汪文琦 宋莉君
中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 陕西省西安市 710054
引言
随着近年来不停电作业的快速发展，配电新技术不断涌现，对配网运维检修人员提出了更高要求。因此，建设基于智慧城市配电网需求的实训基地，有利于提高培训效果，同时适应物联网发展的需求，满足日益发展的配电网。如何将新的设备及技术结合到实训基地的设计方案及模块中去，并改善基地实训条件，提升配网专业化培训管理水平，需要对新技术、新设备、新理念和新培训方式进行调研和学习，并根据实际需求进行方案设计。
1 模拟线路
1.1 概述
案列配网带电作业实训基地主要包括2条35kV模拟线路、4条10kV模拟线路、2条0.4kV模拟线路及相应配套装置和设备，还包括5个工位的电缆实训沟道及杆段、配套的作业场地、绿化、道路、排水系统等。
1.2 35kV模拟线路
35kV模拟线路全线采用单回路，全线为架空线路。为保证培训基地建成后可以充分开展35kV大型配网带电作业项目的培训需求和比武要求，设计中将分段配置模拟线路，以生动再现电力生产中35kV线路的多种实际情况。
其中架空线路部分将分别使用角钢塔和钢管塔组成两个不同配置的耐张段，并在绝缘子和金具选择上予以不同配置。电缆线路部分将采用目前较为普遍使用的几种常用的敷设方法分段配置，满足教学、培训和比武要求。结合培训和比武的要求，本工程耐张、悬垂绝缘子串分别采用玻璃、瓷质盘形悬式绝缘子以及复合绝缘子，耐张串双串配置，悬垂串单、双串配置，全部采用70kN吨级的绝缘子，实际泄漏比距大于2.5cm/kV，有效绝缘长度不小于520mm。模拟线路将全线配置完善的防雷接地系统。模拟线路1#、2#和3#塔采用角钢自立塔，1#为电缆终端塔，4#塔采用钢管杆，模拟线路全线采用双侧脚钉或爬梯，同时加装防坠设施。
1.3 10kV模拟线路
10kV模拟线路共有三条线路，单回架空线路导线排列方式为三角排列及水平排列、双回路架空线路导线排列方式为垂直排列及二四排列、四回路架空线路导线排列方式为两侧上下二四排列。线路导线选用铝绞线和绝缘架空电缆,安全系数k=4.5。
架空线路共32基杆，水泥杆21基，钢管杆（10基）两种形式。水泥杆按回路包含单回、双回、四回以及同杆架设低压线路共4种；转角杆包含有拉线和无拉线两种。采用单双回路分别采用12米水泥杆（锥形水泥杆,非预应力,整根杆,12m,190mm,M）、15米水泥杆（锥形水泥杆,非预应力,整根杆,15m,190mm,M）和18米水泥杆（锥形水泥杆,部分预应力,法兰组装杆,18m,270mm,O），砼杆线路横担采用镀锌角铁横担。
10kV线路出线及新建电缆线路主干线采用三芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆ZC-YJV22-8.7/15-3×35mm2。10kV出线1＃杆装设负荷刀闸，联络开关及分段开关选用SF6开关,小支线选用跌落式熔断器。
在电缆出线杆上采用氧化锌避雷器、架空地线、穿刺线夹带防雷环等防雷措施；其接地电阻小于10欧姆。
1.4 0.4kV模拟线路
0.4kV模拟线路1#线：箱变通过低压电缆YJV-0.6/1-4×35至10kV杆，与10kV电杆同杆架设，导线采用JKLYJ-70（水平排列）。0.4kV模拟线路2#线：经升压站低压电缆YJV-0.6/1-4×35敷设至2#线的1#杆上杆，向东架设JKLYJ-70导线5档。采用12米Ф190稍径非预应力钢筋混凝土拔稍杆，1#、6#杆打拉线。
1.5 电缆实训
电缆实训部分采用10kV电缆经电缆隧道（2.0m×2.1m）、电缆沟道（1.15m×1.9m，4×500mm双侧支架现浇电缆沟）、电缆直埋（上口1.6m，下口1.0m，高度1.2m）、电缆排管（1.25m×1.5m，排管3×3砂土回填）形成矩形环网，设置4座转角井及1座工作井，电缆段在电缆沟道和排管段分别设置2座环网柜，每座环网柜按2进2出配置。
2 升压系统
2.1 概述
升压系统主要目的是为0.4kV～35kV模拟线路持续（要求持续工作时间12小时以上）提供电压，同时兼顾10kV开关柜的教学培训。升压室电源为380V三相电源，从配电作业实训基地低压配电室通过电缆双回路接至升压室低压电源柜。
2.2 35kV及10kV升压变压器及成套装置
工频升压变压器成套装置主要用于模拟35kV及以下带电试验。整套装置主要由工频升压变压器、柱式调压器、电容分压器、保护电阻、过电压电子快速保护装置、操作控制台、GGD-0.38前级电源柜等设备组成。
2.3 35kV及10kV出线
35kV出线通过YBT-50/35工频升压变压器成套装置升压后，经保护电阻与分压器，与RW5-35型跌落式熔断器受电侧连接，RW5-35型跌落式熔断器作为明显断开点，可以单相送电，也可以三相送电（无相位差）。从跌落式熔断器送电侧经电缆引接至35kV模拟线路。在电缆终端侧配置35kV氧化锌避雷器。10kV出线通过YSBT-100/10工频升压变压器成套装置升压后，用电缆与10kV开关柜进线柜连接，经10kV开关柜出线柜，引接至10kV环网柜及模拟线路。
3 培训模块
3.1 三维配网运检仿真实训区
系统提供配电仿真培训功能，配电仿真能够在所有调度工作站上进行，仿真操作不影响系统的正常监控。配电仿真功能包括配电设备现场运行状态模拟、配电设备操作模拟、配电事故模拟、各种运行方式模拟、各种方案的预演。系统满足多人同步进行配电仿真操作，并对学员整个仿真培训过程进行监视、记录。配电主站系统从应用分布上主要分为生产控制大区实时监控、安全接入区数据采集、管理信息大区信息共享与发布等3个部分，主要包括SCADA/应用服务器、数据库服务器、图模调试服务器、前置服务器、应用服务器、物理隔离、配电加密认证装置、配电安全接入网关、防火墙等硬件设备。
3.2 配电自动化终端实训室
设置FTU实训工位6个，FTU实训工位6个。选取8路DTU 3台、16路DTU 3台；FTU 6台（电压型分段2台、集中型分段2台、断路器分支/用户分界开关2台），及配套终端作为实训对象，环网柜采用光纤通信、FTU采用无线通信。终端调试实训区可实现终端调试、终端与主站系统联调功能。满足培训学员能够掌握配电自动化终端与主站三遥联调基本步骤及相关仪器仪表的正确使用方法、DTU三遥功能测试方法、FTU三遥功能测试方法、FTU（断路器型）保护功能测试方法。
3.3 配电自动化一二次设备排故实训室
设置环网柜实训工位4个，柱上开关实训工位6个，教师机工作台1个。单个环网柜实训工位包含环网柜1套，4间隔DTU终端保护柜1台、加载设故系统1套、控制台桌椅一套、控制台计算机1台，控制软件一套、数据仿真软件1套、配电自动化主站系统工作站运行软件1套。单个柱上开关实训工位包含柱上开关1台（含PT），FTU馈线终端1台、柱上开关及FTU馈线终端支撑平台1套、加载设故系统1套、控制台桌椅一套、控制台计算机1台，控制软件一套、数据仿真软件1套、配网自动化主站系统工作站运行软件1套。通过加载设故系统可模拟设备二次回路故障、控制回路故障、内部元器件故障、通讯故障、短路及接地故障。
3.4 馈线自动化实训区
接入三维配网运检仿真系统，可在系统中绘制任意网架的拓扑关系图，并对智能设备配置相关参数，可模拟各类设备故障，并对线路注入故障模拟量，模拟短路、接地、各类型故障，实现故障仿真功能，并通过大屏展示FA动作过程。同时，搭建一组多分段多联络的模拟线路，利用沙盘展示，与仿真系统连接，在注入故障量后，可通过沙盘更加直观展示FA动作过程。
3.5 配电营销用电信息采集实训室
按需要配置户内培训教室，通过设置高压计量培训、低压计量培训、电能表接线智能仿真系统、电能量采集模拟培训系统，实际操作、实验及教学均可在教室内开展，教学和操作之间由玻璃门隔开。
3.6 培训信息化管理中心
实训基地监控管理中心设于实训综合楼内，监控视频设备的结构与功能、接口规范、软硬件安装、性能测试、参数配置、故障调试、应急通信系统操作规范、视讯标准协议要求等均满足实训基地全部场地和教室的数据接入要求。同时培训信息化管理中心包含各类培训子项的故障设置软件及附件、故障仿真系统等数据调阅和视频查看等功能。管理中心内设置大屏幕显示系统、管理人员工作室及领导阅览位。
4 结语
随着近年来配电网新技术不断涌现，对配电网建设及配网运维检修人员提出了更高要求。体现在配电网实训基地的设计方案中，从模拟线路、升压系统、培训模块几个方面入手，统筹规划设计，完成一套切实可行的智能配电网实训基地系统设计方案，从而保障配电网建设能够实现“现代化坚强、绿色、智能配电网”的目标。