基于農(nóng)村配電網(wǎng)智能改造整體解決方案的研究

國網(wǎng)石獅市供電公司 陳 立國網(wǎng)福建技能培訓(xùn)中心 陳 群

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基于農(nóng)村配電網(wǎng)智能改造整體解決方案的研究

國網(wǎng)石獅市供電公司 陳 立
國網(wǎng)福建技能培訓(xùn)中心 陳 群

【摘要】本文主要闡述農(nóng)村配電網(wǎng)智能改造整體解決方案，采用新技術(shù)新材料新設(shè)備升級改造原有的配電設(shè)備。文中結(jié)合石獅市前埔示范臺區(qū)通過采取一系列設(shè)備改造和技術(shù)提升措施，將其中、低壓配電網(wǎng)進(jìn)行全面升級改造，實(shí)現(xiàn)對整個改造區(qū)域的配電網(wǎng)“四遙”功能，打造全省領(lǐng)先的新型社區(qū)精品智能配電網(wǎng)示范工程。

【關(guān)鍵詞】智能；遠(yuǎn)程；新技術(shù)；新材料；監(jiān)控

1　項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

升級改造原有的配電設(shè)備，采用新技術(shù)新材料新設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)打下堅(jiān)強(qiáng)的基礎(chǔ)。一是將前埔村#1箱變通過現(xiàn)場改造的方式對原美式箱變進(jìn)行智能化升級改造，這為舊設(shè)備的改造提供了一個很好的借鑒的案例；二是將前埔#2箱變增容更換成先進(jìn)的節(jié)能型智能配變，選用具有節(jié)能型非晶合金干式變，配置智能公變終端、智能開關(guān)、智能剩余電流保護(hù)裝置、智能儀表、智能電容器、變壓器狀態(tài)及環(huán)境變量監(jiān)測裝置、太陽能風(fēng)機(jī)電源及新型環(huán)保涂料等技術(shù)的成套配變設(shè)備；三是將干線電纜分支箱更換為開關(guān)箱，將改造區(qū)域內(nèi)架空線路進(jìn)行纜化和絕緣化改造，將表箱更換為既抗腐蝕又環(huán)保美觀的智能表箱，并加裝低壓表箱接地樁；四是將所有電表更換為智能電表，實(shí)現(xiàn)用電信息采集“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”；五是建成一座智能自助服務(wù)亭，外觀采用防腐木，頂裝太陽能板供電，采用智能門控，內(nèi)裝感應(yīng)式LED照明燈、視頻攝像頭，安裝自助服務(wù)終端，實(shí)現(xiàn)“全天候，全時段”的便民服務(wù)方式；六是建成一個5kW的并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)和兩個小型獨(dú)立電站系統(tǒng)，分別為自助繳費(fèi)系統(tǒng)和箱變噴淋降溫系統(tǒng)供電；七是開發(fā)智能用電信息共享終端，研制開發(fā)客戶側(cè)智能用電信息共享終端，通過載波或無線通信獲取智能電表內(nèi)的用電信息。

2　技術(shù)原理與特點(diǎn)

2.1用電信息采集系統(tǒng)

智能表箱內(nèi)配置具有費(fèi)控功能的智能電能表，選用具有遠(yuǎn)程跳閘本地合閘功能的出線開關(guān)，通過通信電纜將現(xiàn)場終端客戶的用電信息全部采集和上傳到監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)用戶出現(xiàn)預(yù)存電費(fèi)余額達(dá)到限值時可自動發(fā)送短信知用戶及時續(xù)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)用電信息采集“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”。

2.2遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)

在箱式變內(nèi)安裝智能數(shù)顯儀表、無功補(bǔ)償自動控制器、無線高壓設(shè)備溫度傳感器、無線溫濕度監(jiān)測裝置，對高壓設(shè)備、變壓器的運(yùn)行溫度，對箱式變內(nèi)的運(yùn)行環(huán)境溫濕度，對變壓器和分支路的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)（電流、電壓、有功、功率因數(shù)、電能量、無功投切容量等）進(jìn)行采集；在開關(guān)箱內(nèi)安裝電流互感器及數(shù)據(jù)采集終端，對各分支路的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；在箱變、開關(guān)箱、表箱內(nèi)進(jìn)出線電纜終端安裝無線測溫裝置，對線路接頭的實(shí)時運(yùn)行溫度進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集后通過通信光纜傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臺區(qū)的“遙測”功能。

2.3遠(yuǎn)程信號監(jiān)控系統(tǒng)

箱式變內(nèi)安裝監(jiān)控模塊，采用帶通信功能的智能開關(guān)，對變壓器低壓側(cè)進(jìn)線開關(guān)、分支路開關(guān)、變壓器網(wǎng)門、計(jì)量小室門、無功投切位置等狀態(tài)量進(jìn)行采集；對開關(guān)箱及表箱內(nèi)開關(guān)的狀態(tài)位置進(jìn)行采集。當(dāng)開關(guān)狀態(tài)量發(fā)生變化時，將上傳到監(jiān)控系統(tǒng)，并可通過短信告警到指定人員手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)臺區(qū)的“遙信”告警功能。

2.4遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)

箱式變采用可遠(yuǎn)方/就地控制的電動操作智能開關(guān)，安裝配變監(jiān)測終端，通過光纖可進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘；開關(guān)箱及表箱采用帶分勵脫扣器的智能開關(guān)，通過通信光纜可接受并執(zhí)行遠(yuǎn)程遙控指令，對開關(guān)進(jìn)行分閘操作，實(shí)現(xiàn)臺區(qū)的“遙控”功能。

2.5遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)

通過安裝視頻監(jiān)控裝置，可每天24小時不間斷對配

電臺區(qū)、自助服務(wù)終端等重要場所進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控，監(jiān)控畫面上傳到監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臺區(qū)的“遙視”功能。

2.6剩余電流預(yù)警系統(tǒng)

箱式變內(nèi)低壓出線開關(guān)及表箱的進(jìn)線開關(guān)安裝具有“特波功能”的組合剩余電流動作保護(hù)器，將剩余電流數(shù)值上傳到監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)時監(jiān)控剩余電流情況，對剩余電流異常情況發(fā)出預(yù)警信號。當(dāng)發(fā)生故障跳閘時，能自動顯示故障跳閘時的參數(shù)，并能夠?qū)崟r上傳故障信息，為運(yùn)維人員快速排除故障，提供了第一手資料。

2.7新能源應(yīng)用

建成一個5kW的并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)和兩個小型獨(dú)立電站系統(tǒng)，分別為自助繳費(fèi)系統(tǒng)和箱變噴淋降溫系統(tǒng)供電?？舍槍Ψ墙饘贇んw的特點(diǎn)和周圍環(huán)境因地制宜，在戶外溫度超過傳感器設(shè)定溫度時，啟動由太陽能供電的抽水裝置將水箱中的水抽到箱變頂部進(jìn)行降溫，同時水通過循環(huán)裝置流回水箱循環(huán)使用，對如何將新能源的應(yīng)用融合進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了有益的嘗試。

3　效益分析

結(jié)合前埔村“三區(qū)”（居住區(qū)、工業(yè)區(qū)、耕作區(qū)）總體規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境及地理?xiàng)l件，通過采取一系列設(shè)備改造和技術(shù)提升措施，將前埔村的中低壓配電網(wǎng)進(jìn)行全面升級改造，實(shí)現(xiàn)對整個改造區(qū)域的配電網(wǎng)“四遙”功能；打造全省領(lǐng)先的新型社區(qū)（美麗鄉(xiāng)村）精品智能配電網(wǎng)示范工程。

通過對該村老化的線路桿塔及線徑不足的線路進(jìn)行更換改造；對帶電部位露裸的設(shè)備和接頭，通過加裝絕緣護(hù)罩等措施進(jìn)行絕緣化改造；對與低壓線路安全距離不足、零線搭接不規(guī)范、路燈布設(shè)不合理的路燈及線路進(jìn)行整改；以徹底消除存在的電力安全隱患。

建成一座智能自助服務(wù)亭，促成四方面效益成果。一是配置一套24小時全天候的用電業(yè)務(wù)自助服務(wù)終端，實(shí)現(xiàn)新裝、增容、雜項(xiàng)等用電業(yè)務(wù)自助服務(wù)功能；二是推廣使用手機(jī)服務(wù)平臺，為用電客戶手機(jī)免費(fèi)安裝用電服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)客戶24小時、全天候可進(jìn)行電費(fèi)電量查詢和電費(fèi)繳交；三是配合預(yù)付費(fèi)用電方式的推廣，建設(shè)預(yù)付費(fèi)電費(fèi)充值卡自動充值終端，方便客戶充值續(xù)費(fèi)；四是安裝智能型LED廣告燈箱，能實(shí)時在線播放國家相關(guān)的用電法律、法規(guī)，用電報裝須知等；普及農(nóng)村安全用電宣傳。

通過智能共享終端開發(fā)，使用載波或無線通信獲取智能電表內(nèi)的用電信息。用戶可通過友好的人機(jī)界面，查詢實(shí)時或歷史用電量、電價等信息；終端還可以對用戶峰谷時段的用電情況進(jìn)行對比分析，給用戶提供合理安排大功率負(fù)荷用電建議。這不僅大大提高了用戶對用電信息的知情權(quán)，而且還指導(dǎo)用戶合理用電，節(jié)約電費(fèi)開支；足不出戶可知家庭用電情況，真正讓用戶享受智能電網(wǎng)帶來的便利。

4　適用范圍與條件

前埔示范臺區(qū)通過引進(jìn)先進(jìn)的自動化等配電設(shè)備、應(yīng)用光伏發(fā)電等新技術(shù)新材料、開發(fā)用戶用電信息共享終端等方式，建設(shè)配電光纖通訊網(wǎng)，改造區(qū)域內(nèi)架空線路部分纜化和絕緣化改造，完成網(wǎng)線的綜合整治，其改造方式較為全面且具有較為突出的特點(diǎn)。

臺區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)及部分智能化技術(shù)具備大面積推廣條件，但客戶側(cè)的智能化建設(shè)由于采用光纖到戶方式，前期投入資金較大，客戶側(cè)的智能化改造暫適用于新建成且戶變關(guān)系清晰的新型社區(qū)。

5　推廣建議

前埔示范臺區(qū)按照標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、使用標(biāo)準(zhǔn)化材料、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化施工，并采用智能化技術(shù)，符合“布局合理、設(shè)備先進(jìn)、適度超前”原則，滿足低壓臺區(qū)和線路標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的探索與應(yīng)用，結(jié)合石獅市全域城鎮(zhèn)化建設(shè)、“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)，按前述適用條件，臺區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)及部分智能化技術(shù)可進(jìn)行全面推廣，臺區(qū)的客戶側(cè)智能化建設(shè)建議對具備條件的臺區(qū)適時采用。

參考文獻(xiàn)

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陳立（1967-），男，福建廈門人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：配網(wǎng)自動化。

作者簡介：