智能化配电台区建设的探讨

舒和付



智能化配电台区建设的探讨

舒和付

安徽电信规划设计有限责任公司，安徽 合肥 230031

近年来，随着我国城乡经济的快速发展，人们生活水平的提高，农村居民用电设备呈现逐年增加的趋势，农村电网用电负荷也随着增加，损耗也相应地逐渐加大，原有的农村老旧台区供电能力偏低、可靠性偏低、管理水平偏低，无法满足当前农村经济发展和日益增长的物质需要。因此配电台区的智能化建设，可以提高台区的供电能力，提高台区管理水平，降低配电台区运行维护成本。因此，优化配电台区管理模式，提高配电台区运行水平，是配电台区的发展方向。

智能化；配电台区；改造

配网智能化是当前我国电网的发展趋势，而农村电网受各种条件的制约，暴露出的问题也更多，同时也是亟须改进的，如供电能力差、频繁的断电事故、长时间的停电检修等等问题。针对这些问题，智能化配电台区的改造建设也就迫在眉睫。我们从配电台区运维管理的难点入手，解析配电台区智能化改造的方法，实现的功能以及其对提高供电可靠性及管理水平的实质性作用。

1 现状配电台区存在的问题

1.1 负荷分布不均

配电台区的负荷分布不均是常见的问题，也是不可回避的实际问题。由于农村住宅的分布不均、相对较分散、发展不平衡以及在台区建设中涉及土地征迁赔补等问题，部分配电台区变压器并不处于负荷中心，同时也使得台区低压线路出现三相不平衡问题，从而使得配电台区损耗加大，低压线路故障事故量增加[1]。

1.2 台区现状水平低下

近年来，我国的电力建设获得了长足的发展，但是总体发展呈现不均衡态势，部分地区台区仅仅进行了相应的低压改造（诸如一般的变压器增容、低压线路改造、表箱改造等等），部分地区配电台区只针对城镇周边区域，偏远地区的配电台区甚至停留在20世纪初的水平。这些均制约了配电台区的智能化建设。

1.3 设备自动化水平低下

从台区低压设备运行方式来看，智能化概念在配电台区领域应用较低，设备的运行方式相对落后，部分设备还停留在手动操作水平，这使得台区终端与用电信息采集之间形成冲突，制约了配电台区向智能化方向的发展。

2 配电台区智能化建设的目的和必要性

配电台区改造应遵循“统一规划、分步实施、因地制宜、适度超前”的原则，低压配电网的建设应立足于现在，着眼于未来，在满足当前需求的同时又适应农村经济中长期发展要求，避免重复改造而造成资源浪费。目前农村配电台区大都老化严重，不仅造成了较大的电力损耗，更存在一些安全隐患，增加了用电的不安全因素。同时农村配电台区供电供电能力相对较弱，供电可靠性相对较差，装备自动化水平相对偏低，管理相对薄弱，特别是偏远的山区，台区的运维管理更加掣肘，电力设施维护往往不到位，存在大量的安全隐患，从而导致了农村电能质量差、故障率偏高等问题，而这些问题也制约了当下农村经济发展，无法满足人们的生产生活需求。

因此，为了改善农村用电现状，提高供电质量及管理水平，在农村建设具有较高供电可靠性、自动化程度相对成熟的智能配电台区，真正实现优质、安全、高效和低耗的智能化配电台区是十分有必要的[2]。

智能配电台区的建设，主要实现以下几项功能。

（1）建设合理的网架结构，配电台区具有清晰的脉络及分层，能满足远程检测、控制、调整以及故障修复的简便的要求。

（2）建立高效的网络通信，智能化配电台区需要高效的通信网络设施，实现配电台区信息的采集、上传、分析、告警等功能，保证配电台区的安全、高效运行。

（3）相对集成化的智能设备，农村配电台区受台区现状及征迁等因素影响，相对集成化的设备有利于智能化配电台区的建设。

3 配电台区智能化的优化方案

智能化配电台区根据其智能终端收集的用电数据（如三相电流、零序电流、电压、功率因数等数据）实现负荷分析、配电检测、远程控制、远程维护、表报等功能，从而检测配电变压器的运行状况、负载的变化等影响因数，从而为配电台区负荷调整、远程维护、故障告警提供基本的数据支持。智能化台区运行系统主要包括配电台区、智能终端、通信网络、主站四部分，运行架构如图1所示。

主站包括路由器、采集服务器、应用服务器等。主要作用处理采集到的数据并进行分析，以检测配电台区的负荷变化、电压合格率、三相不平衡度等数据，并以此为基础，对终端设备进行监控、控制、维护，对设备故障进行告警等。

智能化台区远端设备方面的建设问题是智能化台区建设的重中之重。智能化配电台区终端主要智能化设备包括以下几类。

图1 智能配电台区系统图

（1）智能变压器。智能变压器具有检测电压、电流、功率因数的数据并实时长传的功能，主要起到对配电变压器的状态进行诊断与评估、内部故障元件的保护、告警等作用。有些也可实现温控、自动调压、防窃电等高级功能。

（2）智能配电箱。智能配电箱将开关设备、计量、测量、无功补偿装置、智能终端等设备集中组装在封闭箱体的设备，在农村柱上式配变中悬挂配电变压器下方，是个相对集成化的设备，有效地节约了空间。

（3）智能终端。智能终端是对配电变压器、进出线开关、智能电表等运行数据和用电数据的采集，三相不平衡、负荷变化、剩余电流等状态进行检测的集成化设备。按其功能配置可分为三种：简约型、标准型、扩展型[3]。

（4）智能电表。智能电表主要功能是计量用电量，同时也可监测电能质量，并且可以通过网络通信接口进行数据远程传输，实现远程抄表、费控等功能。

（5）智能断路器。智能配电台区高、低压侧均安装有智能断路器，其主要功能是监测线路中电压、电流、功率因数等，对电力线路进行在线监测和状态诊断。

智能化配电台区同时还具有以下功能。

（1）保护功能：包括长延时、短延时、瞬时过流等三段电流保护功能；

（2）“四遥”功能：包括遥测、遥讯、遥控、遥调等，通过“四遥”功能，智能断路器与控制中心实现双向沟通，以达到远程控制的目的。

（3）区域连锁：接近故障点的断路器，在接收到故障信号时，发生保护动作，同时发送信号给上一级断路器，让上一级断路器在动作延时期内保持闭合，避免误动作发生。如果断路器未接收到来自下一级断路器的信号，也会进行保护动作，隔离故障区域。

（4）负控功能：当负载电流达到一定值时，智能断路器会输出一个信号，供用户切断不重要负荷，保证重要负荷的持续运行。

根据国家电网国家电网公司配电网工程典型设计，对配电台区进行智能化改造，以实现其功能[4]。

根据不同地区对智能化台区的要求不同，对配电台区进行智能化改造也可分为两种情况。

一是配电台区现状良好，对智能化需求较小，仅需实现配变电压、电流、有功、无功等功能，可根据现场情况对配电台区进行局部改造。将智能终端集成于封闭的箱体内，采用壁挂式或杆上安装，节省了对配变和配电箱的改造，相对经济节约，但是性价比相对较高，完全可以实现需求的功能。

二是配电台区对智能化需求较高。这就需要对配电台区进行相应的智能化整体改造，如更换智能配电箱、智能断路器、智能电表或是增加采集器等，淘汰老旧的自动化水平较低的设备，以满足配电台区智能化要求。

通过对配电台区的智能化改造，并基于配电台区运行分析系统，一次来实现配电检测功能、负荷分析功能、配电变压器特性分析功能、告警功能、远程控制功能、报表功能等。通过这些功能的运用，真正实现对配电台区的精细化管理，提高配电台区的供点能力以及供电可靠性，同时实现配电台区的经济化运行。

4 结束语

配网智能化的发展推动了低压配电网的发展，实现了低压配电网供电稳定性、可靠性、安全性，给低压配电台区的运行管理提供了便捷，同时又取得了良好的经济效益和社会效益，符合配网智能化建设和节能减排的要求。

[1]侯春生. 农村电网智能化建设探讨[J]. 宁夏电力，2011（3）：14-16.

[2]邹舒曼. 电力系统中的智能配网设计研究[J]. 建材与装饰，2017（24）：224-225.

[3]孙世莉，王建军. 浅谈智能电能表的应用与维护[J].品牌（下半月），2013（9）：70.

[4]周喜超，郑晶晶，张建华. 台区“低电压”智能监测与分析系统研究[J]. 电子世界，2016（23）：101.

Discussion on the Construction of Intelligent Distribution Area

Shu Hefu

Anhui Telecom Planning and Designing Co., Ltd., Anhui Hefei 230031

In recent years, with the rapid development of China’s urban and rural economy and the improvement of people’s living standards, the rural residential electrical equipment has been increasing year by year, and the rural power grid load has also increased, and the loss has gradually increased accordingly. Some rural old districts have low power supply capacity, low reliability, and low management level, which cannot meet the current rural economic development and growing material needs. Therefore, the intelligent construction of the distribution area can improve the power supply capacity of the station area, improve the management level of the station area, and reduce the operation and maintenance costs of the power distribution area. Therefore, optimizing the distribution area management mode and improving the operation level of the distribution area are the development direction of the distribution area.

intelligent; distribution area; transformation

TM727

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