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當前，在配電網配電臺區建設上仍普遍存在臺區控制柜設備老舊、計量裝置功能單一、管理混亂、負荷不能有效控制等問題。在國家電網大力建設的背景下，骨干網架、各級電網已日漸完善，電網建設逐步向智能化方向發展，側重于配電、用電側的改進。作為電力系統與用戶連接的最后一道關口，要想滿足人們對電能越來越高的需求，就必須實現配電臺區的智能化。目前國內已有一定數量的臺區控制柜，但針對配電臺區設備集成化、智能化，實現小體積、多功能自動控制的設備卻很少。因此，應重視配電臺區電氣設備集成化與智能化的研究，研制新型智能配電設備，將配電柜內的隔離開關、互感器、空氣斷路器、接觸器，以及儀表顯示部分集成化，將微電子技術和目前的電能表無線抄收功能相結合，實現集自動控制、用電信息顯示等功能于一體，提高低壓電氣設備的管控水平，實現低壓配電設備全自動化。

1配電臺區電氣設備存在的問題

我國農村配電網大部分配電臺區是500kVA以下的配電變壓器。隨著用電容量持續增長，一些低壓電網的設備以及配電柜與經濟社會發展不相適應的問題日漸突出。主要表現在以下幾個方面。

1.1柜內設備

目前，我國的低壓配電柜產品品種有十幾種，有固定面板式、固定分隔式、抽出式、混裝式、智能型等，配電柜型號眾多而不統一。配電柜內的低壓設備大都配置有空氣斷路器、接觸器、繼電器、儀表、按鈕、互感器、母排、二次控制設備和導線等，柜內設備也存在種類多、型號多的情況，柜體較大。

1.2二次線槽

二次線槽在柜體內有多種多樣的形式，但在質量方面，與國外先進產品相比還有很大的差距。

1.3整體盤、柜

（1）產品布局不夠合理。成套設備應該具有多層次、多品種的特點。多層次是指同類產品在技術性能、參數、功能、結構、安裝等方面應有高、中、低的區別，以滿足不同的使用需要。多品種是指適應不同使用環境的需要。目前，具有高性能的固定間隔式產品，IP防護等級高以及自動化程度較高、具有多功能的產品基本處于空白。（2）產品沒有形成品牌效應。新產品開發少，知名品牌較少，不同品牌的產品質量的差距較大。（3）設備本身存在問題。①在低壓成套開關設備中使用的絕緣材料阻燃性能仍然不夠好，絕緣材料制成的零部件絕緣性能差，用于防水、防塵提高外殼防護等級的密封條，由于容易老化，達不到長期使用的目的。作為低壓成套開關設備主要導電體的銅排，由于加工能力弱、含銅量不足等原因，經常導致載流量低，易發熱，降低了裝置的實際載流量，出現不能滿足設計要求的情況。②在低壓成套開關設備中使用的輔件（主要指一、二次接插件及接線端子等）與國外先進技術有不小的差距。③部分國產元器件質量差，且存在假冒偽劣產品，影響我國低壓成套開關設備的整體質量。

1.4自動化程度

存在自動化程度低，設備運行情況靠人工檢查與巡視，維護工作量大；臺區用電不平衡，負載系數低，變損過大，無法監測；保護功能單一，設備投切靠人工完成，不能有效控制等問題。整體缺陷表現為：配電柜內設備陳舊老化、功能單一、體積大；計量裝置接線復雜，計量單一；自動化程度低，不能遠程控制。

2改進方案

通過對配電網中應用較多的幾家公司的配電產品深入研究，并參考一些前沿配電設備和配電臺區自動控制柜，對配電設備提出以下改進方案。

2.1電氣設備集成化（JTMLE斷路器功能再擴展）

電氣設備集成化就是把配電控制箱、柜中各設備功能集成到一個設備上，而不是傳統意義上的一個設備對應一個功能。實現一次電氣設備集成化，將電流電壓互感器（或電子式取樣）、接觸器等內置在自動空氣斷路器中就可以獲得用電信息，使低壓斷路器成為具有計量、保護、通信、負荷管理功能的智能斷路器。這樣就可以減少一次母排占用的空間，從而縮小控制箱、柜體積。并且，由于控制電氣設備集成化，就可以取消二次連接線和二次線的導線槽。智能斷路器的功能集成化后，就能對配電變壓器信息進行采集、處理和實時監控，實現臺區信息監測、微機保護、故障錄波、遠程遙控分合閘、電能分配、無功補償、自動重合、漏電（剩余電流）值監測、電能質量監測、變壓器負荷監測、臺區異常報警等多種功能。通過智能斷路器對配電系統和電氣設備運行狀態進行在線監測，提高配電設備的運行可靠性和自動化水平，確保負荷側發生故障時，能在最短時間內切除故障，縮小停電范圍，提高供電可靠性。而對于發生大電流永久性故障的出線，則能快速診斷故障性質，閉鎖重合閘，防止故障擴大。

2.2配電自動化

配電自動化是集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、現代化設備及管理于一體的綜合信息管理。其目的是提高供電可靠性，改進電能質量，向用戶提供優質電力服務，降低運行費用，降低運行人員的勞動強度，形成集電量自動采集分析、饋線分段斷路器測控、電容器組自動調節投退、用戶負荷控制和遠方抄表等于一體的配電網管理系統，實現小型化、多功能、自動控制。另外，配電柜內計量裝置除可以自配置外，還可以采用插入式接線柱連接電能表，適應目前國家對計量裝置的要求，無須人工走線連接電能表。

2.3無功補償集成化

控制無功補償電容器的斷路器、接觸器、熱繼電器直接連接成整體組裝式，電容三相一體多組可并式，使得一次、二次導線不可見。配置現有的自愈、復合式控制系統，取消JKLC控制器后，也可以實現取消二次控制線，實現集成化、自動化無功補償，可以使體積縮小50%以上，器件減少80%以上，接線減少80%以上，材料節省50%以上，電能損失（導線、節點、器件等）降低50%以上。

2.4信息傳輸的網絡化與智能化

配電控制柜采用光纖、專線、GPRS和Zigbee等網絡及通信技術將用電數據采集到配電控制柜中，然后通過光纖、GPRS/CDMA等通信通道傳送到配電自動化主站提供給運行人員進行分析決策，實現配電設備和居民用電信息的在線監測，提升運維人員的運維效率。當配電設備出現故障時，電力運維人員可以在辦公室利用主站系統或者手持移動終端遠程第一時間準確定位故障點，縮短巡線時間，從而縮短停電時間。另外，可以實現對電力用戶的用電行為智能分析和預測，準確捕捉竊電行為，并為用戶提供合理的用電咨詢服務，提升供電企業的形象。

2.5縮小控制柜體積

由于電氣設備由分立式改為集成化，一次母排和分線排就能夠相應的減少，二次導線可以實現沒有或減少，進而可以取消二次線槽，取消電流指示、電壓指示、無功指示、操作手柄、轉換開關等設備。一次線所需位置的減少，可以縮小控制柜的體積。控制柜中如果需要配置必需的母線排，可以利用隔板隔離分相，在考慮散熱和防止相間短路的同時，盡可能實現配電控制柜的小型化。

2.6實現智能保護功能

由于智能斷路器內集成有智能傳感器，可以實時采集電流、電壓等數據，并將數據實時顯示在相應人機界面。同時，通過其中保護模塊對上述電壓、電流、斷路器自身狀態、電動底盤車、主回路溫度等參數的實時分析，可以實現過流、過負荷、欠壓、出線短路等故障的自動跳閘、保護動作后的復位與鎖控和設備運行狀態的在線監視。

2.7應用新技術

近年來，云計算、大數據、物聯網技術發展迅速，可將這些新技術運用在配電系統的智能化中。智能電能表和傳感器將實時獲取用戶的用電信息，對這些數據采用大數據分析方法進行分析并與歷史數據對比，為智能配電系統提供決策支持，還可以通過云計算對平臺上的數據進行擴展，以有效管理電力系統的信息。

3集成化、智能化后的優勢分析

配電臺區設備集成化、智能化后優勢有：①優化配電箱、柜結構，縮小其體積；②集成于斷路器內部取壓和取流，實現電流值與電壓值面板顯示、電能計量；③取消了電壓表、電流表等，取消了二次線；④解決智能終端裝置連接方便性和可靠性；⑤電動操作驅動電路，由小型電動機控制分合閘，實現智能控制；⑥運行、維護、檢修、試驗、安裝簡便，負荷數據自動采集、存儲、上報，可以對用電量監測、供電質量分析，實現報警、事件管理、遠程控制與保護等。

4結語

配電臺區電氣設備集成化與智能化后，形成全面的軟硬件一體化系統解決方案，實現可視化控制、信息化管理，保障安全管控、優化電能效能，可以提高電能質量，顯著降低線損，提高供電可靠性，大幅提升用電管理水平，還可以全面解決配電臺區存在的電壓合格率低、供電可靠性低、損耗大和用電管理水平低、管理人員不足等問題，真正實現免維護、少檢修或不檢修，具有極佳的經濟效益和社會效益。

作者:李蕓 楊建偉 單位:太原工業學院 國網山西沁縣供電公司