光電技術的智能配電終端在配電線路上的運用

趙乾+王翰斌

摘 要：在電網中，配電質量關系著用戶對電能的使用情況，為此在實際中如何保證配電的穩定性是電力系統在發展中需要重點關注的部分之一。目前在現代科學技術及信息技術不斷發展的影響下，電力系統在實際中也逐漸向著智能化的方向發展，智能化配電終端作為配電系統中重要的部分對配電執行管理有著極為重要的作用，而光電技術的智能配電終端在實際中可以發揮出其所具備的高效、快速的通訊傳輸等功能，進而提高配電的效率，使其在實際應用中更加穩定。

關鍵詞：光電技術；智能配電終端；配電線路

智能電網一直是我國電力系統發展的重要方向，而光電技術作為一種使用較為廣泛的通訊傳輸技術，其也逐漸涉及到電力系統中。目前在電力系統智能配電終端中主要采用的是數字化的采集方式，因此其通訊水平總體來說達不到高效、標準的規范式電波通訊要求，其傳輸效率及傳輸量根據現今配電網發展要求來說仍然較低，為此本文對光電技術的智能配電終端進行了研究及分析，根據其特點指出了智能配電終端在配電線路上應用的優勢，并詳細的分析了其功能及內容，以此來對其進行更好的應用。

一、應用背景

目前我國電子式互感器隨著IEC60044與IEC61850標準的出臺在高壓網上已經成功大范圍應用，得到了良好的效果。智能配電網作為智能電網的重要組成部分，承載著提高供電可靠性、優化配電網經濟運行、提升資產管理水平、便于分布式能源友好接入、提供高品質電能等責任。因此全國各電力公司積極響應國家號召，全面開展智能配電網的基礎建設。在此期間，電力公司對于一款“適應智能配電網特征的新型傳感技術產品”的呼聲越來越高。而國外智能配電網的建設起步較早，已經有一批成熟的產品得到成功應用，目前可靠性和傳輸容量較好的應為光電測量技術的產品。2002年磁光玻璃的光電互感器產品問世以來，已經成功應用于配電自動化項目中，實際運行時間超過10多年，產品技術的先進性、運行的穩定性、可靠性都得到了市場的有力驗證。

二、系統特點

以光電技術為核心，具有技術先進、擴展性強和性價比高的特點，可以為電力行業用戶提供快速、高效、低成本的綜合產品方案。產品類型涵蓋戶外整機，戶內整機，前端設備等，整機集多種功能模塊為一體，功能強大，應用場合廣泛，能全面應用于36kV及以下的所有電壓等級，全面滿足國家配網自動化終端技術規范中的各項要求。

1、實現36kV及以下中壓架空網配電自動化

實現36kV及以下中壓架空網配電自動化的核心設備，設備采用基于法拉第磁光效應的光電技術，集遙測、遙信、遙控、通信及電源管理等功能于一體，可完全取代傳統CT+FTU的組合方式。除架空線路外，產品同時也可用于公變、專變等場所，實現對設備狀態、線路電壓、電流以及故障等信息量的實時監測與開關量的遠方控制。

2、實現36kV及以下中壓電纜網配電自動化

實現36kV及以下中壓電纜網配電自動化的核心設備，設備采用基于法拉第磁光效應的光電技術，集遙測、遙信、遙控、通信及電源管理等功能于一體，可完全取代傳統CT+DTU的組合方式。產品可安裝于變電站、配電室、環網柜、開關房、開閉所、綜合房等場所，實現對設備狀態、線路電壓、電流以及故障等信息量的實時監測與開關量的遠方控制。

3、實現36kV及以下電壓等級配電自動化

實現36kV及以下電壓等級配電自動化的核心設備，設備采用基于法拉第磁光效應的光電技術，可應用在電纜網、架空網等多種環境，完全取代傳統CT與其它DTU、FTU等配電終端產品配套使用，共同實現三遙等功能。

三、功能與優勢

1、新型光傳感技術，引領未來電流互感器發展方向

隨著時代的發展和技術的進步，傳統基于法拉第電磁感應原理的互感器技術已無法滿足智能電網、數字化變電站的建設需求。而新興的電子式互感器代表著互感器傳感精確化、傳輸光纖化、輸出數字化、數據共享化、設備小型化的發展趨勢，具有傳統測量技術無可比擬的優勢，真正契合了智能電網的發展需要。而這其中，基于法拉第磁光效應的電子式電流互感器由于其全絕緣結構、無源工作以及對于交直流測量的通用性等一系列突出優勢，更使其引領著未來電流互感器技術的最終發展方向。

2、寬量程、高精度，為高級應用奠定堅實基礎

應用法拉第磁光效應原理設計、制造光電產品具有量程寬、不飽和的優點，不僅在能夠測量正常負荷電流，更可測量高達20kA的故障電流，全量程的測量精度均優于1%，為故障的監測分析提供了詳實的數據依據。

3、安裝維護便利，推動配網自動化建設步伐

在全國配網自動化轟轟烈烈開展的大背景下，如何實現以最小的工程量、最短的停電時間以及最少的投資來實現對現有一次系統的自動化改造成為首要問題。而傳統電流互感器由于其鐵芯結構和二次不能開路運行造成施工改造與維護必須長時間停電，嚴重降低了供電的可靠性。

4、短路故障測距，提高供電系統可靠性

配電系統在應用中其一旦發生故障問題就需要對區域內配電線路進行全面的檢修工作，這在實際中無疑增大了配電系統的不穩定因素。而光電技術的智能配電終端應用可以有效的提升故障問題檢修效率，在最短的時間內對故障部分進行定位，進而確定其短路故障就的發生因素，其在實際中所應用的特點為光電技術產品可依據其測量的故障瞬時電流及電壓值，通過歐姆定律，精確計算出系統短路阻抗及線路電抗，在線路電抗率已知的情況下就可準確得到短路故障點距離。這一功能可以為電力運行人員，提供快速的線路故障定位信息。縮小故障排查范圍、快速恢復供電，不僅增加了電力企業和用戶的經濟效益同時也大幅增加了電力企業的社會效益。

5、環保價值高

在現有的配電終端中其互感器多數是采用鐵芯來制成的，為此需要對其應用材料進行開發及冶煉，而在這個過程中，必然會出現資源的消耗及加工污染。而采用光電技術的智能配電終端可以有效的降低能源消耗量，再加上其在運次運行的過程中不會產生系統能源大量耗費的情況，進而達到環保的目的。

結語：光電技術作為一種精度高、量程寬的通訊傳輸技術，其在實際中的應用可以滿足配電線路在實際的工作運行中對智能配電終端的要求，同時其在應用中所具備的優勢可以提高配電效率。以上全面、深入的分析了光電技術的智能配電終端的性能及應用優勢，但是在實際中此項技術在配電線路上的應用仍然處于初步發展的階段，為此必須要對其進行更深層次的研究及探索，從而使其在配電網中的使用技術可以得到完善，使此項技術可以得到良好的應用及推廣。

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