陳可碩，吳 敏

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000）

公用配電房的智能化改造

陳可碩，吳 敏

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000）

目前紹興市區(qū)部分配電房運(yùn)行時間超過20年，電氣設(shè)備陳舊、老化，經(jīng)常出現(xiàn)故障，使供電可靠性指標(biāo)不能得到保障，針對這些問題，需要對老舊配電房進(jìn)行改造，對配電房高低壓側(cè)接線進(jìn)行了優(yōu)化，加裝了負(fù)荷智能轉(zhuǎn)供裝置，提高了供電可靠性。

配電房；智能化；改造

配電網(wǎng)直接面向社會和廣大客戶，直接關(guān)系到對用戶安全、可靠的供電。智能配電網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)更可靠的電力供應(yīng)，更高效、更安全的電網(wǎng)運(yùn)行。在中心城區(qū)應(yīng)建立智能型的配電網(wǎng)，而公用配電房的智能化改造是其中的重要一環(huán)。

1 老舊配電房的現(xiàn)狀

紹興越城區(qū)瀾北公用配電房（簡稱配電房）運(yùn)行時間已超過20年，電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境十分惡劣。配電房內(nèi)部電氣設(shè)施陳舊：變壓器仍采用國家淘汰的落后設(shè)備S7系列，該系列變壓器為上世紀(jì)80年代的產(chǎn)品，能耗高、技術(shù)落后，噪音控制以及安全性能也不適應(yīng)當(dāng)前的要求；變壓器前的隔離設(shè)施采用墻隔離負(fù)荷開關(guān)，運(yùn)行日久，已經(jīng)出現(xiàn)墻體剝落、鐵件嚴(yán)重腐蝕的現(xiàn)象；低壓柜采用老舊的PGL柜，部分柜門已完全生銹無法打開。

該配電房一共設(shè)置有3路進(jìn)線電源、3臺變壓器、低壓側(cè)為有母聯(lián)的單母線分段接線，3臺變壓器并列運(yùn)行。一旦公配房發(fā)生故障，需通過人為手動操作母聯(lián)投切，耗時長，供電可靠性低，亟需改造。

2 供電方式的智能化改造

2.1 改造方案

目前的人為手動調(diào)電模式耗時、耗力，且一旦發(fā)生停電事故，停電時間不可預(yù)估，嚴(yán)重影響供電可靠性。所以此次配電房智能化改造的首要目的即為優(yōu)化供電網(wǎng)絡(luò)方式，實(shí)行智能化管理，將手動切換轉(zhuǎn)電操作模式改為自動轉(zhuǎn)電模式，簡化轉(zhuǎn)電操作步驟、節(jié)約操作時間。

根據(jù)紹興地區(qū)配電網(wǎng)的特點(diǎn)以及現(xiàn)場的實(shí)際情況，改造方案如下：3臺配電變壓器，按照2+1改造方式，將其中2臺配電變壓器組合，低壓母聯(lián)側(cè)加裝配變負(fù)荷智能轉(zhuǎn)供裝置，實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)的重合閘和自動投切功能，提高供電可靠性；第3臺配電變壓器，拆除其于第2臺配電變壓器之間的母聯(lián)連接，新引入一路進(jìn)線電源，采用高壓側(cè)雙電源自動投切的負(fù)荷開關(guān)，實(shí)現(xiàn)在主備電源之間自動切換。改造后的一次接線見圖1。

2.2 高壓側(cè)接線

根據(jù)《浙江省配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》中6.4.5要求：A，B類供區(qū)雙電源公用配變高壓側(cè)宜采用具有自動投切功能的雙電源自動投切負(fù)荷開關(guān)，實(shí)現(xiàn)主備電源之間的自動切換。

高壓側(cè)的改造方式為：1號、2號高壓側(cè)進(jìn)線方式維持原樣，3號高壓側(cè)改造成雙電源自動投切。因?yàn)樵?號高壓側(cè)為單電源供電，為實(shí)現(xiàn)雙電源自動投切，需要在2號電源的進(jìn)線處并接一根電纜至3號高壓進(jìn)線側(cè)，作為3號配變的另一路電源。

原3號變高壓側(cè)引入ATS設(shè)備。ATS主要用于：長時間的供電中斷不可接受；要求雙路電壓供電；電源切換要求采用自動系統(tǒng)的場合。本次改造采用施耐德公司的SM6-NSM雙電源投切柜。NSM柜采用T200S自動投切設(shè)備，由220 V交流供電，開關(guān)的電動操作機(jī)構(gòu)從T200S取電。T200S自帶蓄電裝置，可保證16 h內(nèi)10次開關(guān)操作。NSM柜投切方案如下：

（1）T200S依靠專用電壓檢測裝置（柜內(nèi)標(biāo)配）檢測進(jìn)線電纜失電狀態(tài)。同時依靠電纜側(cè)電流互感器（柜內(nèi)標(biāo)配）檢測后續(xù)線路故障。如檢測到單路進(jìn)線失電，備用線路有電，同時沒有檢測到后續(xù)線路故障，即可進(jìn)行線路投切。投切延遲時間0.1～2 s，由用戶自己設(shè)定，每100 ms為間隔遞增。由于開關(guān)具備快速合閘功能，投切響應(yīng)時間在70 ms以內(nèi)。

（2）如果檢測到失電是由于后續(xù)線路故障引起，則閉鎖備自投功能，不予投切。

（3）雙路開關(guān)之間采用機(jī)械方式聯(lián)鎖，保證2路開關(guān)不同時閉合。

高壓側(cè)采用ATS，實(shí)現(xiàn)了主供電源斷電后立即投切備用電源，不存在停電時間，節(jié)省人力，增加供電可靠性。

2.3 低壓側(cè)接線

改造前，配電房內(nèi)設(shè)有2臺母聯(lián)柜，3臺變壓器分列運(yùn)行。當(dāng)有某路供電電源出線故障時，需要通過投切其中的1臺母聯(lián)開關(guān)來保障供電可靠性?，F(xiàn)場需要先用驗(yàn)電器（或萬用表）判斷母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)有無電壓，斷路器是否有過流信號等，符合條件后才能閉合母聯(lián)開關(guān)，該過程復(fù)雜、費(fèi)時。如果在低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)母聯(lián)開關(guān)的自動投切，可以省去驗(yàn)電、是否有過流信號的判斷、合閘等手工操作環(huán)節(jié)，保證連續(xù)供電。

配變負(fù)荷智能轉(zhuǎn)供裝置具有自動重合閘和備自投功能。安裝此裝置后，能在10 kV進(jìn)線發(fā)生瞬時故障和永久故障的情況下，利用重合閘（瞬時故障）功能或母聯(lián)備自投（永久性故障）功能快速恢復(fù)正常供電。配變負(fù)荷智能切換裝置投切邏輯如下：

（1）重合閘的啟動條件：在一段時間（時間可整定）內(nèi)，低壓進(jìn)線從有壓到無壓，再到有壓，判低壓進(jìn)線開關(guān)是否在分位，判低壓進(jìn)線開關(guān)負(fù)荷側(cè)是否無壓，滿足條件的合低壓進(jìn)線開關(guān)，反之，上報相關(guān)信息。

圖1 改造后的一次接線

（2）母聯(lián)備自投啟動條件：母聯(lián)開關(guān)在分位時，原母聯(lián)兩側(cè)有壓，在Ⅰ（Ⅱ）段母線無壓后，判失壓母線是否有過流信號，變壓器T1的實(shí)際電流值與變壓器T2的實(shí)際電流值之和是否不大于變壓器T1的額定電流值或變壓器T2的額定電流值，并且無壓側(cè)母線的低壓開關(guān)在分位時，母聯(lián)開關(guān)是否在分位，所有邏輯判踞條件成立后，合母聯(lián)開關(guān)。備自投的工作邏輯框圖見圖2。

圖2 備自投的工作邏輯框圖

（3）運(yùn)行方式復(fù)原邏輯：判斷出一路低壓進(jìn)線開關(guān)上樁側(cè)電壓從無壓到有壓后，該低壓開關(guān)在分位，判二側(cè)電壓差再允許范圍內(nèi)，判二側(cè)同期角度在允許范圍內(nèi)，符合合環(huán)條件。將該低壓開關(guān)合閘，再斷開母聯(lián)斷路器，若母聯(lián)斷路器分閘不成功，發(fā)出低壓合環(huán)運(yùn)行告警信息。

安裝配變負(fù)荷智能轉(zhuǎn)供裝置后能夠快速恢復(fù)非故障用戶的供電，縮短由于高壓線路故障引起低壓用戶的停電時間，提高了供電的可靠性，企業(yè)效益和社會效益十分明顯。

3 二次信號的接入

老舊配電房改造的最大不足是配電房內(nèi)空余位置有限，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，無法再隔離出一間獨(dú)立的高壓室。原配電房高壓側(cè)為3路進(jìn)線電源，各自獨(dú)立。

要安裝高壓備自投裝置以及低壓側(cè)的配變負(fù)荷智能轉(zhuǎn)供裝置，高壓柜、低壓進(jìn)線總柜以及母聯(lián)柜應(yīng)具有遙測以及遙信的功能，即應(yīng)具備有電流采樣、電壓采樣以及開關(guān)位置采樣的數(shù)據(jù)回路。瀾北配電房初始設(shè)計在上世紀(jì)90年代，當(dāng)時變壓器前采用墻隔離閘刀，低壓側(cè)的斷路器未預(yù)留操作電源端子，低壓開關(guān)柜端子排中也未預(yù)留遙測、遙信、遙測端子。此次改造，需要考慮高壓柜、變壓器以及低壓柜的“三遙”預(yù)留。

新高壓環(huán)網(wǎng)柜采用AC220V的的電操機(jī)構(gòu)，帶有三遙功能，且出線側(cè)加裝測量電流互感器和輔助接點(diǎn)，用來采集10 kV環(huán)網(wǎng)柜的電流、電壓、開關(guān)分合位、遙控等相關(guān)信息。加裝備自投的高壓進(jìn)線柜側(cè)需加裝電壓傳感器，采集高低壓側(cè)二次電壓分別接入進(jìn)線柜二次室電壓端子排。

低壓開關(guān)柜端子排預(yù)留遙測、遙信、遙控接口。低壓進(jìn)線斷路器采用具有三段保護(hù)并帶COM通信模塊，電子式脫扣單元，脫扣更迅速、精確，整定范圍更準(zhǔn)確，且在溫度超過高于40℃時也能正常工作。取消失壓線圈的配置；加裝通信模塊，實(shí)時對三相電流進(jìn)行采集、分析、處理、記錄。遙信可以實(shí)時對開關(guān)的分合、儲能狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。

4 故障切換

根據(jù)圖1進(jìn)行故障切換分析：

（1）若變壓器T1的高壓側(cè)1號進(jìn)線故障失電，電源電壓降至設(shè)定值后，進(jìn)線斷路器斷開，而變壓器T2的高壓側(cè)2號進(jìn)線正常供電，低壓側(cè)的配變負(fù)荷智能轉(zhuǎn)供裝置判斷出母聯(lián)Ⅰ段無壓且母聯(lián)斷路器在分位，延時一個時間后合上母聯(lián)斷路器，恢復(fù)T1出線側(cè)的供電。

（2）若變壓器T2高壓側(cè)2號進(jìn)線故障失電，同時也導(dǎo)致了變壓器T3的一路電源失電，此時，T2的高壓進(jìn)線側(cè)因故障失電，進(jìn)線斷路器斷開，而T1高壓側(cè)1號進(jìn)線正常供電。低壓側(cè)的配變負(fù)荷智能切換裝置判斷出母聯(lián)Ⅱ段無壓且母聯(lián)斷路器在分位，延時一個時間后合上母聯(lián)斷路器，恢復(fù)T2出線側(cè)的供電。T3一路進(jìn)線失電，備用線路有電，T200S自動投切設(shè)備同時沒有檢測到后續(xù)線路故障，即可進(jìn)行線路投切，延時設(shè)定時間以后即可恢復(fù)送電。

經(jīng)過改造后的配電房，有效縮短了停電時間和減少停電范圍，大大提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，保證了供電質(zhì)量。

[1]GB 50053 10 kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，1994.范圍內(nèi)的實(shí)際剛度與理論剛度偏差為9.3%（小于10%），符合規(guī)程要求。

4 結(jié)語

火電廠各管系支吊架的運(yùn)行工況均較為惡劣，且隨著運(yùn)行時間的增加以及彈簧性能的退化，支吊架性能不可避免的會出現(xiàn)一定的變化，因而定期對支吊架（尤其是主要管系，如四大管道支吊架）進(jìn)行性能測試十分有必要。

通過粘貼應(yīng)變片的間接測量法能夠有效地測試支吊架性能，無需完全拆卸吊架，測試方法操作簡單便捷，適用于在役支吊架的性能測試，為相應(yīng)支吊架的性能評價提供了直接依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐永進(jìn)．壓力管道應(yīng)力分析[M]．北京：中國石化出版社，2009．

[2]NB/T 47038-2013恒力彈簧支吊架[S]．北京：新華出版社，2014．

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[4]DL/T 1113-2009火力發(fā)電廠管道支吊架驗(yàn)收規(guī)程[S]．北京：中國電力出版社，2009．

[5]戴福隆，沈觀林，謝惠民．實(shí)驗(yàn)力學(xué)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2010．

（本文編輯：徐 晗）

[2]顧惠民，周積剛.國外新一代塑殼斷路器的現(xiàn)狀和發(fā)展動向[J].低壓電器，2006（2）:7-11.

[3]國網(wǎng)浙江省電力公司.配電網(wǎng)工程通用設(shè)計[M].北京：中國電力出版社，2013.

[4]GB 50054低壓配電設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2012.

收稿日期：2016-02-29

作者簡介：陳可碩（1983），女，工程師，技師，主要從事配電網(wǎng)電氣設(shè)計、配電網(wǎng)物資管理工作。

（本文編輯：楊 勇）

Intelligent Reform of the Public Distribution Room

CHEN Keshuo，WU Min
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

Some public distribution rooms in Shaoxing have been running more than 20 years，and faults frequently occur in the aged and obsolete electrical equipment，failing to meet the power supply reliability index.In the light of these problems，reform of the old power distribution rooms are needed，wirings at HV and LV sides are optimized and intelligent load provider is equipped，by which power supply reliability is enhanced.

distribution room；intelligent；reform

TM727.4

B

1007-1881（2016）06-0030-03

2016-03-08

劉 明（1985），男，工程師，主要從事管道應(yīng)力計算分析、管道振動分析與治理及支吊架優(yōu)化調(diào)整工作。