(河南省电力公司濮阳供电公司 河南省濮阳市 457000)
摘要：2015年，国家能源局和发改委发布了关于加快配电网建设的指导意见和计划，要求到2020年配电自动化覆盖率达到90%。要达到90%覆盖率就需要对原有配电网进线全面的升级和改造。根据浙江省电力公司发展部要求，海宁地区将全面启动配电自动化改造工程，2017年完成首批120个节点的改造。配电自动化是以网架和设备为基础，综合利用计算机技术、信息及通信等技术，实现对配电网的监测、控制和管理。本次改造工程主要涉及海宁地区的85座环网箱和35座环网室，主要工作有增加站所终端DTU与电压互感器（TV）柜，对原有环网柜进行一、二次改造，为设备寻找AC220V电源和相应通信工程改造等。本文分析了配电自动化改造中存在的问题和解决方案。
关键词：配电自动化；改造；DTU；环网柜；T
1配电自动化电源问题
1.1现状和存在问题分析
根据《国家电网公司配电网工程典型设计–10kV配电站房分册》2016年版要求，在环网箱内，所用电源一般由TV柜提供，其原理为在TV柜副边侧增加一个出口电压为220V的线圈，容量一般为1kVA；在环网室内，电源一般由所用变柜提供，其容量一般为15～30kVA。但原有部分环网室未预留所用变位置和出线柜，在本次改造中DTU部分电源也由TV柜提供。由于年代原因，较早环网柜大部分不考虑预留配电自动化空间，导致很多运行环网柜无TV柜，并且不可扩展TV柜，这给配电自动化改造带来了难题。根据前期现场勘查和调研，海宁市供电公司本次配电自动化改造各节点根据形式是否有TV柜和是否可扩展TV分类。其中已有TV柜有13个，占比10.8%；无TV柜但可扩展有20个，占比16.7%；无TV柜且不可扩展有87个，占比72.5%。从统计中可以看出无TV柜且不可扩展TV柜占比最高，是本次配电自动化改造的重点要解决的问题。
1.2解决方案
1.2.1加装线路TV柜供电
针对无TV柜且不可扩展TV柜情况主要有3种供电方案，分别为环网柜内加装线路TV柜、DTU内加装线路TV柜和独立外置式线路TV柜，3种均适合于环网箱和环网室。但单线路TV柜存在两个缺点，即所测电压为线路电压，无法准确反应母线电压情况；线路侧停电时，TV柜也停电，供电可靠性下降。解决方法为：可以通过双线路TV柜方案，即在环网柜环进环出处各连接一个线路TV柜来提高供电可靠性，并结合开关分合状态来判断进线侧线路电压是否等效于母线电压。线路TV柜与环网柜采用电缆连接，原进线柜电缆头改为双出电缆头，其中1头连接线路TV柜。同时为了提高安全性，线路TV柜采用全绝缘型式，电缆头采用预制全绝缘材料包裹电缆头。
1.2.2加装电流互感器TA取电
采用TA柜取电容易实现，但容量较小，且和一次回路电流大小有关，一般一次电流要达到30A以上才能保证“二遥”型站点供电。但可通过并联TA柜增大容量，或者作为备用电源时考虑。
1.2.3加装所用变压器
在环网室内预留有所用变位置的，可以通过加装所用变压器供电，但该方案需占用1个出线回路，且不适用于环网箱或无空间预留的环网室。
1.2.4寻找外部电源供电
根据现场实地勘察，环网箱和环网室周边有电源点的共有29个，占比24.2%。周边电源点取电类型主要有：低压公用架空线路取电、小区公变低压柜取电、路灯变取电和杆上公变JP柜取电等。外部电源供电可以省去所用变或TV柜，适合于无法加装TV柜且公变电源点较近的情况，低压线路一般采用电缆直埋或穿管方式敷设，个别地区也可采用低压架空杆形式。但线路过长会导致造价过高，且线路通道政策处理较为繁琐。
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2停电时间问题
2.1停电时间分析
配电自动化改造的原则为不影响配电网的正常运行，这就要求配电自动化改造的停电时间要尽可能短，特别是在单电源供电的区域，配电自动化改造将对用户造成长时间停电。对停电时间有影响的改造工作主要有：环网柜本体改造（包括加装电动操作机构、更换气体压力表计和二次改接线等）、DTU和环网柜之间的二次接线和与主站的传动试验等。且由于部分环网箱和环网室空间狭小，环网柜改造厂家和DTU接线人员可能无法同时施工作业。特别是整个配电自动化改造工程站点众多，环网柜本体改造时，DTU可能无法及时到货就位。在单电源供电的区域内，这些都会造成改造环网箱或环网室供电区域的长时间停电。
2.2解决方案
2.2.1整组轮换方案
对于无法改造或改造困难，造成长时间停电的环网箱，采取整套轮换的方式，可选择原址更换或附近新建土建基础，更换后改接一次电缆，以减少停电时间。同时换下来的环网箱可返厂完成配电自动化改造，完成后再替换其他环网柜。
2.2.2规范化模拟调试
传统调试方法是在设备安装完成后进行调试，在配电自动化改造中增加了停电时间。针对这个问题，可采取规范化的配电自动化改造模拟调试，搭建模拟调试平台，购置专用调试设备，如通信规约一致性测试系统等。
2.2.3采用航空插针
采用航空插针可以将环网柜改造和DTU接线有机的分割开来，具体方案是在环网柜和DTU二次连接中间加入航空插针公插和母插，或者直接将母插做在DTU柜体内。在环网柜改造时，将带航空插针的电缆连接到环网柜端子排上，在DTU接线施工人员或DTU没有到位之前，环网柜改造完后可先恢复供电，减少停电时间。国网2016年典型设计对航空插针主要分为4针、6针和10针三类，其中电压遥测和“二遥”遥信采用4针；电流遥测采用6针；“三遥”遥信遥控合用，采用10针。
3环网柜一次改造难点
3.1难点
原先很多环网柜未考虑配电自动化预留要求，操作机构为手动，无电动操作机构。因海宁地区有较长时间湿度大于80%以上，原有电动操作机构10年以上的有部分出现生锈腐蚀现象。现场勘查时，无法判断电动操作机构是否完好。
3.2解决方案
3.2.1增加除湿装置
海宁地处亚热带季风气候区（浙江省第二气象区），雨量充沛，累年平均相对湿度80%。为防止环网柜电动操作机构、二次设备和DTU内部元器件生锈、腐蚀和损坏，可在环网箱和户外立式DTU柜内增加壁挂式除湿装置，保证内部湿度不大于80%。
3.2.2更换双特性TA
配电自动化因采集通道限值，一般每个环网间隔只采集1组电流量，但配电自动化主站不但需要测量每个间隔的正常工作电流，还需在线路故障时准确地测量故障电流。本次改造工程将全部TA更换为测量保护双特性互感器，配电网环网柜内TA变比一般为300/5～600/5，根据海宁地区10kV最大短路电流一般为6～15kA估算，TA至少应满足10P10保护精度要求。
3.2.3更换带报警触点的气体压力表计
因原环网柜一般只考虑就地操作，操作前要求先核对环网柜SF6气体压力表计是否正常，才能进行操作，所以原大部分气体压力表计未带报警触点。配电自动化“三遥”功能要求远方操作环网柜。但在气体压力低于正常值时，负荷可能无法开断正常工作电流，而发生爆炸危险。本次改造将气体压力表计更换为带至少—常开—常闭无源接点压力表计，常开接点接入DTU遥信回路，常闭接点就地接入环网柜操作闭锁回路。
4结语
最近几年，随着国家电网公司配电自动化改造和建设的全面展开，原有环网箱和环网室将通过改造全面实现配电自动化，对配电自动化改造中设备无供电电源、环网柜一改造复杂和停电时间过长等问题基本得到了解决。各类解决方案将对今后的改造工程具有积极指导意义。
参考文献:
[1]宋璇坤，韩柳，鞠黄培,等．中国智能电网技术发展实践综述[J]．电力建设，2016．
[2]赵一农．加快推进配电网建设改造，打造现代配电网[J]，供用电，2017．
论文作者:王利杰,马红芮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
标签：环网论文; 环网柜论文; 线路论文; 海宁论文; 操作论文; 压力表论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第30期论文;