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一二次融合環(huán)網(wǎng)箱在配電自動化的運用價值

長期以來，配電設(shè)備生產(chǎn)廠家劃分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大陣營，電網(wǎng)公司收購過程中也經(jīng)常向不同的廠商別離收購一次設(shè)備和二次設(shè)備，然后在設(shè)備環(huán)節(jié)中組合運用，但因此存在不少問題：如一二次設(shè)備接口不匹配，兼容性、擴展性、互換性差，成套設(shè)備設(shè)備繁瑣；缺少一二次設(shè)備聯(lián)動測試機制，發(fā)生遙信抖動、設(shè)備凝露現(xiàn)象，無法滿足線損核算需求等；一二次設(shè)備廠商責(zé)任糾紛，呈現(xiàn)毛病互相推諉等。此外，在配電自動化建設(shè)中，傳統(tǒng)成套設(shè)備較多采用了電磁式互感器用于測量和取電，但是電磁式互感器因其本身特性，易呈現(xiàn)電壓/電流互感器二次側(cè)存在短路/開路安全隱患、取電PT鐵磁諧振和易被雷擊損壞等問題，對成套設(shè)備運轉(zhuǎn)壽數(shù)及穩(wěn)定性發(fā)生不利影響。為了解決上述在配電網(wǎng)規(guī)?；ㄔO(shè)改造中增量設(shè)備配電自動化覆蓋以及一二次設(shè)備不匹配等問題，一起完成同期線損辦理方針，國家電網(wǎng)于2016年提出《配電設(shè)備一二次融合環(huán)網(wǎng)箱計劃》。一二次交融相關(guān)技能的研討、規(guī)范化作業(yè)的推動、溝通傳感器的運用，是配電設(shè)備規(guī)范化、設(shè)備小型化、設(shè)備集成化與運維智能化的必經(jīng)之路。

一二次融合環(huán)網(wǎng)箱展開現(xiàn)狀

近年來，配電網(wǎng)一二次交融智能柱上開關(guān)的相關(guān)技能已相對成熟，包含溝通傳感器技能、固封極柱技能、操控終端技能等技能經(jīng)過數(shù)年來的研討與展開，在多個省、市和地區(qū)較大規(guī)模試點運用已獲得了顯著作用在運用范圍內(nèi)，有效提高了配電自動化作用，在保證短路毛病研判準確性的基礎(chǔ)上，顯著提高單相接地毛病研判的準確率，并具有線損數(shù)據(jù)收集、毛病錄波等功用，在支撐線損精益化辦理、就地毛病快速處置和智能化運維等方面都獲得了較明顯的成效。

在運轉(zhuǎn)數(shù)量方面，據(jù)EPTC配電網(wǎng)設(shè)備調(diào)研陳述核算：2019年國網(wǎng)一二次交融斷路器的收購數(shù)量為8萬套以上，已超過了傳統(tǒng)柱上斷路器5萬余套的數(shù)量，一二次交融斷路器的收購數(shù)量正在穩(wěn)步提高。跟著一二次交融成套設(shè)備運轉(zhuǎn)經(jīng)歷的堆集，將關(guān)于設(shè)備品質(zhì)、新技能運用、運維辦理方面的提高，提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

規(guī)范化方面，由職業(yè)內(nèi)資深專家和業(yè)內(nèi)較有影響力的廠家組成的專委會對此也十分重視，安排一二次融合環(huán)網(wǎng)箱相關(guān)的規(guī)范的編制作業(yè)，并已獲得一定效果。其間《配電網(wǎng)10kV及20kV溝通傳感器技能條件》、《12kV智能配電柱上開關(guān)通用技能條件》、《12kV配電智能柱上開關(guān)實驗技能規(guī)范》等集體規(guī)范已發(fā)布并開始施行，這些規(guī)范結(jié)合一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的現(xiàn)狀，關(guān)于成套設(shè)備采用的溝通傳感器、整體的技能條件、實驗技能規(guī)范等做了規(guī)范要求，對一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的規(guī)范化作業(yè)具有指導(dǎo)意義。一二次交融智能真空斷路器如圖1所示。

一二次融合環(huán)網(wǎng)箱展開的研討方向

經(jīng)過對一二次交融極柱的研討，將成套設(shè)備的各個功用模塊的高度集成化，將高精度溝通傳感器、取電模塊、真空滅弧室一體化固封在開關(guān)本體的極柱內(nèi)，集成滅弧、電壓電流信號收集、取電于一體，完成一二次深度交融。溝通傳感器的選用，使成套設(shè)備具有更高的采樣精度和頻度，由此完成對配電網(wǎng)運轉(zhuǎn)狀況更多參數(shù)、更為準確的監(jiān)測，為設(shè)備的物聯(lián)化打下堅實的基礎(chǔ)。配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

以一二次融智能柱上開關(guān)為例，開關(guān)本體在交融了傳感器后，成為“端層”的狀況感知和執(zhí)行操控主體的終端單元，在饋線終端側(cè)完成“邊層”的邊緣核算，完成數(shù)據(jù)的匯集、收拾和核算，經(jīng)過光纖或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至平臺層，完成配網(wǎng)運轉(zhuǎn)毛病分析、設(shè)備運維和辦理的方針。將感知能力和互聯(lián)、互通、互操作等功用賦予配電開關(guān)設(shè)備，樹立分布式智能協(xié)作的配電物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，完成對配電網(wǎng)的全方位感知、數(shù)據(jù)交融核算和智能運用。

在交融技能提高、傳感器功用提高、功用明顯增加的情況下，保證成套設(shè)備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)也是一項重要作業(yè)。功用、功用的提高，也就意味著相對能耗的增加，所以還需求從取能技能和低功耗規(guī)劃這兩方面研討，在供能與功耗之間達到平衡點。

跟著取能技能的展開，取能單元從原有的電磁式PT取電，逐步向電容取電的辦法改變。取能單元的集成辦法也呈現(xiàn)了從外置獨立設(shè)備，到在本體外部固定，進而向交融在本體極柱中的趨勢演變，但因此發(fā)生的局部放電尤其要重點重視，在對應(yīng)的實驗電壓下保證局放值在限制范圍內(nèi)。目前針對一二次交融成套設(shè)備取電設(shè)備的特殊性，相關(guān)規(guī)范化作業(yè)也正在穩(wěn)步展開中，將對其運用條件、技能要求、結(jié)構(gòu)要求、實驗檢測等方面進行規(guī)范。

在低功耗技能方面，由于一次設(shè)備與二次設(shè)備的交融程度越來越高，因體積和空間的限制，取電功率一般只能在1W至15W左右，下降整機功耗將是一個提高運轉(zhuǎn)壽數(shù)的有效途徑，下降功耗的辦法包含：采用低功耗系統(tǒng)的電源電路和低功耗微操控器電路規(guī)劃及低功耗優(yōu)化算法。運用低功耗、高轉(zhuǎn)換效率的DC/DC升降壓穩(wěn)壓電路，經(jīng)過將CPU實時調(diào)度辦法與主流的節(jié)能技能手段相結(jié)合，進行系統(tǒng)級的低功耗優(yōu)化，然后進一步下降配電終端的功耗。

以前關(guān)于一二次交融智能柱上開關(guān)在實驗方面的要求，一般都參閱高壓開關(guān)及配電終端各自的實驗規(guī)范，但沒有完善的成套設(shè)備規(guī)范，給成套設(shè)備的檢驗與整體的技能展開帶來局限性。在2019年，我國電工技能學(xué)會發(fā)布了《12kV配電智能柱上開關(guān)實驗技能規(guī)范》集體規(guī)范，填補了這項空白。該實驗技能規(guī)范相比于傳統(tǒng)愈加適應(yīng)配電一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的展開和用戶的最新要求，關(guān)于保證和提高12kV配電智能柱上開關(guān)的技能功用、豐富和完善其功用具有指導(dǎo)意義。規(guī)范中對成套設(shè)備的功用及準確度實驗、單相接地毛病實驗等項目的監(jiān)測辦法給出了參閱意見，在實踐實驗運用中，需求相關(guān)檢測機構(gòu)、設(shè)備廠家對各項實驗的檢測辦法、技能要求進行驗證，在經(jīng)過實驗驗證設(shè)備功用和功用的一起，對實驗辦法、條件等內(nèi)容進行優(yōu)化，使之愈加完善。

為了適應(yīng)配電網(wǎng)“數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化”展開的需求，需以剛強靈敏的配電一次網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以一二次交融成套設(shè)備的規(guī)范化、精益化、智能化為手段，加強自動化配備的運用，健全完善中低壓配電網(wǎng)的智能感知系統(tǒng)，完成配電設(shè)備狀況的全面感知、在線監(jiān)測、主動預(yù)警和智能研判。

根據(jù)配電規(guī)范化、精益化、智能化的展開趨勢，一二次交融成套設(shè)備在中壓配電網(wǎng)規(guī)模將逐步提高，逐步全面啟用饋線自動化功用，將饋線自動化與配網(wǎng)分級維護相結(jié)合，最小化的快速隔離毛病區(qū)。利用一二次深度交融技能展開，交融收集、通訊、操控等功用，并結(jié)合智能型就地饋線自動化技能，將完成設(shè)備的廣泛互聯(lián)、狀況的全面感知、決策的快速智能、運維的高效便捷。