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發(fā)布時間：2021-09-03 10:47:25
環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)日益成熟，而環(huán)網(wǎng)柜以其體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)備便當、保護簡略、安全可靠、便當供電等諸多利益而被廣泛應(yīng)用，隨著電力工業(yè)的快速展開及智能配電網(wǎng)的制作，對供電質(zhì)量和可靠性的要求不斷前進。環(huán)網(wǎng)柜要求小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，具有配網(wǎng)自動化的功用。現(xiàn)在國內(nèi)外大部分的做法是使用現(xiàn)有的產(chǎn)品，在一般環(huán)網(wǎng)柜的基礎(chǔ)上裝備電流互感器、電壓互感器、電動操作安排、毛病指示器、繼電保護模塊、配電終端單元等，能夠使環(huán)網(wǎng)柜具有測控與保護功用，完結(jié)環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)智能化。
傳統(tǒng)DTU的架構(gòu)是中心單元加外圍部件，還配備了備用電源及通訊模塊。其不足之處：（1）DTU里邊的功用部件過于冗繁，造成DTU自身體積較大，在設(shè)備及保護上不便當；（2）造成環(huán)網(wǎng)柜對DTU的依賴性增強，如現(xiàn)在許多環(huán)網(wǎng)柜運用的是DTU自帶后備電源，如果DTU出現(xiàn)毛病，簡略造成環(huán)網(wǎng)柜整個二次控制回路掉電，不利于前進供電的可靠性；（3）環(huán)網(wǎng)柜里一些模塊的功用重復(fù)，如一些環(huán)網(wǎng)柜在配備DTU的一同還在每個環(huán)網(wǎng)柜間隔上配備看門狗設(shè)備，功用重復(fù)太多，不利于設(shè)備整體功用及功用的優(yōu)化；（4）環(huán)網(wǎng)柜整體結(jié)構(gòu)遠沒有到達志向的架構(gòu)，各功用模塊之間的協(xié)作沒有完結(jié)優(yōu)化組合。針對以上問題，提出一種新型集中式智能環(huán)網(wǎng)柜方案。首先對環(huán)網(wǎng)柜本體進行小型化改造，其次對環(huán)網(wǎng)柜的操作安排、集中式智能控制器、智能電源等作了智能化處理，最終對環(huán)網(wǎng)柜通訊模塊進行改造，完結(jié)環(huán)網(wǎng)柜的不間斷通訊。
1集中式智能環(huán)網(wǎng)柜總體方案智能環(huán)網(wǎng)柜是使用現(xiàn)代的電力電子、自動化控制、傳感測量等技術(shù)將10kV負荷開關(guān)柜、斷路器柜、熔斷器柜、互感器與保護設(shè)備、通訊設(shè)備、計量外表等模塊組合在一同，完結(jié)電網(wǎng)一次設(shè)備與二次設(shè)備的出色結(jié)合。集中式智能環(huán)網(wǎng)柜整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
集中式智能環(huán)網(wǎng)柜首要包含環(huán)網(wǎng)柜本體、操作安排、互感器、集中式智能控制器、通訊終端、智能電源等。本方案選用的組合式光電互感器能夠給電源系統(tǒng)充電和供應(yīng)環(huán)網(wǎng)柜各回路電流電壓信號。電源系統(tǒng)能夠給環(huán)網(wǎng)柜各回路供應(yīng)操作電源，并配備了后備電源，在環(huán)網(wǎng)柜進線失電時能夠繼續(xù)供應(yīng)作業(yè)電源。方案中選用的集中式智能控制器，設(shè)備便當、體積小巧，和傳統(tǒng)DTU的中心單元適當，能夠很好的監(jiān)測環(huán)網(wǎng)柜每回路的電氣量和非電氣量信號。集中式智能控制器將搜集到的信號處理之后傳輸給通訊終端，由通訊終端完結(jié)環(huán)網(wǎng)柜對外通訊，完結(jié)環(huán)網(wǎng)柜的配網(wǎng)自動化功用。
2集中式環(huán)網(wǎng)柜的構(gòu)成
2.1環(huán)網(wǎng)柜本體環(huán)網(wǎng)柜的本體結(jié)構(gòu)分為氣箱、操作安排室、電纜室和母線連接室（部分柜有）。本方案中環(huán)網(wǎng)柜本體選用上斷路器下負荷開關(guān)的形式。斷路器具有體積小、重量輕、適于頻繁操作、滅弧能力強、機械壽數(shù)及電氣壽數(shù)長等利益；負荷開關(guān)選用三工位、真空滅弧的開關(guān)本體，具有全絕緣、斷口可視、可防內(nèi)燃弧等利益。充當隔絕開關(guān)運用，供應(yīng)一個明顯的斷點，便當保護與檢修。整組柜子選用共箱式結(jié)構(gòu)，開關(guān)設(shè)備和硬母線密閉在同一個金屬封閉外殼內(nèi)，一般選用SF6作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，環(huán)網(wǎng)柜整體上具有可靠的安全性、優(yōu)異的開關(guān)動作，結(jié)構(gòu)緊湊及免保護等特色。
2.2操作安排環(huán)網(wǎng)柜的操作安排能夠?qū)Νh(huán)網(wǎng)柜的開關(guān)本體進行操作，然后完結(jié)環(huán)網(wǎng)柜的合分閘動作，首要能夠分為手動安排和和彈簧操作安排。手動操作安排是一種靠人手進行分合閘操動的操作安排；彈簧操作安排是一種使用已儲能的彈簧作為動力來操動的安排，其彈簧的儲能是通過電動機驅(qū)動來完結(jié)的。環(huán)網(wǎng)柜操作安排的可靠性是確保環(huán)網(wǎng)柜供電可靠性的條件，從前的操作安排過于簡略，只是單純的完結(jié)合分閘動作，但是智能環(huán)網(wǎng)柜要求其操作安排有必要向智能化的方向展開。操作安排的通用性應(yīng)進一步前進，能夠滿足常見的如DC24V、DC48V、DC110V、DC220V、AC220V等電壓等級；電動操作設(shè)備在承受用戶操作指令后，首先要判別操作條件是否滿足，如不滿足“五防聯(lián)鎖”閉鎖條件時，控制設(shè)備會給用戶明晰提示，以便當用戶進行處理。操作安排自身應(yīng)具有機械五防的要求，確保安排的正常動作。
2.3互感器互感器是用來給環(huán)網(wǎng)柜的保護設(shè)備供應(yīng)電流、電壓信號，然后完結(jié)繼電保護功用，電壓互感器能夠為環(huán)網(wǎng)柜的控制回路供應(yīng)操作電源。本方案選用的互感器為組合式光電互感器，具有體積小、重量輕、抗干擾功用好等利益，有利于環(huán)網(wǎng)柜測量精度的前進。該互感器還配備防開路保護模塊，運用一體化規(guī)劃，確保光電式互感器在發(fā)生毛病時不會感應(yīng)出高電壓，使人身和設(shè)備免受損害，最大極限地前進設(shè)備運用的安全性。
2.4集中式智能控制器本方案提出的集中式智能控制器，是集數(shù)據(jù)搜集與監(jiān)控（SCADA）功用、繼電保護、毛病檢測、長途控制、饋線自動化于一體的智能配電終端?？刂破髂軌蚩煽康膶Νh(huán)網(wǎng)柜進行監(jiān)控，一同會協(xié)作配電子站、主站完結(jié)配電線路的正常監(jiān)控和毛病辨認、隔絕和非毛病區(qū)段恢復(fù)供電，完結(jié)配電自動化。本方案選用的集中式智能控制器具有如下特色：（1）制器自身的體積小巧，可擴展性較好，有助于環(huán)網(wǎng)柜向小型化、智能化方向展開。（2）控制器能夠一同電流搜集互感器的保護側(cè)和測量側(cè)電流，不需求再裝備獨自的保護模塊，既能滿足對電流測量精度的要求也能滿足在毛病時可靠的動作。這樣能夠節(jié)約環(huán)網(wǎng)柜的整體空滿足環(huán)網(wǎng)柜向小型化、智能化的方向展開。（3）將環(huán)網(wǎng)柜中的一些功用模塊都整合在控制器傍邊，整個柜子會更加簡練。（4）控制器搜集的信號豐盛，保護功用全面，低氣壓事故、超溫、設(shè)備異常等都能做到保護跳閘和毛病報警。（5）整個環(huán)網(wǎng)柜的保護量會減小，操作起來更加方面，以后會完結(jié)免保護。
2.5通訊終端通訊終端將集中式智能控制器的電信號轉(zhuǎn)換為光信號，以便智能環(huán)網(wǎng)柜安全可靠的與主站／子站通訊，通訊速度快能夠完結(jié)對環(huán)網(wǎng)柜實時在線監(jiān)控以及配電網(wǎng)中毛病的快速處理。通訊終端配備以太網(wǎng)接口、GPRS／CDMA通訊接口、RS‐232／485接口，完結(jié)主站／子站的不間斷通訊。
2.6智能電源環(huán)網(wǎng)柜的操作安排、控制器、通訊終端等二次設(shè)備都需求完結(jié)不間斷供電。為了前進供電的可靠性，要求在供電電源失電時，二次回路依然會有電源，能夠繼續(xù)可靠的動作，環(huán)網(wǎng)柜中有必要具有備用電源。為了前進供電電源的可靠性本電源的規(guī)劃首要選用了如下方法：（1）環(huán)網(wǎng)柜一般選用雙進線，兩條進線互為備用給電源的充電模塊供電，當其中一條進線失電時，由繼電器將另一條進線的220V電源轉(zhuǎn)給充電模塊，確保整個柜子的二次回路繼續(xù)供電。（2）當環(huán)網(wǎng)柜的兩條進線都失電的時分，為了使二次回路繼續(xù)帶電，需求由備用電源繼續(xù)供電?，F(xiàn)在首要的備用電源是不間斷電源（UPS）和蓄電池，還有的選用超級電容供電。為了前進供電的可靠性，本電源方案選用蓄電池與超極電容相結(jié)合，兩種電源可互為備用，能夠進一步前進供電的可靠性。智能電源的方案如圖2所示。
智能電源的電源辦理模塊首要功用：
（1）充電功用。在充電電源有電時，可靠的對后備電源進行恒壓、恒流充電。
（2）保護功用。包含過流保護、過壓保護以及輸出短路保護、過放電保護。
（3）不間斷供電功用。交流電源與后備電源的控制回路彼此獨立，在一方出現(xiàn)問題時不影響二次設(shè)備的正常供電。
（4）告警功用。在充電電源失電、電池欠壓、過壓、過熱等異常情況以及電池活化時發(fā)出告警信號。
（5）電池活化功用?；罨椒軌蛟O(shè)置自動守時活化也能夠手動控制活化或遠方遙控活化。3集中式智能環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用集中式智能環(huán)網(wǎng)柜在城市小區(qū)智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，如圖3所示
圖3是通過集中式智能環(huán)網(wǎng)柜構(gòu)建的一個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，在正常作業(yè)的時分，集中式智能控制器搜集環(huán)網(wǎng)柜每個間隔信號，然后通過通訊網(wǎng)絡(luò)對配網(wǎng)主站進行通訊，采取的通訊方法有光纖、無線等。在配網(wǎng)主站能夠清楚具體的看到環(huán)網(wǎng)柜每個開關(guān)的狀況、電氣量及非電氣量信息。當在F1處發(fā)生毛病時，毛病上游處變電站A的出線斷路器K1及環(huán)網(wǎng)柜1的兩個進線K11和K12均能檢測到毛病信號，而毛病下流處的K22則檢測不到毛病信號。集中式智能控制器將搜集到的毛病信號傳輸?shù)脚渚W(wǎng)主站，配網(wǎng)主站對毛病信號進行分析和邏輯判別，毛病點肯定位于兩端信號不通35第3期魏永樂，等：集中式智能環(huán)網(wǎng)柜方案
的區(qū)段，兩端都能或許都不能檢測到毛病信號的區(qū)段則不是毛病線路，所以可快速簡略的將毛病點定位在K12和K21之間。開關(guān)K12會跳閘，開關(guān)K21堅持分閘狀況并閉鎖，將毛病區(qū)段切除。配網(wǎng)主站接收到隔絕成功信息，通過調(diào)度自動化系統(tǒng)將開關(guān)K11合閘，恢復(fù)非毛病區(qū)域供電。同理，當在F2處發(fā)生毛病時，集中式智能控制器將搜集到的毛病信號傳輸?shù)脚渚W(wǎng)主站，配網(wǎng)主站對毛病信號進行分析和邏輯判別。通過毛病點處在兩端感受到信號不通的區(qū)段的判據(jù)，將毛病定位在K22和K31之間。開關(guān)K3會跳開然后自動重合，開關(guān)K31、K22跳開后不再閉合，將毛病區(qū)段切除。配網(wǎng)主站接收到隔絕成功信息，通過調(diào)度自動化系統(tǒng)將開關(guān)K21合閘，恢復(fù)非毛病區(qū)域供電。在整個過程中，從發(fā)現(xiàn)毛病到毛病隔絕最終將非毛病區(qū)域恢復(fù)供電所需求的時刻非常的少，能夠最大極限的前進供電的可靠性，這是選用智能環(huán)網(wǎng)柜的優(yōu)越性地址
4結(jié)束語本文提出了一種只保存?zhèn)鹘y(tǒng)DTU中心單元的集中式智能環(huán)網(wǎng)柜方案，該方案優(yōu)化了環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)，剔除了環(huán)網(wǎng)柜中一些功用重復(fù)的部分；減小了環(huán)網(wǎng)柜對功用模塊的依賴性，前進了供電的可靠性；減小了環(huán)網(wǎng)柜的體積，完結(jié)了環(huán)網(wǎng)柜的小型化。
