数字化技术在供配电发展中的应用

郑依

摘 要：本站的高低压供配电系统是2003年投入使用，随着通信和信息技术及数字化技术的应用，越来越严格的安全运行要求，对供配电运行的可靠性和电能的质量提出了新的要求。对此中心决定对本站的高低壓供配电系统进行更新改造。改造后的供配电系统可承担内重要设备运行、办公、生活用电等总计近1000KVA庞大负荷的用电保障。提高供配电设备运行的安全性、可靠性。

关键词：配电系统；智能化；四遥监控

前言

由于本站的配电已用十年有余，各种开关与线路存在老化、漏电、卡死等现象，对用电运行带来隐患。同时容量、母联、设备集成化、监控等都要进一步适应新环境供配电的需要。加之数字化技术应用方面在供配电发展。对此作者用一些个人的想法。这里阐明各种系统对整个高低配电的作用，并简单介绍了设想后整个系统的智能化基本流程。文章通过对该系统设想力求对系统改造有更好的帮助。

1 旧配电系统存在的问题

目前本站高、低供电系统存在最大问题就是：高、低压供电设备陈旧老化，特别是低压进线总开关和母联柜开关无法自动切换、部分开关及母联不能独立检修加上整个系统缺少运行参数监测接口，无法进行“四遥”等问题，已经难以满足总局对本站越来越严格的安全运行要求。其现行主要表现在2012年进行的“电气设备预防性专项试验”中，发现当变压器发生相间短路时，可能不是三相同时熔断，设备上没有保护装置，仍然带有电压，设备将存在安全隐患；发现“低压进线开关”、“低压母联开关”等设备的机械部分已开始老化、变形严重，给操作与维护带来极大困难；并且在试验维护“低压母联开关”过程中，无论何情况出现两路同时跳闸的现象；变压器容量经常满负等已严重威胁供配电安全，存在极大隐患。为了从根本上解决这些问题，作者认为对高、低压供电系统要进行升级改造。（如图1）

2 新配电系统的一些设想

新高压设备设想采用测控一体化智能环网柜。可以是新一代智能型真空环网开关柜。不但用于三相交流10kV配电线路的环网，而且通过配置不同类别的监控终端设备，实现具备就地故障处理功能的线路自动化及满足监控要求，实现配网自动化。具有控制整个电路的接通或断开，可提高供电参数和性能以及供电安全，加上体积小、重量轻、噪声小、无可燃物、维护工作量少等突出优点。在各方面都具有明显的优势，操作起来安全系数也要明显提高。希望改造后二路高压柜可互控、互锁提高高压柜自动化程度。实现“遥测、遥信、遥控”功能。

新配电系统作者希望采用低压进线开关与低压母联开关相结合。主要目的是为了增加供电可靠性，平时一般是断开的。如果一条线路故障，低压进线开关与低压母联开关相互作用就能用另一台变压器继续供电给关键负荷。同时增加“遥测、遥信、遥控、遥调”功能；对输入开关量采用光电隔离，输出采用光电、开关双重隔离。希望改造后母联开关系统可以根据用电的实际情况，对有故障或超荷线路进行手自动远程切换。这样就能保证本站的高低压供配电系统正常运行。符合总局对我们的要求。

旧配电系统中的仪表采用了是指针式来显示。新配电系统中希望采用可视度高的LED或LCD的数显电力显示仪表。能采集测量参数和电网系统的运行信息，并带有编程按键，具有很强的灵活性，可现场对三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等能实现显示切换、仪表参数编程设置。具备安装方便、接线简单、维护方便、工程量小现场可编程设置输入参数的特点，能够完成业界不同PLC、工业控制计算机通讯软件的组网。希望改造后的仪表使用方便，显示明显，数据准确，维护简单。（如图2）

3 新配电系统的智能化设想

随着变电站智能配电综合自动化技术在电网中的广泛应用，变电站的值班方式由就地监控转变为远方集中监控。随着电网监控中心的管辖范围和信息量不断加大，监控系统的遥测、遥信、遥控、遥调（以下简称“四遥”）信息也成为变电运行值班员监控设备运行状况的较好手段。智能配电网其特点：更高的供电可靠性；更高的电能质量；支持DER的大量接入；支持与用户的互动；提高电网资产利用率；能够对配电网及其设备进行可视化管理；实现配网设备管理、生产管理的自动化、信息化，自动化系统高度集成、深度融合。

本站设想新配电智能综合系统望能分为两大部分，分别是硬件部分和软件部分。

3.1 硬件部分

硬件电路主要由变压模块、进线模块、稳压模块、负载模块、母联模块、市备电源切换模块等几部分组成，主要实现对播出机房、雷迪森以及其他需供电装置的监控、实时供电或断开供电的功能。首先是有两路10kV的高压，分别从花港线和求是线通过高压进线模块进入两个干式变压器，经过变压后，分别输出0.4kV的低电压，紧接着分别进入两个低压进线模块。该模块主要功能是对电路是否断电进行识别、跳闸。可通过辅助结构通知母联系统，以及远程监控功能，然后通过低功率因素校正装置对电路进行电容补偿，最后将电能供给负载。当两路进线其中一路断电时，母联模块就会自动将停电线路的负荷转移到有电的线路上，以保证两路负荷都能得到供电。当两路进线同时断电时市备电源切换模块工作，保证本站机房用电。

3.2 软件部分

智能电力监控系统。是由智能测控装置、网络设备及计算机设备等互联布局而成。系统因项目规模不同、功能性能不同、重要程度不同、用户投资水平不同，可采取不同的拓扑结构。但是无论采取何种拓扑结构都是采用了“站控管理层——网络通讯层——现场设备层”的分层分布式设计思想。这种分层设计，符合当前通讯体系设计实现的标准，在每层都能相对地完成监视控制功能，即可以实现远方的监视控制，也能够在上层故障时不影响本层和下一层的功能。

通过它与智能仪表的通讯和数据交换，可以获得现场设备的运行状态和遥测信息，用计算机对现场设备进行远程遥控操作。同时系统可通过现场总线对本站各条线路进出线等所有电气量实时采集各开关、保护动作状态、事故信号、控制回路断线和交、直流电源状态的监视及脉冲电度的实时采集的模拟量，进行有效性检查及相应分析；对控制开关（如开、合、故障）以及其它自动装置的状态和动作情况进行相应的处理，并发生状态变位时给出相应的声光语音报警、弹出相应画面并作出相应的动作记录。

3.3 智能电力监控操作

监控平台带来的直接好处是值班人员通过位于控制桌上的监控PC显示屏，可即时察看各开关的运行参数，实时掌控本站供配电系统运行状况。另外，由于监控平台对各开关电参数量进行了全程录制（系统带有功能强大的报表功能，可以方便灵活地管理电量数据），便于本站配电故障处理时进行分析，对故障排查是十分有益的。

4 结束语

供配电系统是安全运行的重要必备基础，本站高低压配电系统的设想是要其有具备自动化、智能化保障负荷供电的能力的，可调控一体化的智能配电网。同时根据建立的电能计量体系，可以了解、分析总体能耗，提供降耗依据，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。想通过自己的想法，完善将来的改造。使本站的安全运行能力得到很大程度的提高。