式DTU。此设备主要配设于开关柜内，围绕一条线路实施全面监测，例如：电压、电流、开关状态等。通常每个分散式DTU覆盖三个电压、三个电流、一条线路开关的分合操作。此类型的DTU单元要和通讯管理设备同步运行来监控配电房。
        3.4安防监控系统
        通过安装电子锁等门禁装置、红外双鉴探测器、语音对讲系统，并结合视频监控，对配电房环境进行安防监控。（1）门禁应具备门状态信号上传至监控终端，并与风机、照明、视频等设备进行联动。（2）门禁具备信息记录功能，门禁自动记录运行人员出入设备区域时间及个人信息。（3）远程语音对讲系统应实现与主站的双向语音对讲功能。（4）红外入侵探测器监测红外感应点的状态，一旦发现布防后有入侵，环境监控主机接收数据后，现场启动声光报警器，并立刻上报监控中心并告警。（5）安装在现场的声光报警器在出现外界入侵时，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。
        3.5可视检测系统
        智能配电房的可视监测与传统监测不同，它以实时监测为主，能够第一时间对配电房所发生的问题进行控制。这套监视系统中主要由主站、分站、变电站端三个系统组成。首先主站段对下属的配电房中的设备的运行情况进行检测，能够对配电房所处的外界环境进行实时报道，使地区管理主站用户能够对下属配电房进行了解。其次是分站段，分站段由视频监控、环境监测、门禁系统、火灾报警、安全防范、智能控制、保障系统进行整合并且能够完成配电房内部情况的视频、音频处理，将其信息进行收集和上传，使其完成和主站之间的相互联动。变电站端的系统网络可以完成所属网络的综合性数据处理，能够和主站端的通信性能进行系统控制，其控制功能如下。实时视频监视系统能够及时的将配电房中的设备信息进行汇总，并且将环境数据中的温度、水浸、湿度、SF6浓度进行采集。同时通过处理形成数据并储存。在远处控制方面，上级主站能够通过客户端和浏览器完成对配电房中任何一个摄像机的控制，操作摄像机完成上、下、左、右的控制，使其参与到照明、门禁、语音等多种监控功能中。视频监控还能够对所记录的影响进行储存，为事故发生时，提供分析资料。另外操作人员可以远程对配电房的实际情况进行监控，并且及时修改设备参数，再通过密钥功能完成不同人员对系统的访问和控制。
        3.6配电设备状态监测系统
        基于配电网设备状态在线监测技术的发展水平和应用效果以及配网设备的重要程度，建议在线监测装置的配置原则如下：(1)配电变压器可配置油温、进出线接头温度、噪声、振动等在线监测装置;(2)开关柜、电缆分支箱可在关键接点部位配置温度在线监测装置及环境湿度在线监测装置;(3)配电室可配置SF6气体浓度、环境温度、湿度、烟雾、水位、门禁等在线监测装置;(4)电缆通道可配置烟雾、水位、气体（O2、CH4、CO、CO2、H2S等）浓度、温度、湿度、井盖、视频/图像等在线监测装置;(5)电缆线路可配置温度等在线监测装置;(6)架空线路可配置视频/图像等在线监测装置。
        结语
        智能配电房通常由两个方面组成。即智能服务部分和配电系统部分，所以作为智能配电房要将服务部分的通信系统进行升级，使其能够满足对信息的智能化收集，并且通过对信息的分析完成智能化操作，所以通信技术是智能配电房发展的基础，要选择合理的通信形式来完成电网配电和系统保护重要环节。
        参考文献
        [1]吴国良，张宪法.配电网自动化系统应用技术问答[M].中国电力出版社，2018.
        [2]刘忠，谢亮.居住区配电房智能运行系统的研究与实践[J].江苏机电工程，2018（2）：50-53.
        [3]陈杰.基于RFID的配电房安全系统设计与实现[D].浙江工业大学，2019.
        [4]黄院芳.供电高可靠性示范区配电自动化系统建设研究与应用[D].华南理工大学，2018.