智能化技術在城市配網線路建設中的應用探究

摘要：二十一世紀以來，隨著社會對供電可靠性、電力服務、電能質量、環境保護及節能減排等要求的提高，城市配電系統面臨著越來越多的挑戰。面對新形勢新挑戰，電力企業必須以智能化技術為依托，努力實現城市配網線路從傳統線路向清潔、高效和經濟的現代線路升級和跨越，為實現經濟又好又快的發展提供強大的電力支持。

關鍵詞：智能化技術；城市配網；線路建設；應用

作為一項民生工程和發展工程，城市配網線路建設對確保城市居民的生產和生活用電發揮著舉足輕重的作用。然而長期以來，由于設計、施工和管理等技術不過關，導致城市配網線路一直沒有得到完善的調整，不少城市的配網基礎設施十分脆弱，這嚴重制約了地區的電力消費。而近年來隨著各種智能化技術的開發和應用，我國城市配網線路所存在的問題得到了極大地改善，這對于提高城市配網線路的穩定性和安全性都是非常有益的，故本文將對此展開探討。

1.智能化技術在城市配網線路特殊氣候應急處理方面的應用

冰凍災害等特殊氣候對于城市配網線路的損害是十分嚴重的，如2008年初的冰凍災害造成很多城市配網的癱瘓，而采用人工方式很難快速除冰和恢復供電，因此可以采用移動式直流電源融冰裝置，根據線路情況來選擇合適電壓，達到快速除冰的目的。

直流融冰裝置將交流電源通過大容量電力電子設備轉化為直流進而加熱一定長度的覆冰線路達到融冰的目的，由于直流融冰電流本身在線路上流動時不消耗無功，僅直流換流器自身需要消耗一部分無功，因此直流融冰裝置適用于多個電壓等級的融冰。需要注意的是，在城市配網線路中應用直流融冰裝置時，要特別重視如下關鍵問題：

（1）最小融冰電流的確定。直流融冰裝置最小融冰電流通常是采用試驗的方法確定的，即在試驗大廳或室外試驗場地對不同電壓等級、不同型號的覆冰導線進行試驗，通過多次試驗來確定其最小融冰電流。

（2）融冰時間的確定。融冰時間tr（h）的計算公式如下所示，其中Ir為融冰電流，R0為導線在0℃時的電阻，?t為導線與外界的溫差，Rr0為等效冰層傳導熱阻，Rr1為對流輻射等效熱阻，g0為冰比重，d為導線直徑，b為冰厚，D為導線覆冰后的外徑。

（3）直流融冰電壓及功率的確定。以500kV輸電線路為例，其長度一般在400km以內，常用四分裂導線，即4×LGJ300，4×LGJ400、4×LGJ500。融冰回路電阻RL=1.5RdL（線路由直流融冰時，將線路兩相并聯后再與另一相串聯），融冰電壓Ud=IdRd；融冰功率Pd=UdId。2.智能化技術在城市配網線路保護方面的應用

傳統的配網線路繼電保護是在電力系統最大運行方式下進行離線整定計算，并在系統運行中基本保持不變，按系統最小運行方式校驗保護的靈敏度和保護范圍。由于現代城市配網的電力設備數量大且類型多，線路結構復雜，運行方式變化頻繁，這些可能導致傳統繼電保護在某種運行方式下出現保護性能嚴重變壞甚至拒動現象，因此難以滿足現代城市配網線路保護的需求。

智能化技術在城市配網線路保護中的應用中，比較典型的是自適應保護技術。自適應保護技術的研究可以分為如下兩類：（1）保護裝置的自適應，它利用本地信息，不需要通信手段，因此適合于系統運行方式變化范圍較小的場合；（2）保護系統的自適應，它通過通信網絡利用系統的本地信息和遠方信息，再結合自適應保護算法和功能策略，能夠適應系統各種運行方式的變化。相較于傳統的繼電保護，自適應保護能夠克服選擇性和靈敏度問題，因此具有更加廣闊的應用前景。

3.智能化技術在城市配網線路基礎設施建設方面的應用

智能化技術在城市配網線路基礎設施建設方面的應用較多，筆者選擇比較具有代表性的來進行闡述：第一，采用新型的分界負荷開關（FFK開關）和變電站相互配合，自動切除短路故障，同時還能自動斷開發生單相接地故障的線路；第二，在城市配網線路中加裝聯絡及分段斷路器設備，減少故障和停電檢修范圍；第三，及時更換老化的配電變壓器、跌落式保險、避雷器和刀閘等配變設備，針對專變用戶，定期安排專人進行管理和維護，從而確保城市配網線路的供電可靠性；第四，對運行時間過長且老化嚴重的線路（如LGJ-120、LGJ-70等早期型號導線）進行淘汰，依照對應的功率來選用合適的導線。此外，還可以采用最新研究的新型導線，如如GZTACSR-445型超耐熱間隙型導線，以此確保城市配網線路的穩定運行。

4.智能化技術在城市配網線路其它方面的應用

（1）饋線自動化技術

饋線自動化是指變電站出線到用戶用電設備之間的饋電線路自動化，正常情況下發揮著用戶檢測、資料測量和運行優化的作用，事故發生時發揮著故障檢測、故障隔離、轉移和恢復供電的功能。饋線自動化系統可以分為如下兩種：①電壓型開關。電壓型開關通過配網線路電壓來監控線路，判斷故障，其特點是自動隔離故障段并自動恢復非故障線路的供電，但如果因支線故障導致全線路的短暫停電，影響范圍就會很大；②電流型開關。電流型開關通過配網線路來監控線路，判斷故障，其特點是支線故障不會影響到主干線，其故障影響范圍比較小，但缺點是容易出現越級跳閘的問題。

（2）帶電巡檢技術

帶電巡檢設備可以實現電氣設備在運行狀態下的故障評估，由傳感器、信號采集、濾波放大裝置和數據處理等部分構成，其特點是：在城市配網線路工作的狀態下就可以進行檢查，避免了停電造成的經濟損失；由于傳感器可以通過多方方式實現，因此檢測信號具有很強的選擇性；可以實現多信號采集，綜合分析故障來源。

5.小結

從全文的分析可知，智能化技術在城市配網線路建設中的應用范圍非常廣泛，它對于提高城市配網線路運行的自動化水平和供電可靠性具有十分重要的現實意義。當然，隨著智能化和自動化技術的不斷發展，未來智能化技術在城市配網線路建設中的應用還將不斷拓寬，這需要我們日后在工作中不斷總結和探索。

參考文獻：

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[3]洪健山，郝小欣，吳斌.自適應接地保護的研究[J].電網技術，2001，25（11）.

作者簡介：

李樹杰（1975.12.24-），男，本科，內蒙古烏審旗人，工程師，研究方向為電力工程。