基于农村配电网智能改造整体解决方案的研究

国网石狮市供电公司 陈 立国网福建技能培训中心 陈 群



基于农村配电网智能改造整体解决方案的研究

国网石狮市供电公司 陈 立
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【摘要】本文主要阐述农村配电网智能改造整体解决方案，采用新技术新材料新设备升级改造原有的配电设备。文中结合石狮市前埔示范台区通过采取一系列设备改造和技术提升措施，将其中、低压配电网进行全面升级改造，实现对整个改造区域的配电网“四遥”功能，打造全省领先的新型社区精品智能配电网示范工程。

【关键词】智能；远程；新技术；新材料；监控

1　项目建设内容

升级改造原有的配电设备，采用新技术新材料新设备，为实现智能配电网打下坚强的基础。一是将前埔村#1箱变通过现场改造的方式对原美式箱变进行智能化升级改造，这为旧设备的改造提供了一个很好的借鉴的案例；二是将前埔#2箱变增容更换成先进的节能型智能配变，选用具有节能型非晶合金干式变，配置智能公变终端、智能开关、智能剩余电流保护装置、智能仪表、智能电容器、变压器状态及环境变量监测装置、太阳能风机电源及新型环保涂料等技术的成套配变设备；三是将干线电缆分支箱更换为开关箱，将改造区域内架空线路进行缆化和绝缘化改造，将表箱更换为既抗腐蚀又环保美观的智能表箱，并加装低压表箱接地桩；四是将所有电表更换为智能电表，实现用电信息采集“全覆盖、全采集、全费控”；五是建成一座智能自助服务亭，外观采用防腐木，顶装太阳能板供电，采用智能门控，内装感应式LED照明灯、视频摄像头，安装自助服务终端，实现“全天候，全时段”的便民服务方式；六是建成一个5kW的并网式发电系统和两个小型独立电站系统，分别为自助缴费系统和箱变喷淋降温系统供电；七是开发智能用电信息共享终端，研制开发客户侧智能用电信息共享终端，通过载波或无线通信获取智能电表内的用电信息。

2　技术原理与特点

2.1用电信息采集系统

智能表箱内配置具有费控功能的智能电能表，选用具有远程跳闸本地合闸功能的出线开关，通过通信电缆将现场终端客户的用电信息全部采集和上传到监控系统。当用户出现预存电费余额达到限值时可自动发送短信知用户及时续费，实现用电信息采集“全覆盖、全采集、全费控”。

2.2远程测量系统

在箱式变内安装智能数显仪表、无功补偿自动控制器、无线高压设备温度传感器、无线温湿度监测装置，对高压设备、变压器的运行温度，对箱式变内的运行环境温湿度，对变压器和分支路的实时运行数据（电流、电压、有功、功率因数、电能量、无功投切容量等）进行采集；在开关箱内安装电流互感器及数据采集终端，对各分支路的实时运行数据进行采集；在箱变、开关箱、表箱内进出线电缆终端安装无线测温装置，对线路接头的实时运行温度进行采集。数据采集后通过通信光缆传输到监控系统，实现台区的“遥测”功能。

2.3远程信号监控系统

箱式变内安装监控模块，采用带通信功能的智能开关，对变压器低压侧进线开关、分支路开关、变压器网门、计量小室门、无功投切位置等状态量进行采集；对开关箱及表箱内开关的状态位置进行采集。当开关状态量发生变化时，将上传到监控系统，并可通过短信告警到指定人员手机上，实现台区的“遥信”告警功能。

2.4远程控制系统建设

箱式变采用可远方/就地控制的电动操作智能开关，安装配变监测终端，通过光纤可进行远程分合闸；开关箱及表箱采用带分励脱扣器的智能开关，通过通信光缆可接受并执行远程遥控指令，对开关进行分闸操作，实现台区的“遥控”功能。

2.5远程视频监控系统

通过安装视频监控装置，可每天24小时不间断对配

电台区、自助服务终端等重要场所进行现场监控，监控画面上传到监控系统，实现台区的“遥视”功能。

2.6剩余电流预警系统

箱式变内低压出线开关及表箱的进线开关安装具有“特波功能”的组合剩余电流动作保护器，将剩余电流数值上传到监控系统，能实时监控剩余电流情况，对剩余电流异常情况发出预警信号。当发生故障跳闸时，能自动显示故障跳闸时的参数，并能够实时上传故障信息，为运维人员快速排除故障，提供了第一手资料。

2.7新能源应用

建成一个5kW的并网式发电系统和两个小型独立电站系统，分别为自助缴费系统和箱变喷淋降温系统供电。可针对非金属壳体的特点和周围环境因地制宜，在户外温度超过传感器设定温度时，启动由太阳能供电的抽水装置将水箱中的水抽到箱变顶部进行降温，同时水通过循环装置流回水箱循环使用，对如何将新能源的应用融合进系统进行了有益的尝试。

3　效益分析

结合前埔村“三区”（居住区、工业区、耕作区）总体规划、生态环境及地理条件，通过采取一系列设备改造和技术提升措施，将前埔村的中低压配电网进行全面升级改造，实现对整个改造区域的配电网“四遥”功能；打造全省领先的新型社区（美丽乡村）精品智能配电网示范工程。

通过对该村老化的线路杆塔及线径不足的线路进行更换改造；对带电部位露裸的设备和接头，通过加装绝缘护罩等措施进行绝缘化改造；对与低压线路安全距离不足、零线搭接不规范、路灯布设不合理的路灯及线路进行整改；以彻底消除存在的电力安全隐患。

建成一座智能自助服务亭，促成四方面效益成果。一是配置一套24小时全天候的用电业务自助服务终端，实现新装、增容、杂项等用电业务自助服务功能；二是推广使用手机服务平台，为用电客户手机免费安装用电服务系统，实现客户24小时、全天候可进行电费电量查询和电费缴交；三是配合预付费用电方式的推广，建设预付费电费充值卡自动充值终端，方便客户充值续费；四是安装智能型LED广告灯箱，能实时在线播放国家相关的用电法律、法规，用电报装须知等；普及农村安全用电宣传。

通过智能共享终端开发，使用载波或无线通信获取智能电表内的用电信息。用户可通过友好的人机界面，查询实时或历史用电量、电价等信息；终端还可以对用户峰谷时段的用电情况进行对比分析，给用户提供合理安排大功率负荷用电建议。这不仅大大提高了用户对用电信息的知情权，而且还指导用户合理用电，节约电费开支；足不出户可知家庭用电情况，真正让用户享受智能电网带来的便利。

4　适用范围与条件

前埔示范台区通过引进先进的自动化等配电设备、应用光伏发电等新技术新材料、开发用户用电信息共享终端等方式，建设配电光纤通讯网，改造区域内架空线路部分缆化和绝缘化改造，完成网线的综合整治，其改造方式较为全面且具有较为突出的特点。

台区的标准化建设及部分智能化技术具备大面积推广条件，但客户侧的智能化建设由于采用光纤到户方式，前期投入资金较大，客户侧的智能化改造暂适用于新建成且户变关系清晰的新型社区。

5　推广建议

前埔示范台区按照标准化设计、使用标准化材料、实施标准化施工，并采用智能化技术，符合“布局合理、设备先进、适度超前”原则，满足低压台区和线路标准化建设的探索与应用，结合石狮市全域城镇化建设、“美丽乡村”建设，按前述适用条件，台区的标准化建设及部分智能化技术可进行全面推广，台区的客户侧智能化建设建议对具备条件的台区适时采用。

参考文献

[1]周滢露,余华兴,贺丽君.农村配电网智能化改造的可行性分析[J].电工技术,2011(4).

[2]韩河龙.关于农村电网智能化改造问题探讨[J].科技创新与应用,2012(22).

[3]范建春.农村地区配电网无功优化智能技术探析[J].电子技术与软件工程,2014(12).

[4]林森,等.县城电网的智能电网改造研究[J].电子世界,2012(19):65-67.

陈立（1967-），男，福建厦门人，大学本科，工程师，研究方向：配网自动化。

作者简介：