基于農村配電網智能改造整體解決方案的研究

國網石獅市供電公司 陳 立國網福建技能培訓中心 陳 群

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基于農村配電網智能改造整體解決方案的研究

國網石獅市供電公司 陳 立
國網福建技能培訓中心 陳 群

【摘要】本文主要闡述農村配電網智能改造整體解決方案，采用新技術新材料新設備升級改造原有的配電設備。文中結合石獅市前埔示范臺區通過采取一系列設備改造和技術提升措施，將其中、低壓配電網進行全面升級改造，實現對整個改造區域的配電網“四遙”功能，打造全省領先的新型社區精品智能配電網示范工程。

【關鍵詞】智能；遠程；新技術；新材料；監控

1　項目建設內容

升級改造原有的配電設備，采用新技術新材料新設備，為實現智能配電網打下堅強的基礎。一是將前埔村#1箱變通過現場改造的方式對原美式箱變進行智能化升級改造，這為舊設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的節能型智能配變，選用具有節能型非晶合金干式變，配置智能公變終端、智能開關、智能剩余電流保護裝置、智能儀表、智能電容器、變壓器狀態及環境變量監測裝置、太陽能風機電源及新型環保涂料等技術的成套配變設備；三是將干線電纜分支箱更換為開關箱，將改造區域內架空線路進行纜化和絕緣化改造，將表箱更換為既抗腐蝕又環保美觀的智能表箱，并加裝低壓表箱接地樁；四是將所有電表更換為智能電表，實現用電信息采集“全覆蓋、全采集、全費控”；五是建成一座智能自助服務亭，外觀采用防腐木，頂裝太陽能板供電，采用智能門控，內裝感應式LED照明燈、視頻攝像頭，安裝自助服務終端，實現“全天候，全時段”的便民服務方式；六是建成一個5kW的并網式發電系統和兩個小型獨立電站系統，分別為自助繳費系統和箱變噴淋降溫系統供電；七是開發智能用電信息共享終端，研制開發客戶側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的用電信息。

2　技術原理與特點

2.1用電信息采集系統

智能表箱內配置具有費控功能的智能電能表，選用具有遠程跳閘本地合閘功能的出線開關，通過通信電纜將現場終端客戶的用電信息全部采集和上傳到監控系統。當用戶出現預存電費余額達到限值時可自動發送短信知用戶及時續費，實現用電信息采集“全覆蓋、全采集、全費控”。

2.2遠程測量系統

在箱式變內安裝智能數顯儀表、無功補償自動控制器、無線高壓設備溫度傳感器、無線溫濕度監測裝置，對高壓設備、變壓器的運行溫度，對箱式變內的運行環境溫濕度，對變壓器和分支路的實時運行數據（電流、電壓、有功、功率因數、電能量、無功投切容量等）進行采集；在開關箱內安裝電流互感器及數據采集終端，對各分支路的實時運行數據進行采集；在箱變、開關箱、表箱內進出線電纜終端安裝無線測溫裝置，對線路接頭的實時運行溫度進行采集。數據采集后通過通信光纜傳輸到監控系統，實現臺區的“遙測”功能。

2.3遠程信號監控系統

箱式變內安裝監控模塊，采用帶通信功能的智能開關，對變壓器低壓側進線開關、分支路開關、變壓器網門、計量小室門、無功投切位置等狀態量進行采集；對開關箱及表箱內開關的狀態位置進行采集。當開關狀態量發生變化時，將上傳到監控系統，并可通過短信告警到指定人員手機上，實現臺區的“遙信”告警功能。

2.4遠程控制系統建設

箱式變采用可遠方/就地控制的電動操作智能開關，安裝配變監測終端，通過光纖可進行遠程分合閘；開關箱及表箱采用帶分勵脫扣器的智能開關，通過通信光纜可接受并執行遠程遙控指令，對開關進行分閘操作，實現臺區的“遙控”功能。

2.5遠程視頻監控系統

通過安裝視頻監控裝置，可每天24小時不間斷對配

電臺區、自助服務終端等重要場所進行現場監控，監控畫面上傳到監控系統，實現臺區的“遙視”功能。

2.6剩余電流預警系統

箱式變內低壓出線開關及表箱的進線開關安裝具有“特波功能”的組合剩余電流動作保護器，將剩余電流數值上傳到監控系統，能實時監控剩余電流情況，對剩余電流異常情況發出預警信號。當發生故障跳閘時，能自動顯示故障跳閘時的參數，并能夠實時上傳故障信息，為運維人員快速排除故障，提供了第一手資料。

2.7新能源應用

建成一個5kW的并網式發電系統和兩個小型獨立電站系統，分別為自助繳費系統和箱變噴淋降溫系統供電。可針對非金屬殼體的特點和周圍環境因地制宜，在戶外溫度超過傳感器設定溫度時，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行降溫，同時水通過循環裝置流回水箱循環使用，對如何將新能源的應用融合進系統進行了有益的嘗試。

3　效益分析

結合前埔村“三區”（居住區、工業區、耕作區）總體規劃、生態環境及地理條件，通過采取一系列設備改造和技術提升措施，將前埔村的中低壓配電網進行全面升級改造，實現對整個改造區域的配電網“四遙”功能；打造全省領先的新型社區（美麗鄉村）精品智能配電網示范工程。

通過對該村老化的線路桿塔及線徑不足的線路進行更換改造；對帶電部位露裸的設備和接頭，通過加裝絕緣護罩等措施進行絕緣化改造；對與低壓線路安全距離不足、零線搭接不規范、路燈布設不合理的路燈及線路進行整改；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務自助服務終端，實現新裝、增容、雜項等用電業務自助服務功能；二是推廣使用手機服務平臺，為用電客戶手機免費安裝用電服務系統，實現客戶24小時、全天候可進行電費電量查詢和電費繳交；三是配合預付費用電方式的推廣，建設預付費電費充值卡自動充值終端，方便客戶充值續費；四是安裝智能型LED廣告燈箱，能實時在線播放國家相關的用電法律、法規，用電報裝須知等；普及農村安全用電宣傳。

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

4　適用范圍與條件

前埔示范臺區通過引進先進的自動化等配電設備、應用光伏發電等新技術新材料、開發用戶用電信息共享終端等方式，建設配電光纖通訊網，改造區域內架空線路部分纜化和絕緣化改造，完成網線的綜合整治，其改造方式較為全面且具有較為突出的特點。

臺區的標準化建設及部分智能化技術具備大面積推廣條件，但客戶側的智能化建設由于采用光纖到戶方式，前期投入資金較大，客戶側的智能化改造暫適用于新建成且戶變關系清晰的新型社區。

5　推廣建議

前埔示范臺區按照標準化設計、使用標準化材料、實施標準化施工，并采用智能化技術，符合“布局合理、設備先進、適度超前”原則，滿足低壓臺區和線路標準化建設的探索與應用，結合石獅市全域城鎮化建設、“美麗鄉村”建設，按前述適用條件，臺區的標準化建設及部分智能化技術可進行全面推廣，臺區的客戶側智能化建設建議對具備條件的臺區適時采用。

參考文獻

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[4]林森,等.縣城電網的智能電網改造研究[J].電子世界,2012(19):65-67.

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

作者簡介：