智能配电台区技术方案

智 能 配 电 台 区

技术方案

二〇一二年三月

目 录

第一章 综述.................................................................................................................. 1

1.1 现状与需求分析............................................................................................. 1 1.2 遵循标准和原则............................................................................................. 1 1.3 总体要求......................................................................................................... 2 第二章 智能配电台区功能配置.................................................................................. 3

2.1 简洁型智能配电台区..................................................................................... 3

2.1.1 适用范围.............................................................................................. 3 2.1.2 功能配置.............................................................................................. 3 2.2 标准型智能配电台区..................................................................................... 3

2.2.1 适用范围.............................................................................................. 3 2.2.2 功能配置.............................................................................................. 3 2.3 扩展型智能配电台区..................................................................................... 3

2.3.1 适用范围.............................................................................................. 3 2.3.2 功能配置.............................................................................................. 4

第三章 建设方案.......................................................................................................... 5

3.1 总体架构......................................................................................................... 5 3.2 建设内容......................................................................................................... 5

3.2.1 配电变压器.......................................................................................... 5 3.2.2 智能低压配电箱/柜 ............................................................................ 5 3.2.3 智能电能表.......................................................................................... 6 3.2.4 智能用电终端...................................................................................... 7 3.2.5 本地通信网络...................................................................................... 7 3.2.6 上行通信网络...................................................................................... 7 3.2.7 主站建设.............................................................................................. 7

第四章 系统功能.......................................................................................................... 8

4.1 数据采集与存储............................................................................................. 8

4.1.1 采集数据类型...................................................................................... 8

4.1.2 采集方式.............................................................................................. 8 4.1.3 数据存储与维护.................................................................................. 9 4.2 数据分析与管理............................................................................................. 9

4.2.1 台区信息监测...................................................................................... 9 4.2.2 电能质量监控.................................................................................... 10 4.2.3 台区异常报警.................................................................................... 11 4.2.4 配变监测分析.................................................................................... 12 4.2.5 用电信息采集管理............................................................................ 12

第五章 设备统计与报价............................................................................................ 13

第一章 综述

1.1 现状与需求分析

新安县共有20座试点配电台区需要进行智能配电台区改造。目前，这些试点配电台区存在以下问题：

（1）试点配电台区的配电箱结构设计未实现标准化和规范化；

（2）试点配电台区大多安装固定补偿的无功补偿设备，且容量配置相对较低；

（3）试点配电台区缺乏对配电台区电能质量问题（包括电压、无功、谐波和三相不平衡等）的有效监控与综合治理；

（4）线路运行参数不能及时掌握：对于运行中的线路、变压器的电压、电流不能及时采集最新准确数据。

总体来说，新安县试点配电台区的设备配置较低、安装设计简单、功能单一，并且大部分只实现了配电和计量的简单功能，这种状况已不能适应农网智能化建设的需要。

改造建设农网智能配电台区，实现台区信息模型的标准化、台区配电箱/柜结构设计的规范化和台区综合管理的智能化，实现配电台区设备（变压器、开关）状态监测与保护、计量管理、负荷管理、电能质量管理、线损管理、经济运行管理等功能，提高供电质量和可靠性。

1.2 遵循标准和原则

设计、建设农网智能配电台区，遵循正在制定的《农网智能配电台区功能规范》和国网公司企业标准《农网配变监控智能终端功能规范和技术条件》和《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》。

建设农网智能配电台区，遵循“标准设计、因地制宜”的基本原则。按负荷区域规模大小和负荷密度、地理情况，进行技术比较，选出合理建设方案。根据配电台区经济发展基础、负荷状况和供电可靠性等实际需求，充分利用原有配电台区的设备资源，选择相应类型的智能配电台区功能配置。

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1.3 总体要求

（1）配电变压器：积极选用节能、降损、环保技术的变压器，淘汰高耗能变压器。新建和改造的智能配电台区，推广使用S11型及以上、非晶合金铁心变压器等节能型配电变压器；

（2）智能低压配电箱/柜：采用间隔单元的标准化、规范化设计，各间隔单元按照功能模块进行划分，纵横分区布置，相互独立，实现“即插即用”，各间隔单元配置内面板并有明显标识；

（3）智能配变监控终端：对配电变压器运行信息进行采集，实现配变监测与保护、电能计量设备管理、用电负荷管理、电能质量管理、台区经济运行管理、互动化管理、接入公用电网的用户侧分布式能源监测与控制，并对采集数据进行管理和双向传输。

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第二章 智能配电台区功能配置

智能配电台区是应用配电变压器侧安装的智能配变终端和用户侧安装的智能电能表、智能用户交互终端配合双向高效通信信道实现配电台区信息模型的标准化和台区的智能化综合管理，具备“信息化、自动化、互动化”智能特征的配电台区。根据负荷水平、负荷性质的不同，智能配电台区可分为简洁型、标准型和扩展型三种建设模式。

2.1 简洁型智能配电台区

2.1.1 适用范围

适用于100kVA以下容量较小，负荷水平较低或负荷分散的城郊和乡村的农网智能配电台区。 2.1.2 功能配置

具备配电变压器基本的监测、保护、通信功能，实现配电台区计量管理、负荷管理和状态监测，并可选配用电信息管理和互动化管理功能。

2.2 标准型智能配电台区

2.2.1 适用范围

适用于100kVA及以上，负荷水平中等及较高，分布相对集中的农网智能配电台区。 2.2.2 功能配置

具备配电变压器基本的监测、保护和通信功能，实现配电台区状态监测、计量管理、负荷管理、无功补偿控制、三相不平衡监测、用电信息管理和互动化管理功能，并可选配配电台区线损管理、经济运行分析、分布式能源监测与控制等高级应用功能。

2.3 扩展型智能配电台区

2.3.1 适用范围

适用于负荷水平较高，电能质量要求高，用电负荷对电能质量有较大影响的农网智能配电台区。

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2.3.2 功能配置

具备配电变压器基本的监测、保护和通信功能，实现配电台区状态监测、计量管理、负荷管理、广义无功补偿（动态谐波抑制、无功补偿、三相不平衡治理）、用电信息管理和互动化管理功能，并可选配配电台区线损管理、经济运行分析等高级应用功能。

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第三章 建设方案

根据新安县试点配电台区的现状及需求，20个试点配电台区建设采用简洁型智能配电台区。

3.1 总体架构

图3-1 智能配电台区系统架构

3.2 建设内容

新安县智能配电台区改造建设内容包括配电变压器、智能低压配电箱/柜、智能电能表、智能用电终端、本地通信网络、上行通讯网络以及主站建设。 3.2.1 配电变压器

试点台区S7型及以下配电变压器更换成节能型配电变压器，积极使用S11型及以上、非晶合金铁心变压器等节能型配电变压器。 3.2.2 智能低压配电箱/柜

更换现有配电箱/柜,以符合智能低压配电箱/柜标准的面向间隔分层分布式结构统一标准设计模式。各间隔单元配置内面板并有明显标识，纵横分区布置，

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实现“即插即用”。

图3-2 智能配电箱结构图

（1）进出线单元

进出线端配置带有电动操作机构，且具备明显断开标识的开关设备。 剩余电流动作保护器选用智能型3C认证产品并具有通信功能。 （2）计量和测量表计单元

改造更换为遵循Q／GDW 354-2009《智能电能表功能规范》具备防窃电功能的多功能智能电表。

（3）智能配变监控终端单元

配置智能配变监控终端及其附属配套设备。 （4）电能质量管理单元

配置一体化的与智能配变监控终端配套的电能质量管理设备，主要包括无功补偿单元、有源滤波单元。

配变容量在100kVA及以上的台区均配置无功补偿单元，其容量配置原则按照变压器容量的30%基本配置。有源电力滤波器的容量根据台区的负荷状况及实际需求配置。 3.2.3 智能电能表

用智能电能表更换用户现用旧式电能表，配合智能配变终端完成智能配电台

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区的计量管理、负荷管理功能。 3.2.4 智能用电终端

在用户侧安装智能用电终端，配合智能配变终端，完成智能配电台区状态监测，配用电信息管理和互动化管理功能。。 3.2.5 本地通信网络

变压器台下行通信信道主要有低压电力线载波、微功率无线通信、以太网无源光网络（EPON）等本地通信组网方式。

新安县20个智能配电台区的下行通讯采用低压电力线载波通信。 低压电力线载波通信（LV PLC）是通过低压电网（380/220V用户线）载波方式来传送网络数字信息。载波信号频率范围应为3kHz～500kHz，优先选择IEC 61000-3-8规定的电力部门专用频带9kHz～95kHz，通信速率通常在1.5～10kbps之间。低压带电力线载波的基本频带为1MHz～20MHz,扩展频带为3MHz～100MHz，速率通常在1～200kbps之间，发送功率频谱密度在工作频带内不大于50dBm/Hz,工作频带外不大于30dBm/Hz。 3.2.6 上行通信网络

建议使用移动运营商GPRS通信方式。 3.2.7 主站建设

本部分设计纳入“统一数据采集与集中监控平台”项目

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第五章 设备统计与报价

表5-1列出了新安县智能配电台区建设材料清册和费用估算。如表，一个台区的估算为**万元，20个台区的估算为**万元。

表5-1 配电台区设备报价清单

设备名称 10kV开关 箱变/柱上变 智能配变终端 智能电能表 智能低压配电智能剩余箱/柜 电流动作保护器 漏电保护0.1 器 集中器 合计 0.5 1 0.5 2.6 2 0.2 关 安装在台区 两回出线开0.3 1 0.2 低压侧总开关 0.2 1 0.2 台区总表 1.5 1 1.5 单价（万元） 数量 小计（万元） 备注

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9da6.html