一体化智能环网柜在10kV配网自动化建设中的应用

董奇光

（广东电网责任有限公司佛山禅城供电局，广东 佛山528000）

0 引言

目前，配网自动化在我国仍然处于初级阶段，配网建设与主网建设相比资金投入相对较少，配网的自动化程度也处于比较低的水平，所以国内的供电质量与国际先进水平相比相差甚远。我国目前大多数配网设备技术性能相对比较落后，供电恢复速度慢，事故发生概率高，这种现状对人民的正常生活和国民经济的快速发展造成了严重影响。随着我国电力市场经济的逐步形成，配网的薄弱环节表现突出，造成了电力需求与电网设施配备严重不协调的局面，因此加强城市配网自动化的建设迫在眉睫，而积极将一体化系统应用于配网自动化建设中，不仅有利于推动配网自动化技术的发展，也能推动经济与社会发展。

1 配网自动化概述

1.1 配网自动化的内涵

配网自动化是采用通信技术和计算机网络技术，对配网数据、用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，最终实现配电系统的正常运行与事故情况的监测、保护、控制，形成完整的自动化系统。配网自动化能够提高电网供电的可靠性，并实现配网管理的自动化，进而提高管理水平和劳动生产率，降低运行维护成本，实现配网经济可靠运行。

配网自动化系统一般由配电主站、配电子站和配电终端3部分组成。其中，配网自动化通信系统的可靠性和技术水平直接影响整个自动化系统的正常工作。因为配网自动化通信系统承载着传输大量生产和管理信息的重任，负责配电主站、配电子站和配电终端的连接，是电力保证和安全生产的重要基础设施。配网自动化系统的水平决定着配网供电的可靠性与稳定性，其是衡量电力系统运行水平的重要因素。

1.2 配网自动化的发展现状

在我国东南沿海地区，由于政府的重视、思想的进步、行业技术的领先、资金的投入充足，配网自动化已经发展得比较成熟。配网自动化使得这些地区和城市的人民受益颇丰，从而激励他们更加重视建设和发展配网自动化，也就使得配网自动化的快速发展成为可能。但传统配网设备的不足之处却不能忽视，由于一、二次设备比较分散，在一次设备和二次设备厂家之间没有统一的标准，也未形成统一的生产准则，这就给配网设备的现场维护带来了很多不便。因此，一体化智能环网开关设备的出现将会给这个庞大的市场带来惊喜和奇迹。与此同时，我国在配网自动化行业已经投入了大量的人力和财力，不断地学习国外的先进技术，而且也通过自主科研或与国外展开合作来研究更为先进的自动化设备，我们会在以后的实际工作中不断探索，不断积累经验，为更先进的配网自动化系统的出现而努力。

2 一体化智能环网柜的应用

2.1 传统环网柜的设计缺陷

环网柜在电力系统中担负着为环网配电的重要职能，起着非常重要的作用。随着环网柜的广泛使用，我们对于其灵活性和安全性提出了更高的要求。传统环网柜的各部分器件采用无分区混合方式进行安装，并且与柜体进行固定，因此，环网柜的灵活性受到很大的局限。无分区混合安装模式不仅造成了安装布局的混乱，而且对配置组合方案的设计带来了较大的难度，也给零部件的更换与维修带来了很多不便。如果配置方案需要更改，则环网柜的整体布局都需要重新进行设计。

2.2 一体化智能环网柜的设计特点

在配网自动化建设中，一体化智能环网柜在国外某些发达国家或地区如欧美、日本、韩国等已得到普遍认可和使用。一体化智能环网开关设备集配电一、二次设备为一体，能够实现配网自动化，是智能电网发展的一个重要组成部分。一体化智能环网柜以负荷开关、电流互感器、电压互感器、分布式二次终端控制单元为核心，来实现配网遥测、遥控、遥信全方位一体化功能。其主要任务是配合系统主站的配网故障检测、定位及隔离，有时也能独立完成任务。这项技术功能成熟、安全可靠，适用于各种规模的配网，具备自愈、兼容、互动、优化等特点，是实现智能配网信息化和自动化的有力保障。

2.3 配网自动化一体化环网柜

图1为一种配网自动化一体化环网柜。该一体化环网柜集开关设备与配网自动化智能终端于一体，能够很好地满足配网自动化技术的设计要求。其中，开关设备采用全封闭、全绝缘六氟化硫气箱，而负荷开关和接地开关为一体化三工位开关，并且设计有可靠的泄压通道，能够最大限度地保证操作人员的人身安全不受伤害。配网自动化智能终端采用分层式模块化设计，上层是通讯层，中层为DTU、电源管理模块、电池层、端子层，下层预留电压互感器小室，分别如图1中1、2、3、4、5和6所指。其固定性与灵活扩展性完美统一，能够提供最便捷的升级扩容方案，而且全密封PT模块小巧的造型能够完全解决电压信号采集问题，并为DTU终端提供电压采样信号。

图1 配网自动化一体化环网柜

配网自动化终端单元采用模块／插件式设计，包括系统电源模块、主控模块、各种功能模块和各种接口模块。系统电源模块是全密封和全绝缘的，安装在柜内母线侧，由2只独立的电压互感器组成，主要为DTU终端提供电源及电压采样信号。主控模块采用满足电气隔离、电磁屏蔽要求的抗干扰工业级芯片，并应用软、硬件 WATCH DOG；主控模块至少有2个串行通信接口、一个维护接口和一个标准以太网接口。配网自动化终端可根据用户需要配置各种通信设备，可扩展监测功能及监测容量。配网自动化终端与六氟化硫环网柜并排安装。柜与柜之间采用绝缘母线通道相互隔离，故障情况下可有效防止事故蔓延，使环网柜具备更高的安全性和可靠性。

$ 结论

一体化智能环网柜与传统环网柜相比优势明显，主要表现在以下几个方面：

（1）一体化智能环网柜集配电一、二次设备为一体，能够实现配网自动化，以负荷开关、电流互感器、电压互感器、分布式二次终端控制单元为核心，来实现配网遥测、遥控、遥信全方位一体化功能，其技术功能成熟、安全可靠，适用于各种规模的配网，是实现智能配网信息化和自动化的有力保障。

（2）在10kV城乡配网建设中，一体化智能环网柜结合现代电子通信技术可以及时对故障进行判断，从而快速加以处理，及时恢复供电，保证了重要负荷的供电可靠性要求。

（3）采用一体化智能环网柜可大幅度降低城乡配网建设的投资，实现智能化管理和双向互动。

［1］丁孝华，葛成余，徐石明.一体化智能环网柜系统的研制［J］.华通技术，2003（3）