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一二次融合環(huán)網箱在配電自動化的運用價值

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

一二次融合環(huán)網箱展開現狀

近年來，配電網一二次交融智能柱上開關的相關技能已相對成熟，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過數年來的研討與展開，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，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上，顯著提高單相接地毛病研判的準確率，并具有線損數據收集、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。

在運轉數量方面，據EPTC配電網設備調研陳述核算：2019年國網一二次交融斷路器的收購數量為8萬套以上，已超過了傳統(tǒng)柱上斷路器5萬余套的數量，一二次交融斷路器的收購數量正在穩(wěn)步提高。跟著一二次交融成套設備運轉經歷的堆集，將關于設備品質、新技能運用、運維辦理方面的提高，提供有效的數據支撐。

規(guī)范化方面，由職業(yè)內資深專家和業(yè)內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)網箱相關的規(guī)范的編制作業(yè)，并已獲得一定效果。其間《配電網10kV及20kV溝通傳感器技能條件》、《12kV智能配電柱上開關通用技能條件》、《12kV配電智能柱上開關實驗技能規(guī)范》等集體規(guī)范已發(fā)布并開始施行，這些規(guī)范結合一二次融合環(huán)網箱的現狀，關于成套設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)網箱的規(guī)范化作業(yè)具有指導意義。一二次交融智能真空斷路器如圖1所示。

一二次融合環(huán)網箱展開的研討方向

經過對一二次交融極柱的研討，將成套設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本體的極柱內，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，使成套設備具有更高的采樣精度和頻度，由此完成對配電網運轉狀況更多參數、更為準確的監(jiān)測，為設備的物聯化打下堅實的基礎。配電物聯網架構如圖2所示。

圖2配電物聯網架構

以一二次融智能柱上開關為例，開關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，在饋線終端側完成“邊層”的邊緣核算，完成數據的匯集、收拾和核算，經過光纖或無線網絡發(fā)送至平臺層，完成配網運轉毛病分析、設備運維和辦理的方針。將感知能力和互聯、互通、互操作等功用賦予配電開關設備，樹立分布式智能協(xié)作的配電物聯網系統(tǒng)，完成對配電網的全方位感知、數據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，保證成套設備的穩(wěn)定運轉也是一項重要作業(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了從外置獨立設備，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，在對應的實驗電壓下保證局放值在限制范圍內。目前針對一二次交融成套設備取電設備的特殊性，相關規(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、結構要求、實驗檢測等方面進行規(guī)范。

在低功耗技能方面，由于一次設備與二次設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壽數的有效途徑，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、高轉換效率的DC/DC升降壓穩(wěn)壓電路，經過將CPU實時調度辦法與主流的節(jié)能技能手段相結合，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。

以前關于一二次交融智能柱上開關在實驗方面的要求，一般都參閱高壓開關及配電終端各自的實驗規(guī)范，但沒有完善的成套設備規(guī)范，給成套設備的檢驗與整體的技能展開帶來局限性。在2019年，我國電工技能學會發(fā)布了《12kV配電智能柱上開關實驗技能規(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)愈加適應配電一二次融合環(huán)網箱的展開和用戶的最新要求，關于保證和提高12kV配電智能柱上開關的技能功用、豐富和完善其功用具有指導意義。規(guī)范中對成套設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，需求相關檢測機構、設備廠家對各項實驗的檢測辦法、技能要求進行驗證，在經過實驗驗證設備功用和功用的一起，對實驗辦法、條件等內容進行優(yōu)化，使之愈加完善。

為了適應配電網“數字化、智能化、網絡化”展開的需求，需以剛強靈敏的配電一次網架為基礎，以一二次交融成套設備的規(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的智能感知系統(tǒng)，完成配電設備狀況的全面感知、在線監(jiān)測、主動預警和智能研判。

根據配電規(guī)范化、精益化、智能化的展開趨勢，一二次交融成套設備在中壓配電網規(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分級維護相結合，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，并結合智能型就地饋線自動化技能，將完成設備的廣泛互聯、狀況的全面感知、決策的快速智能、運維的高效便捷。