预装式智能配电室基于物联网的理论分析与应用研究

董立刚

摘 要：本文简要分析了预装式智能配电室的研究，身为电力技术工作人员，优化设计了一种集 10KV 高压开关设备 、电力变压器或特种变压器、低压智能开关设备、 应急供电系统的预装式智能配电室，按用户要求组合为一体，探索了具有就地和远程操作达到遥控、遥测、遥信、遥调及 不间断供电的成套配电设备。

关键词：智能配电室;变压器;10KV 高压开关设备

引 言

基于泛在电力物联网的预装式智能配电室主要由基于泛在电力物联网的预装式智能配电 室装置和基于泛在电力物联网的预装式智能配电室管理系统两大部分组成。基于泛在电力物联网的预装式智能配电室在技术上具有结构紧凑，成套性强、运行安全可靠、维护方便、造型美观等优点。满足城市环网供电的要求，在经济上具有 占地面积小，移动方便，建站周期短，减少损耗等节能效果。 作为接受和分配电能之用，适用于城市公用配电、公共场所、 住宅小区、医院、风景区、油田、矿山、工矿企业、高速公路及一级重要负荷等用电场合。

一、预装式智能配电室结构特征

预装式智能配电室由高压配电装置，变压器及低压配电装置联接而成，分成多个功能隔室，即高压 室、变压器室、低压室及多功能室等。高压室功能齐全，高压由 环网柜组成一次 供电系统，可布置成环网供电、终端供电、双电源供电等多种供电方式，还可装设高压计量 元件，满足高压计量的要求。变压器可选择 S11、S13、SBH15 以及其它低损耗油浸变压器或 干式变压器。低压室根据用户要求可采用面板、屏、或柜装式结构组成用户所需供电方案。 有动力配电、照明配电、无功功率补偿、电能计量、应急供电系统等多种功能。采用自然通 风方式，力求变压器最大负荷运行，高压室结构紧凑合理，并且有全面防误操作联锁功能， 各室均有自动及照明装置，操作方便，使产品运行安全可靠，操作维护方便。

根据新国标（GB17467-2010）预装式配电室不建议采用强制通风的要求，对外壳进行 了结构上的改进，通过在房顶的加装无动力风机系统来实现，可保证在高温季节的散热效果 ，低压总开关及馈线开关必须采用数字式开关，带漏电保护功能，带三相电压，三相电流， 有功/无功，电量，功率因数等测量功能，带数字通讯功能，带远程分合功能，温度测量等功 能，开关能够自动组网将数据上送到主站。 动态无功补偿功能，无功补偿容量占变压器容量 40%，含静止无功发生器（SVG）占总补 偿容量的 40%，智能电容器共补占总补偿容量的 30%，智能电容器分补占总补偿容量的 30%。 箱体外门锁，采用防雨、防堵、防锈、防盗的專用门锁，外门打开后可定位在开门位置。 外门框上加装了专用的橡皮嵌条，箱顶四周设有防雨檐，底部电缆进出线口加装了橡皮绝 缘圈，能有效地防雨水、防灰尘、防小动物，保证电气设备可靠运行。变压器室可设置轨道及变压器小车，方便变压器安装、更换。 变压器室设二道门，内网门采用开启式，确保巡视人员的人身安全。 高压进线方案分为电缆，架空进线两种，低压出线一般为电缆出线。

二、预装式智能配电室系统组成

（1）高压单元（放置高压进线柜）

高压单元室内设置两台 10KV 开关柜，开关柜由主开关及母线室、继电器仪表室、二次电缆室、小母线室等组成。 其外壳厚度由不小于 2mm 的优质钢板与型钢焊 接而成。

（2）低压单元（放置低压出线柜）

低压单元主要放置固定式（或抽屉式）低压开关柜，全封闭型，柜内每个装置连续运行时，防护等级符合 IEC529 的要求，外壳由厚度不小于 2mm 的优质钢板与型钢骨架焊接而成。柜内设有供检修用的接地装置，并有明显的接地标识，每一路出线都有远程监测单元。

（3）补偿单元（放置补偿柜）

补偿单元主要放置增强型静止无功补偿柜，装置通过检测补偿对象的电流和 电压，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发

生电路放大，得出补偿电流，补偿电流与负载 电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消，最终 得到期望的电网电流。补偿装置具有以下特点：

①响应速度快 响应时间：≤5ms;

②实用工况灵活 对于三相不平衡的工况可以解决中性线电流和零序无功及谐波;

③补偿功能多样化可以实现不同多种补偿功能：谐波含量低;

④结构组合多变 可以有模块式、壁挂式、机挂式、机柜式多种组合方式，现场安装应用馈电回路灵活，扩容维修方便

三、预装式智能配电室的应用研究

基于泛在电力物联网的预装式智能配电室在高低进出线柜以电磁联锁、程序联锁、微机防误闭锁的几种型式实现国家强制性的“五防“联锁功能。高压进出线柜的柜门装设了自制带电显示器，该带电显示仪在强行打开柜门后会发出报警。智能型预装式配电室根据型式分为普通型、地埋型、车载型三种。

应用在 航天、航空制造、军工制造、铁路、公路、石油、精细化工、高层写字楼、居民 小区等多个行业和领域。另外车载型还适用于煤矿、井下作业、大型文艺团体流 动的演出、各种工程施工用的临时电源以及抗洪抢险等特别重要场所。基于泛在电力物联网的预装式智能配电室用于路灯配电室时，采用有载调压、调容 变压器，自动控制。白天切除高低压侧开关，从而达到减少变压器损耗的目的，考虑到变压 器在投入过程中会有励磁谐波的产生，影响电网的供电质量，在高压侧，加进了消谐滤波装 置，并将智能补偿装置和节电装置相结合。提高了节能效果和安全性能。

结束语

综合以上所论述可知，毫无疑问基于泛在电力物联网的预装式智能配电室应用前景广泛。与我国电网的不断进步和发展正相关。提高了电网运行效益。对该设备推广运行可实现更多的社会价值。

参考文献

[1] 罗浠 探讨目前新形势下变电站运行维护工作的现状及措施分析（J）经营管理者，2014（01）。

[2] 李征赢 电力工程中电力系统规划的设计分析（J） 南方农机，2018，49（7）：198。

[3] 喻剑辉，张元芳  高电压技术    中国电力出版社  2006。