配電自動化柜及其應用制造技術

本發明專利技術公開了一種配電自動化柜，由柜體和多個單元模塊組成，各單元模塊以抽出式與柜體活動連接且可內置于柜體內，各單元模塊設有多個不同功能的二次元件；配電自動化柜包括第一配電柜和第二配電柜，第一配電柜由若干個單回路控制保護單元模塊組成，第二配電柜包括接線端子模塊、DTU保護綜合單元模塊、ONU通訊綜合單元模塊以及電源單元模塊；其中：第一配電柜與第二配電柜通過接線端子模塊進行電氣連接。與現有技術相比，本發明專利技術提供的配電自動化柜，可作為標準化產品生產，也可將其各功能模塊設備作為標準化產品生產設計，可與任意一種環網柜組配套使用；解決了戶外開閉所存在的安全性問題，同時提高戶外開閉所的供電連續性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及配電自動化系統，更具體地，是涉及一種配電自動化柜，屬于電氣設備自動化

技術介紹
電力系統包括發電、輸電、變電、配電幾個主要環節，其中配電是直接面向電力用戶的功能。在我國，長期以來形成了 “重發、輕供、不管用”的局面，配電網系統嚴重落后，致使居民用電線損高、電壓低、供電不可靠，成為電力系統供用電的瓶頸。在早期電網建設時，更加重視發電和輸電，而配電和用電環節往往被輕視。因此，近幾年來，國家投入大量資金，經過幾輪的城農網改造，改造了大量的線路、開關和變壓器等，進行配網建設。隨著社會經濟的發展，電力市場化的進程不斷深入，用戶對電能可靠性和質量的要求也在不斷提升，城市電網供電半徑越來越短，配電網配電房得到廣泛應用。配電網配電房是配電網的自愈和互動的關鍵節點，配電房自動化套用功能單一的“三遙”監控和饋線自動化功能的建設模式，難以滿足智能配電網自動化的發展要求。而智能電網是電力工業的又一次革命，是應對全球、全人類能源、環境、氣候、經濟、可持續發展的綜合解決方案，代表著未來電網研究和發展的方向。配電網是電能應用、面向用戶的窗口，是智能電網的重要組成部分，也是電網智能化的重要突破口。配電自動化是指利用現代電子、通信技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網在正常及事故情況下的監測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進供電質量，與用戶建立更密切更負責的關系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經濟性最好。目前，大多是基于通信網絡、饋線終端單元和后臺計算機網絡的配電自動化系統，在配電網正常運行時也能起到監視配電網運行狀況和遙控改變運行方式的作用，故障時能及時察覺，但是大多缺乏自動控制功能。即使少數系統擁有自動控制功能，也因為系統過于復雜、冗余，使得成本高昂，不適合推廣應用。改革開放以前，大多數城市還沒有形成大片的負荷特別密集區，故用戶電源大多是通過來自變電站的1KV線路直接或間接送到用戶變壓器，配電方式主要以樹干式配合輻射式為主，系統連接簡單。但是，近20年來，國民經濟發生了飛速的變化，城市趨于密集化、都市化，城市電網用電負荷猛漲，形成了負荷密集區，負荷密度從原來的數百kW/km2增長到數萬kW/km2，原有的供電方式明顯地暴露了許多弱點:線路長，線損大、電壓質量差，故障處理情況復雜，線路設備運行維護管理工作量大，新增用戶擴容困難，由于城市規劃要求，線路架設走廊越來越困難。變電站線路直接到用戶這種方式難以滿足城市發展需求，因而近幾年來提出一種新的供電方式一一通過開閉所向用戶供電，這些開閉所與變電站的區別僅僅是無主變壓器和斷路器。在配電網絡接線結構上，發展趨勢是采用環網形式供電，環網供電模式可以提高供電的可靠性，用戶可以從開閉所環網單元端獲取電源，減少事故的停電面積。環網結構有單環、多環之分，還有開環、閉環的區別。按照使用功能的不同，單環、開環運行的配網系統一次部分可分為5個模塊；1)變電站出線斷路器；2)環網線路；3)環網開關柜；4)用戶1KV配電裝置；5)用戶變壓器。根據環網開關柜、用戶1KV配電裝置和用戶變壓器的不同組合，可以組成環網開關站、用戶變電站和環網用戶變電站三種不同模式，在這些模式中，作為環網供電的主設備一一環網柜，則越來越受到供電部門和用戶的重視。開閉所是一組高壓開關設備或環網柜裝在金屬或非金屬絕緣柜體內或做成拼裝間隔式環網供電單元的電器設備，其作為城市配網的基礎組成部分，開閉所的安全性是配網饋線安全性的重要保障。近年來，在城市電網中，由于開閉所故障發生的供電事故屢見不鮮。常見的開閉所故障包括開關誤動、保護拒動、外力破壞、開關氣體泄漏、電纜頭發熱爆炸等等。現有解決這種問題的有效方法是在開閉所中安裝配電自動化遠方終端DTU、相應的通訊終端ONU以及設置在環網柜組頂部的微機保護及控制模塊實現。現有技術中將這些自動化功能模塊(微機保護及控制模塊)采用分布式結構和集中式結構設置于開閉所內、環網柜內或操作機構室內。對于分布式結構的自動功能模塊的安裝分為兩種方式安裝:一種是將這類自動化功能模塊設置到環網柜內部，但是環網柜內部具有10000V的高壓設備，DTU及ONU的空間安排困難，即使可以安裝，也難以保證完全穩定的運行；另一類是將這類自動化功能模塊附加到環網柜外、開閉所內，而這類自動化功能模塊的任意擺放，造成運行設備擺放零亂，給運維工作帶來一定影響。對于集中式結構是將這類功能模塊獨立集中在一個保護裝置柜中，例如現有的一種柜式的DTU封閉式設備，DTU的柜身內設置有主控芯片以及與環網柜中各路出線相連的接口，通過將環網柜的各路出線分別連接至DTU及0NU，以利用DTU及ONU對環網柜進行監測，避免或排除環網柜故障。然而，隨著城市經濟發展對環網柜等一次設備的要求越來越高，現有技術的不足之處也愈加明顯，環網柜通常具有多路出線，而DTU及ONU只能固定在環網柜內某一位置，則利用電纜將環網柜的各路出線連接至DTU及ONU時，電纜走線距離過長，且要穿越其它控制箱內，結構復雜，安全性較差；且當一路出線發生故障時，會影響對其他所有出線的監控，導致整個環網柜無法正常工作。圖1和圖2為現有技術中的戶外開閉所的主視圖和剖視圖，如圖1和圖2所示:置于環網柜組頂端的微機保護及控制模塊由于是固定連接在環網柜組上，內部走線混亂；且該功能模塊因其保護作用極易故障，需更換該功能模塊，但因其設置的缺陷，往往因為安全考慮，需要將整個環網柜組停電，更有甚者乃至整個開閉所停電，嚴重影響了配電網的供電連續性及安全性；此夕卜，如圖2所示，該功能模塊的后側有大量空間浪費，未能充分利用。戶外開閉所由于自身結構原因、環境問題、安裝問題等都會影響二次設備的準確性，導致二次設備的誤動作，增加了停電次數，擴大了停電區域，加大了檢修工作量。當需要檢修二次設備時，防誤操作一般會把一次單元停電或整個開閉所停電。當二次設備有故障要進行大量的排故障檢修時，需要一一檢測，確定故障的位置，然后對產生該故障的元器件更換，并進行的大量的二次接線工作和調式工作，這樣會大大擴大停電的區域和延長停電時間。此外，由于廠家及配電方案不同，各種類型的戶外開閉所中的配電柜選用的元器件往往不同，尺寸大小更無法統一，導致戶外開閉所中配電柜的元器件不具有通用和互換性，這樣即使在檢修時，現場確定故障，也可能無法及時找到合適的配件更換，無法在短時間內恢復供電，不能滿足現代供電要求。所有使用中的環網柜和配電柜不可能不出現損壞、維修或更換情況，而供電運營單位無法對所有廠家的環網柜和配電柜都全部了解和知悉，也無法對各種不同類型、不同廠家、不同配電方案的配電柜和環網柜中的元器件都有備份；這樣在環網柜和戶外開閉出現故障時，難以及時找到相對應的元件更換，導致不能高可靠連續供電。但是在當今社會提倡提高配網自動化建設，高穩定性的可靠連續供電也是配網自動化的基本。停電時間的長短直接影響供電單位的經濟損失，對于不斷提高電氣化的當經社會，可靠連續供電尤其重要，用戶的實際損失有可能遠遠超出電費的損失，可靠連續供電將成為供電合同的重要衡量標準。因此只能提高標準化、模塊化設備才能提高通用和互換性，然而生產或研制開閉所或環網柜的廠家眾多，尤其各類使用中設備已有很長的歷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
配電自動化柜，其特征在于：由柜體和多個單元模塊組成，各單元模塊以抽出式與柜體活動連接且可內置于柜體內，各單元模塊設有多個不同功能的二次元件；配電自動化柜包括第一配電柜和第二配電柜，第一配電柜由若干個單回路控制保護單元模塊組成，第二配電柜包括接線端子模塊、DTU保護綜合單元模塊、ONU通訊綜合單元模塊以及電源單元模塊；其中：第一配電柜與第二配電柜通過接線端子模塊進行電氣連接。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：袁茂銀，
申請(專利權)人：袁茂銀，
類型：發明
國別省市：湖南;43