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發(fā)布時(shí)間：2021-03-12 10:19:23
一二次融合環(huán)網(wǎng)箱在配電自動化的應(yīng)用價(jià)值
長期以來相對較高，配電設(shè)備生產(chǎn)廠家劃分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大陣營資源配置，電網(wǎng)公司采購過程中也經(jīng)常向不同的廠商分別采購一次設(shè)備和二次設(shè)備，然后在安裝環(huán)節(jié)中組合使用姿勢，但因此存在不少問題：如一二次設(shè)備接口不匹配相互融合，兼容性首要任務、擴(kuò)展性綠色化、互換性差，成套設(shè)備安裝繁瑣發展；缺乏一二次設(shè)備聯(lián)動測試機(jī)制保持穩定，發(fā)生遙信抖動、設(shè)備凝露現(xiàn)象面向，無法滿足線損計(jì)算需求等支撐作用；一二次設(shè)備廠商責(zé)任糾紛，出現(xiàn)故障互相推諉等建設項目。此外最為突出，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自動化，但是電磁式互感器因其本身特性提升，易出現(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不折不扣，對成套設(shè)備運(yùn)行壽命及穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響支撐能力。為了解決上述在配電網(wǎng)規(guī)模化建設(shè)改造中增量設(shè)備配電自動化覆蓋以及一二次設(shè)備不匹配等問題高效利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)同期線損管理目標(biāo)特征更加明顯，國家電網(wǎng)于2016年提出《配電設(shè)備一二次融合環(huán)網(wǎng)箱方案》估算。一二次融合相關(guān)技術(shù)的研究、標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)的可能性、交流傳感器的應(yīng)用不要畏懼，是配電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備小型化問題、裝置集成化與運(yùn)維智能化的必經(jīng)之路大大縮短。
一二次融合環(huán)網(wǎng)箱發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，配電網(wǎng)一二次融合智能柱上開關(guān)的相關(guān)技術(shù)已相對成熟緊密相關，包括交流傳感器技術(shù)更默契了、固封極柱技術(shù)、控制終端技術(shù)等技術(shù)經(jīng)過數(shù)年來的研究與發(fā)展培訓，在多個(gè)省不合理波動、市和地區(qū)較大規(guī)模試點(diǎn)應(yīng)用已取得了顯著效果在應(yīng)用范圍內(nèi)，有效提升了配電自動化效果重要工具，在保證短路故障研判準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上積極拓展新的領域，顯著提升單相接地故障研判的準(zhǔn)確率，并具備線損數(shù)據(jù)采集更優質、故障錄波等功能相對開放，在支撐線損精益化管理、就地故障快速處置和智能化運(yùn)維等方面都取得了較明顯的成效脫穎而出。
在運(yùn)行數(shù)量方面拓展應用，據(jù)EPTC配電網(wǎng)設(shè)備調(diào)研報(bào)告統(tǒng)計(jì)：2019年國網(wǎng)一二次融合斷路器的采購數(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)量結構，一二次融合斷路器的采購數(shù)量正在穩(wěn)步提升管理。隨著一二次融合成套設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，將對于設(shè)備品質(zhì)能力建設、新技術(shù)應(yīng)用模樣、運(yùn)維管理方面的提升，提供有效的數(shù)據(jù)支持表現明顯更佳。
標(biāo)準(zhǔn)化方面狀態，由行業(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，組織一二次融合環(huán)網(wǎng)箱相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的編制工作指導，并已取得一定成果廣泛認同。其中《配電網(wǎng)10kV及20kV交流傳感器技術(shù)條件》、《12kV智能配電柱上開關(guān)通用技術(shù)條件》增持能力、《12kV配電智能柱上開關(guān)試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》等團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布并開始實(shí)施共同努力，這些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的現(xiàn)狀，對于成套設(shè)備采用的交流傳感器追求卓越、整體的技術(shù)條件逐漸完善、試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范等做了規(guī)范要求參與能力，對一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的標(biāo)準(zhǔn)化工作具有指導(dǎo)意義。一二次融合智能真空斷路器如圖1所示是目前主流。
一二次融合環(huán)網(wǎng)箱發(fā)展的研究方向
通過對一二次融合極柱的研究充分發揮，將成套設(shè)備的各個(gè)功能模塊的高度集成化，將高精度交流傳感器充分發揮、取電模塊選擇適用、真空滅弧室一體化固封在開關(guān)本體的極柱內(nèi)，集成滅弧設計、電壓電流信號采集業務指導、取電于一體，實(shí)現(xiàn)一二次深度融合就此掀開。交流傳感器的選用長足發展，使成套設(shè)備具備更高的采樣精度和頻度，由此實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)運(yùn)行狀況更多參數(shù)穩步前行、更為精確的監(jiān)測結構不合理，為設(shè)備的物聯(lián)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示逐步改善。
圖2配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
以一二次融智能柱上開關(guān)為例意見征詢，開關(guān)本體在融合了傳感器后，成為“端層”的狀態(tài)感知和執(zhí)行控制主體的終端單元大大提高，在饋線終端側(cè)實(shí)現(xiàn)“邊層”的邊緣計(jì)算的必然要求，完成數(shù)據(jù)的匯集、整理和計(jì)算有很大提升空間，通過光纖或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至平臺層提供了有力支撐，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行故障分析激發創作、設(shè)備運(yùn)維和管理的目標(biāo)前景。將感知能力和互聯(lián)、互通增幅最大、互操作等功能賦予配電開關(guān)設(shè)備共享應用，建立分布式智能協(xié)作的配電物聯(lián)網(wǎng)體系，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的全方位感知標準、數(shù)據(jù)融合計(jì)算和智能應(yīng)用示範推廣。
在融合技術(shù)提升、傳感器性能提升即將展開、功能明顯增加的情況下大幅增加，保證成套設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行也是一項(xiàng)重要工作。性能傳承、功能的提升等特點，也就意味著相對能耗的增加建言直達，所以還需要從取能技術(shù)和低功耗設(shè)計(jì)這兩方面研究，在供能與功耗之間達(dá)到平衡點(diǎn)將進一步。
隨著取能技術(shù)的發(fā)展充分發揮，取能單元從原有的電磁式PT取電，逐漸向電容取電的方式改變成就。取能單元的集成方式也出現(xiàn)了從外置獨(dú)立安裝重要方式，到在本體外部固定，進(jìn)而向融合在本體極柱中的趨勢演變系統，但因此產(chǎn)生的局部放電尤其要重點(diǎn)關(guān)注非常重要，在對應(yīng)的試驗(yàn)電壓下確保局放值在限定范圍內(nèi)。目前針對一二次融合成套設(shè)備取電裝置的特殊性空間廣闊，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作也正在穩(wěn)步開展中高品質，將對其使用條件、技術(shù)要求支撐能力、結(jié)構(gòu)要求資源優勢、試驗(yàn)檢測等方面進(jìn)行規(guī)范。
在低功耗技術(shù)方面特征更加明顯，由于一次設(shè)備與二次設(shè)備的融合程度越來越高估算，因體積和空間的限制，取電功率一般只能在1W至15W左右方便，降低整機(jī)功耗將是一個(gè)提升運(yùn)行壽命的有效途徑基礎上，降低功耗的方法包括：采用低功耗系統(tǒng)的電源電路和低功耗微控制器電路設(shè)計(jì)及低功耗優(yōu)化算法。使用低功耗應用領域、高轉(zhuǎn)換效率的DC/DC升降壓穩(wěn)壓電路保持競爭優勢，通過將CPU實(shí)時(shí)調(diào)度方法與主流的節(jié)能技術(shù)手段相結(jié)合，進(jìn)行系統(tǒng)級的低功耗優(yōu)化發展機遇，從而進(jìn)一步降低配電終端的功耗長效機製。
以前對于一二次融合智能柱上開關(guān)在試驗(yàn)方面的要求，一般都參考高壓開關(guān)及配電終端各自的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)全技術方案，但沒有完善的成套設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)分享，給成套設(shè)備的檢驗(yàn)與整體的技術(shù)發(fā)展帶來局限性。在2019年信息化，中國電工技術(shù)學(xué)會發(fā)布了《12kV配電智能柱上開關(guān)試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)方式之一，填補(bǔ)了這項(xiàng)空白。該試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范相比于傳統(tǒng)更加適應(yīng)配電一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的發(fā)展和用戶的最新要求新型儲能，對于確保和提升12kV配電智能柱上開關(guān)的技術(shù)性能創新能力、豐富和完善其功能具有指導(dǎo)意義。標(biāo)準(zhǔn)中對成套設(shè)備的功能及準(zhǔn)確度試驗(yàn)、單相接地故障試驗(yàn)等項(xiàng)目的監(jiān)測方法給出了參考意見求得平衡，在實(shí)際試驗(yàn)應(yīng)用中好宣講，需要相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)、設(shè)備廠家對各項(xiàng)試驗(yàn)的檢測方法領先水平、技術(shù)要求進(jìn)行驗(yàn)證，在通過試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)備性能和功能的同時(shí)，對試驗(yàn)方法戰略布局、條件等內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化事關全面，使之更加完善。
為了適應(yīng)配電網(wǎng)“數(shù)字化狀態、智能化技術節能、網(wǎng)絡(luò)化”發(fā)展的需求，需以堅(jiān)強(qiáng)靈活的配電一次網(wǎng)架為基礎(chǔ)廣泛認同，以一二次融合成套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化國際要求、精益化、智能化為手段鍛造，加強(qiáng)自動化裝備的應(yīng)用競爭激烈，健全完善中低壓配電網(wǎng)的智能感知體系，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備狀態(tài)的全面感知工具、在線監(jiān)測智慧與合力、主動預(yù)警和智能研判。
根據(jù)配電標(biāo)準(zhǔn)化重要的角色、精益化開放要求、智能化的發(fā)展趨勢，一二次融合成套設(shè)備在中壓配電網(wǎng)規(guī)模將逐漸提升平臺建設，逐步全面啟用饋線自動化功能服務機製，將饋線自動化與配網(wǎng)分級保護(hù)相結(jié)合，最小化的快速隔離故障區(qū)使用。利用一二次深度融合技術(shù)發(fā)展大幅拓展，融合采集、通信優化程度、控制等功能積極性，并結(jié)合智能型就地饋線自動化技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)設(shè)備的廣泛互聯(lián)不斷豐富、狀態(tài)的全面感知、決策的快速智能組建、運(yùn)維的高效便捷各有優勢。
