配电台区智能化系统设计和工程实现.docVIP

配电台区智能化系统设计和工程实现 　　【摘要】本文分析了目前配电台区存在的问题和技术缺陷，提出一种系统、实用的台区配电智能化总体方案。该方案利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，将配电台区系统的在线和离线数据、运行状态、网络结构和地理位置等进行信息集成，具有部分状态预测和故障诊断功能，建立配电台区智能管理系统，实现对配变台区系统的实时状态监测、远方数据采集、用电分析、负荷预测及营销管理，为用电管理部门提供及时、真实、科学的信息，促进电力运营管理，提高电力企业经济效益。 【关键词】配电台区；智能化；ZigBee 1.前言 配电台区作为最终、直接面向广大用户的一个低压变配电环节，其安全性、可靠性、经济性和高效性不仅影响着整个电力系统各项性能指标，也直接关系到广大用户的贴身利益和国民经济的发展。配电台区因其主要向广大社区居民提供生活电源，其系统和设备尤为简陋，操控依靠人工干预，保护绝大部分仍用跌落保险。在此实际背景下，针对性地研究配电台区智能化技术就有着重大的工程现实意义、经济意义和社会意义。 2.常规配电台区系统存在的问题和技术缺陷 2.1 典型的台区低压配电系统 目前国内0.4KV台区低压配电系统如图1所示。 2.2 在配变台区管理上普遍存在的问题 （1）台区与变电站、及变电站线路的对应关系不清晰，电力用户与台区对应关系不明确，各个台区用户的用电性质不了解。 （2）对各台区配变运行状态不了解，台区营销考核的重要指标来源不科学，技术参数大多数依靠人工采集的落后方式，特别是在较落后的广大农村地区，此问题更为突出。 （3）没有系统地形成以配变台区为考核单位的电能集抄和运行管理机制。 （4）防盗措施不力，台变被盗现象时有发生。 2.3 在配变台区技术上存在的技术缺陷 （1）保护功能单一、功能的增加、选择困难、保护准确度低、以及保护值的整定、修订存在保护的盲区和死区。 （2）无测量台区变运行工况的电压、电流、功率等元件，更无法测量与电能质量有关的参数，如谐波含量、波形畸变系数等，不能提供对系统预测、预估所需的电参量依据。 （3）熔断器因自身结构限制适用于容量较小的台区变场合，人工就地借助专业器具操控，其合、断点距离操作人员较近，安全性差；如果台变数量较多且分散布置广时，人员操作劳动强度大，极易疲劳误操作。 （4）无法预先掌握熔断器开、合及熔芯联通信息。 （5）运行安全性依赖人工责任心；维修效果取决于人工经验及技术水平；备件种类多，备件的互换性差；对运行、维修人员水平要求高；维护工作量大，检修成本高，检修时间长。 （6）低压集抄功能缺陷。需另配集中抄表器，对台变用户表计进行有线或载波集抄。抄表数据和台变运行参数不能有机融合。 3.配电台区智能化系统设计 3.1 配电台区智能化系统拓扑结构 配电台区智能化系统从0.4KV低压配电站、箱变、台架配变（台区变）构成的低压配电系统整体结构出发，采用分层分布式结构模式，即：监控管理层（监控计算机系统），网络接入层（通讯/信号管理），台区变层（进线间隔、馈线间隔、无功补偿间隔、母联间隔等）、系统运行方式（电源切换）；箱变；台区变。见图2台区变智能化配电系统拓扑结构。 （1）监控管理层 该层既可兼容原有中、高压自动化系统亦可自成系统。系统软件总体上分为三个层次：应用功能层（包含用户界面、数据库维护、定时事件）；后台功能层（包含用户操作的报文组包，报警事件和底层数据的报文的解析处理）；底层通信动态连接库。 （2）网络接入层 城区中台区配电系统如有专用光纤网，可直接接入；光纤网没有到达的地区，采用通用无线网。 （3）台区变层 由台区配电变压器和与其配套的智能电气柜（亦称智能化台区综合配电设备）、其他辅助环节组成。其中高度集成一体化的、具有智能电网特征的配电台区变配电智能终端（HV2002D-TB），其主要用于实现台区变压器与其馈（进）线的电量测量、电能计量、方式切换、状态监视、开关控制、微机保护、电击与电气火灾防控、数据统计、负荷预测、智能告警、故障诊断、电能质量分析评估、谐波抑制与无功补偿、远程抄表、网络通信等。 （4）分支箱层 完成电缆分支或分配，也可作为网络中转环节。 （5）用户层 对台区用户的电能表通过Zigbee无线方式集抄。 3.2 配电台区变智能化配电系统功能 （1）对配电台区变馈出线的全电量测量包括：各相电流、电压有效值测量；各相及合相功率因数角、相角测量，各相及合相功率。 （2）对配电台区变馈出线的剩余电流测量。 （3）对配电台区变馈出线路的有功、无功、视在电能计量，谐波能量测