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發布時間：2021-09-03 10:47:25
環網供電技術日益成熟，而環網柜以其體積小、結構緊湊、設備便當、保護簡略、安全可靠、便當供電等諸多利益而被廣泛應用，隨著電力工業的快速展開及智能配電網的制作，對供電質量和可靠性的要求不斷前進。環網柜要求小型化、智能化、網絡化，具有配網自動化的功用。現在國內外大部分的做法是使用現有的產品，在一般環網柜的基礎上裝備電流互感器、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，能夠使環網柜具有測控與保護功用，完結環網柜基礎智能化。
傳統DTU的架構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，在設備及保護上不便當；（2）造成環網柜對DTU的依賴性增強，如現在許多環網柜運用的是DTU自帶后備電源，如果DTU出現毛病，簡略造成環網柜整個二次控制回路掉電，不利于前進供電的可靠性；（3）環網柜里一些模塊的功用重復，如一些環網柜在配備DTU的一同還在每個環網柜間隔上配備看門狗設備，功用重復太多，不利于設備整體功用及功用的優化；（4）環網柜整體結構遠沒有到達志向的架構，各功用模塊之間的協作沒有完結優化組合。針對以上問題，提出一種新型集中式智能環網柜方案。首先對環網柜本體進行小型化改造，其次對環網柜的操作安排、集中式智能控制器、智能電源等作了智能化處理，最終對環網柜通訊模塊進行改造，完結環網柜的不間斷通訊。
1集中式智能環網柜總體方案智能環網柜是使用現代的電力電子、自動化控制、傳感測量等技術將10kV負荷開關柜、斷路器柜、熔斷器柜、互感器與保護設備、通訊設備、計量外表等模塊組合在一同，完結電網一次設備與二次設備的出色結合。集中式智能環網柜整體結構如圖1所示。
集中式智能環網柜首要包含環網柜本體、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充電和供應環網柜各回路電流電壓信號。電源系統能夠給環網柜各回路供應操作電源，并配備了后備電源，在環網柜進線失電時能夠繼續供應作業電源。方案中選用的集中式智能控制器，設備便當、體積小巧，和傳統DTU的中心單元適當，能夠很好的監測環網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，由通訊終端完結環網柜對外通訊，完結環網柜的配網自動化功用。
2集中式環網柜的構成
2.1環網柜本體環網柜的本體結構分為氣箱、操作安排室、電纜室和母線連接室（部分柜有）。本方案中環網柜本體選用上斷路器下負荷開關的形式。斷路器具有體積小、重量輕、適于頻繁操作、滅弧能力強、機械壽數及電氣壽數長等利益；負荷開關選用三工位、真空滅弧的開關本體，具有全絕緣、斷口可視、可防內燃弧等利益。充當隔絕開關運用，供應一個明顯的斷點，便當保護與檢修。整組柜子選用共箱式結構，開關設備和硬母線密閉在同一個金屬封閉外殼內，一般選用SF6作為滅弧介質和絕緣介質，環網柜整體上具有可靠的安全性、優異的開關動作，結構緊湊及免保護等特色。
2.2操作安排環網柜的操作安排能夠對環網柜的開關本體進行操作，然后完結環網柜的合分閘動作，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動來完結的。環網柜操作安排的可靠性是確保環網柜供電可靠性的條件，從前的操作安排過于簡略，只是單純的完結合分閘動作，但是智能環網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“五防聯鎖”閉鎖條件時，控制設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網柜的保護設備供應電流、電壓信號，然后完結繼電保護功用，電壓互感器能夠為環網柜的控制回路供應操作電源。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，有利于環網柜測量精度的前進。該互感器還配備防開路保護模塊，運用一體化規劃，確保光電式互感器在發生毛病時不會感應出高電壓，使人身和設備免受損害，最大極限地前進設備運用的安全性。
2.4集中式智能控制器本方案提出的集中式智能控制器，是集數據搜集與監控（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。控制器能夠可靠的對環網柜進行監控，一同會協作配電子站、主站完結配電線路的正常監控和毛病辨認、隔絕和非毛病區段恢復供電，完結配電自動化。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，有助于環網柜向小型化、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和測量側電流，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。這樣能夠節約環網柜的整體空滿足環網柜向小型化、智能化的方向展開。（3）將環網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、設備異常等都能做到保護跳閘和毛病報警。（5）整個環網柜的保護量會減小，操作起來更加方面，以后會完結免保護。
2.5通訊終端通訊終端將集中式智能控制器的電信號轉換為光信號，以便智能環網柜安全可靠的與主站／子站通訊，通訊速度快能夠完結對環網柜實時在線監控以及配電網中毛病的快速處理。通訊終端配備以太網接口、GPRS／CDMA通訊接口、RS‐232／485接口，完結主站／子站的不間斷通訊。
2.6智能電源環網柜的操作安排、控制器、通訊終端等二次設備都需求完結不間斷供電。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，能夠繼續可靠的動作，環網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劃首要選用了如下方法：（1）環網柜一般選用雙進線，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電源轉給充電模塊，確保整個柜子的二次回路繼續供電。（2）當環網柜的兩條進線都失電的時分，為了使二次回路繼續帶電，需求由備用電源繼續供電。現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，在一方出現問題時不影響二次設備的正常供電。
（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出告警信號。
（5）電池活化功用。活化方法能夠設置自動守時活化也能夠手動控制活化或遠方遙控活化。3集中式智能環網柜的應用集中式智能環網柜在城市小區智能配電系統中的應用，如圖3所示
圖3是通過集中式智能環網柜構建的一個配網自動化系統，在正常作業的時分，集中式智能控制器搜集環網柜每個間隔信號，然后通過通訊網絡對配網主站進行通訊，采取的通訊方法有光纖、無線等。在配網主站能夠清楚具體的看到環網柜每個開關的狀況、電氣量及非電氣量信息。當在F1處發生毛病時，毛病上游處變電站A的出線斷路器K1及環網柜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到配網主站，配網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：集中式智能環網柜方案
的區段，兩端都能或許都不能檢測到毛病信號的區段則不是毛病線路，所以可快速簡略的將毛病點定位在K12和K21之間。開關K12會跳閘，開關K21堅持分閘狀況并閉鎖，將毛病區段切除。配網主站接收到隔絕成功信息，通過調度自動化系統將開關K11合閘，恢復非毛病區域供電。同理，當在F2處發生毛病時，集中式智能控制器將搜集到的毛病信號傳輸到配網主站，配網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段的判據，將毛病定位在K22和K31之間。開關K3會跳開然后自動重合，開關K31、K22跳開后不再閉合，將毛病區段切除。配網主站接收到隔絕成功信息，通過調度自動化系統將開關K21合閘，恢復非毛病區域供電。在整個過程中，從發現毛病到毛病隔絕最終將非毛病區域恢復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，這是選用智能環網柜的優越性地址
4結束語本文提出了一種只保存傳統DTU中心單元的集中式智能環網柜方案，該方案優化了環網柜結構，剔除了環網柜中一些功用重復的部分；減小了環網柜對功用模塊的依賴性，前進了供電的可靠性；減小了環網柜的體積，完結了環網柜的小型化。
