配网自动化系统一次设备设计改造分析

张晓成 陈丹琪

摘  要：随着我国经济发展和科技水平不断提高，各行业对电力的需求也随之提升，实现配网自动化是提升供电可靠性，提升电能质量的重要手段。但是，配电网的建设在以往没有得到足够的重视，缺乏建设资金，设备技术比较落后，导致了电网设备与电力需求不协调的问题。因此，需要对现有的一次设备进行设计和改造，使其满足配网自动化系统的要求。开关类设备作为配网运行中的一次设施，在配网自动化系统将发挥重要作用。本文主要介绍配网自动化系统设计改造过程中，对一次设备设计改造的要求和技术要点，并分析配网自动化中改造开关柜和环网柜、更换开关柜和环网柜，更换柱上开关的要求。

关键词：配网自动化;一次设备;改造设计;开关柜

中图分类号：TM76        文献标志码：A

0 引言

传统配网设备运行年限较长，设备比较陈旧，需要进行设计和改造，使之与配网自动化系统相适应。近年来通过城市配网升级与改造项目，配电网网架逐渐完善，结构更加合理，设备持续升级，线路联络率、“N-1”满足率显著提升，提供了配网自动化系统实施的基础。配网自动化系统实施后，电网供电可靠性和供电质量会明显提升，通过故障隔离、负荷转供，缩小故障停电范围，迅速恢复非故障线路供电。同时，配网抢修人员劳动强度大大降低，工作效率得到提升，配网安全隐患减少。因此，加强配网自动化系统的一次设备设计和改造，是十分必要的。

1 设计改造配网自动化一次设备的要求和要点

配网自动化的内容和特点是监视与控制电网，控制主要指改变设备运行的方式，监视则是指掌握配网的全景数据。通过配网自动化系统的建设，实现配网从“盲调”向配网“可视”、“可控”的目标转变，为实现该目标需要达到以下要求：

（1）合理设置配网网架，简化接线方式。优化线路分断点与联络点，均匀分配各段线路负荷，从而简化故障时网络重构策略，迅速隔离故障，缩小停电范围。

（2）对配网一次设备升级改造，达到三遥或者二遥要求，即配备达到配电自动化终端操作要求的电机、端子和接口，并预留配电终端的安装空间。

（3）通信要求安全、精准、快速、可靠，否则在承载大量数据时配网自动化系统会出现瘫痪。

在设计和改造配网自动化一次设备时，要全面研究设计内容，设计要点如下：

（1）明确配网自动化的层次。要结合配网规模明确使用相应体系结构。配网自动化体系结构有两层和三层之分，县市及以下的配网自动化系统规模偏小，通常是采取两层结构。

（2）明确配网自动化系统的主站功能。配网自动化系统的中心就是主站系统，需要具备安全性与可扩展性。

（3）对信息量进行计算。系统设计人员要全面掌握信息量，确保设计的全面化，并与交换机、光网络单元等相结合，防止设备冗余与信道堵塞。

2 改造开关柜和环网柜

在配网自动化中改造开关柜和环网柜的主要关键点是：

（1）开关柜由于品牌不同、型号不同、生产批次不同，导致部分开关柜无法改造。比如梅兰日兰牌开关柜的RM6型号灰色面板属于老款，无法改造;而黑色面板属于新款，能够改造，需要在设计中注意。

（2）二次线室、开关柜面板问题。例如梅兰日兰牌开关柜的SM6型电动操作机构因柜身没有充分空间，要对环网柜面板进行配套更换。而RM6型电动操作结构也因柜身没有充分空间，要对二次线室进行配套更换。

（3）改造电动操作机构。开关柜的品牌虽然相同，但其电动操作机构可能不同，在对现场进行勘查时要认真，确保准确。比如某型号电动操作机构有两种不一样的电动操作结构。

（4）根据改造设备柜体内及附近的空间情况，选择户内或者户外遮蔽式配网自动化终端。

（5）电流互感器的改造。不同厂家生产的电流互感器有较大差别，要确认电流互感器的大小合适，否则无法完整安装。比如电缆头相间的间距过小，不能把单相电流互感器完整安装。若电缆头的三指套有过大的外径，会导致不能安装零序CT。若电缆的弯曲半径没有达到标准，电缆处就不能安装零序CT。

（6）安装空间合适。在配网自动化中设计和改造一次设备，也要注意DTU的安装位置是否合理，确保有效的检修空间。若DTU柜后沒有空间，就只能从前方位置进行检修。然而，如果有底板故障、配线错误等缺陷故障的时候，往往要将后面板打开进行检修。

（7）改造接线线路。开关柜和配网自动化终端有比较复杂的接线线路，同时设备不同，具体零件尺寸也有所不同。所以，改造时要从整体出发，配合各零部件线路接线，选择最佳配置方案，从而将各机构有效连接到一起，开关柜内部空间得到有效利用，提升改造效率。

3 更换柱上开关

在配网自动化中更换柱上开关的主要关键点是：

（1）根据馈线自动化类型选择柱上开关，如集中型馈线自动化，柱上开关可选择断路器、负荷开关。就地型馈线自动化，柱上开关应选择重合器。

（2）柱上开关采用弹簧操作机构，可以进行电动和手动分合闸操作。

（3）柱上开关需配置隔离开关，且设置操作闭锁，在线路中形成明显的开断点。

（4）二次线采用户外防护电缆，其连接采用航空插接件，满足户外恶劣的运行环境。

（5）柱上配网自动化终端外壳要求可浸水，防凝露，防风沙。

4 更换开关柜和环网柜

在配网自动化中更换开关柜和环网柜时需要注意以下问题：

（1）确认现场有无加装PT柜的条件。扩展PT柜的方向在前期设计时就要确定，不然厂家在出货后再更改的难度非常大。

（2）环网柜柜体内要预留DTU、通信终端安装空间，同时外壳柜门位置要安装门开关。

（3）新环网柜相间CT通常都是安装到绝缘套管位置，零序CT采取开口式，为了安装方便，要选择较大的直径。

（4）在更换新的户外柜时，一定要预留检修的通道。

（5）环网柜处于户外的潮湿环境内时，首先要选择使用固态继电器、密封继电器，避免在运行环境中发生氧化。其次，要使用二次线防水型接头，避免因为凝露或氧化而出现短路问题，必要时增加环网柜除湿装置。

（6）针对电源问题，要按照厂家提供的二次回路供电要求分开电机电源和操作电源，方便配置标准布线，从而实现对配网自动化终端设备的控制和信息传输。

（7）配线与端子箱存在差异，不同厂家配线配置和端子箱不同，在购置物资时要着重注意。

（8）户外柜外壳，各个厂家生产的开关柜尺寸不同，尺寸不统一。因此，设计人员要充分了解开关柜厂家的资料，从而明确外壳尺寸，并将外壳尺寸提供给生产外壳的厂家，确保外壳尺寸和开关柜尺寸相符。配网自动化系统在我国建设实施的时间还不是很长，建设中会有不少问题出现，需要及时解决并反馈，总结建设经验，为之后配网自动化的设计改造提供良好借鉴。

结语

配网自动化是时代发展的必然趋势，大范围建设配网自动化一方面会消耗大量时间，另一方面前期投入也需要较高的成本。因此，对配网中的一次设备进行改造是一个较好的选择，通过改造开关柜、环网柜，更换柱上开关，实现配网自动化系统的建设目标。

参考文献

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[2]姚淼.配网自动化中一次设备改造设计探讨[J].技术与市场， 2014（8）：76.

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