公用配电房的智能化改造

陈可硕，吴 敏

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000）

公用配电房的智能化改造

陈可硕，吴 敏

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000）

目前绍兴市区部分配电房运行时间超过20年，电气设备陈旧、老化，经常出现故障，使供电可靠性指标不能得到保障，针对这些问题，需要对老旧配电房进行改造，对配电房高低压侧接线进行了优化，加装了负荷智能转供装置，提高了供电可靠性。

配电房；智能化；改造

配电网直接面向社会和广大客户，直接关系到对用户安全、可靠的供电。智能配电网能实现更可靠的电力供应，更高效、更安全的电网运行。在中心城区应建立智能型的配电网，而公用配电房的智能化改造是其中的重要一环。

1 老旧配电房的现状

绍兴越城区澜北公用配电房（简称配电房）运行时间已超过20年，电气设备运行环境十分恶劣。配电房内部电气设施陈旧：变压器仍采用国家淘汰的落后设备S7系列，该系列变压器为上世纪80年代的产品，能耗高、技术落后，噪音控制以及安全性能也不适应当前的要求；变压器前的隔离设施采用墙隔离负荷开关，运行日久，已经出现墙体剥落、铁件严重腐蚀的现象；低压柜采用老旧的PGL柜，部分柜门已完全生锈无法打开。

该配电房一共设置有3路进线电源、3台变压器、低压侧为有母联的单母线分段接线，3台变压器并列运行。一旦公配房发生故障，需通过人为手动操作母联投切，耗时长，供电可靠性低，亟需改造。

2 供电方式的智能化改造

2.1 改造方案

目前的人为手动调电模式耗时、耗力，且一旦发生停电事故，停电时间不可预估，严重影响供电可靠性。所以此次配电房智能化改造的首要目的即为优化供电网络方式，实行智能化管理，将手动切换转电操作模式改为自动转电模式，简化转电操作步骤、节约操作时间。

根据绍兴地区配电网的特点以及现场的实际情况，改造方案如下：3台配电变压器，按照2+1改造方式，将其中2台配电变压器组合，低压母联侧加装配变负荷智能转供装置，实现低压侧的重合闸和自动投切功能，提高供电可靠性；第3台配电变压器，拆除其于第2台配电变压器之间的母联连接，新引入一路进线电源，采用高压侧双电源自动投切的负荷开关，实现在主备电源之间自动切换。改造后的一次接线见图1。

2.2 高压侧接线

根据《浙江省配电网规划设计导则》中6.4.5要求：A，B类供区双电源公用配变高压侧宜采用具有自动投切功能的双电源自动投切负荷开关，实现主备电源之间的自动切换。

高压侧的改造方式为：1号、2号高压侧进线方式维持原样，3号高压侧改造成双电源自动投切。因为原3号高压侧为单电源供电，为实现双电源自动投切，需要在2号电源的进线处并接一根电缆至3号高压进线侧，作为3号配变的另一路电源。

原3号变高压侧引入ATS设备。ATS主要用于：长时间的供电中断不可接受；要求双路电压供电；电源切换要求采用自动系统的场合。本次改造采用施耐德公司的SM6-NSM双电源投切柜。NSM柜采用T200S自动投切设备，由220 V交流供电，开关的电动操作机构从T200S取电。T200S自带蓄电装置，可保证16 h内10次开关操作。NSM柜投切方案如下：

（1）T200S依靠专用电压检测装置（柜内标配）检测进线电缆失电状态。同时依靠电缆侧电流互感器（柜内标配）检测后续线路故障。如检测到单路进线失电，备用线路有电，同时没有检测到后续线路故障，即可进行线路投切。投切延迟时间0.1～2 s，由用户自己设定，每100 ms为间隔递增。由于开关具备快速合闸功能，投切响应时间在70 ms以内。

（2）如果检测到失电是由于后续线路故障引起，则闭锁备自投功能，不予投切。

（3）双路开关之间采用机械方式联锁，保证2路开关不同时闭合。

高压侧采用ATS，实现了主供电源断电后立即投切备用电源，不存在停电时间，节省人力，增加供电可靠性。

2.3 低压侧接线

改造前，配电房内设有2台母联柜，3台变压器分列运行。当有某路供电电源出线故障时，需要通过投切其中的1台母联开关来保障供电可靠性。现场需要先用验电器（或万用表）判断母联开关两侧有无电压，断路器是否有过流信号等，符合条件后才能闭合母联开关，该过程复杂、费时。如果在低压侧实现母联开关的自动投切，可以省去验电、是否有过流信号的判断、合闸等手工操作环节，保证连续供电。

配变负荷智能转供装置具有自动重合闸和备自投功能。安装此装置后，能在10 kV进线发生瞬时故障和永久故障的情况下，利用重合闸（瞬时故障）功能或母联备自投（永久性故障）功能快速恢复正常供电。配变负荷智能切换装置投切逻辑如下：

（1）重合闸的启动条件：在一段时间（时间可整定）内，低压进线从有压到无压，再到有压，判低压进线开关是否在分位，判低压进线开关负荷侧是否无压，满足条件的合低压进线开关，反之，上报相关信息。

图1 改造后的一次接线

（2）母联备自投启动条件：母联开关在分位时，原母联两侧有压，在Ⅰ（Ⅱ）段母线无压后，判失压母线是否有过流信号，变压器T1的实际电流值与变压器T2的实际电流值之和是否不大于变压器T1的额定电流值或变压器T2的额定电流值，并且无压侧母线的低压开关在分位时，母联开关是否在分位，所有逻辑判踞条件成立后，合母联开关。备自投的工作逻辑框图见图2。

图2 备自投的工作逻辑框图

（3）运行方式复原逻辑：判断出一路低压进线开关上桩侧电压从无压到有压后，该低压开关在分位，判二侧电压差再允许范围内，判二侧同期角度在允许范围内，符合合环条件。将该低压开关合闸，再断开母联断路器，若母联断路器分闸不成功，发出低压合环运行告警信息。

安装配变负荷智能转供装置后能够快速恢复非故障用户的供电，缩短由于高压线路故障引起低压用户的停电时间，提高了供电的可靠性，企业效益和社会效益十分明显。

3 二次信号的接入

老旧配电房改造的最大不足是配电房内空余位置有限，在现有的基础上，无法再隔离出一间独立的高压室。原配电房高压侧为3路进线电源，各自独立。

要安装高压备自投装置以及低压侧的配变负荷智能转供装置，高压柜、低压进线总柜以及母联柜应具有遥测以及遥信的功能，即应具备有电流采样、电压采样以及开关位置采样的数据回路。澜北配电房初始设计在上世纪90年代，当时变压器前采用墙隔离闸刀，低压侧的断路器未预留操作电源端子，低压开关柜端子排中也未预留遥测、遥信、遥测端子。此次改造，需要考虑高压柜、变压器以及低压柜的“三遥”预留。

新高压环网柜采用AC220V的的电操机构，带有三遥功能，且出线侧加装测量电流互感器和辅助接点，用来采集10 kV环网柜的电流、电压、开关分合位、遥控等相关信息。加装备自投的高压进线柜侧需加装电压传感器，采集高低压侧二次电压分别接入进线柜二次室电压端子排。

低压开关柜端子排预留遥测、遥信、遥控接口。低压进线断路器采用具有三段保护并带COM通信模块，电子式脱扣单元，脱扣更迅速、精确，整定范围更准确，且在温度超过高于40℃时也能正常工作。取消失压线圈的配置；加装通信模块，实时对三相电流进行采集、分析、处理、记录。遥信可以实时对开关的分合、储能状态进行监视。

4 故障切换

根据图1进行故障切换分析：

（1）若变压器T1的高压侧1号进线故障失电，电源电压降至设定值后，进线断路器断开，而变压器T2的高压侧2号进线正常供电，低压侧的配变负荷智能转供装置判断出母联Ⅰ段无压且母联断路器在分位，延时一个时间后合上母联断路器，恢复T1出线侧的供电。

（2）若变压器T2高压侧2号进线故障失电，同时也导致了变压器T3的一路电源失电，此时，T2的高压进线侧因故障失电，进线断路器断开，而T1高压侧1号进线正常供电。低压侧的配变负荷智能切换装置判断出母联Ⅱ段无压且母联断路器在分位，延时一个时间后合上母联断路器，恢复T2出线侧的供电。T3一路进线失电，备用线路有电，T200S自动投切设备同时没有检测到后续线路故障，即可进行线路投切，延时设定时间以后即可恢复送电。

经过改造后的配电房，有效缩短了停电时间和减少停电范围，大大提高配电网运行的可靠性，保证了供电质量。

[1]GB 50053 10 kV及以下变电所设计规范[S].北京：中国计划出版社，1994.范围内的实际刚度与理论刚度偏差为9.3%（小于10%），符合规程要求。

4 结语

火电厂各管系支吊架的运行工况均较为恶劣，且随着运行时间的增加以及弹簧性能的退化，支吊架性能不可避免的会出现一定的变化，因而定期对支吊架（尤其是主要管系，如四大管道支吊架）进行性能测试十分有必要。

通过粘贴应变片的间接测量法能够有效地测试支吊架性能，无需完全拆卸吊架，测试方法操作简单便捷，适用于在役支吊架的性能测试，为相应支吊架的性能评价提供了直接依据。

参考文献：

[1]唐永进．压力管道应力分析[M]．北京：中国石化出版社，2009．

[2]NB/T 47038-2013恒力弹簧支吊架[S]．北京：新华出版社，2014．

[3]NB/T 47039-2013可变弹簧支吊架[S]．北京：新华出版社，2014．

[4]DL/T 1113-2009火力发电厂管道支吊架验收规程[S]．北京：中国电力出版社，2009．

[5]戴福隆，沈观林，谢惠民．实验力学[M]．北京：清华大学出版社，2010．

（本文编辑：徐 晗）

[2]顾惠民，周积刚.国外新一代塑壳断路器的现状和发展动向[J].低压电器，2006（2）:7-11.

[3]国网浙江省电力公司.配电网工程通用设计[M].北京：中国电力出版社，2013.

[4]GB 50054低压配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.

收稿日期：2016-02-29

作者简介：陈可硕（1983），女，工程师，技师，主要从事配电网电气设计、配电网物资管理工作。

（本文编辑：杨 勇）

Intelligent Reform of the Public Distribution Room

CHEN Keshuo，WU Min
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

Some public distribution rooms in Shaoxing have been running more than 20 years，and faults frequently occur in the aged and obsolete electrical equipment，failing to meet the power supply reliability index.In the light of these problems，reform of the old power distribution rooms are needed，wirings at HV and LV sides are optimized and intelligent load provider is equipped，by which power supply reliability is enhanced.

distribution room；intelligent；reform

TM727.4

B

1007-1881（2016）06-0030-03

2016-03-08

刘 明（1985），男，工程师，主要从事管道应力计算分析、管道振动分析与治理及支吊架优化调整工作。