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      目前，城市電纜網大部分采用輻射網供電，一旦某處發生故障，會引起整條線路的大面積停電，供電部門需花費長時間進行故障查找、隔離和非故障區的供電恢復工作，可靠性差。特別是由于配電網網絡結構不合理、供電形式單一、自動化程度低等帶來的供電可靠性問題，已越來越被電力部門所重視。為解決這些問題，有必要對現有城市配電網開關設備、供電方式進行研究和改造。本文結合廣州南區電纜網改造工程實例，說明智能分布環網供電方式在城市配電網中的可行性與優越性。
1、廣州南區饋線自動化系統方案
    為了減少進行城市配電網開關設備和供電方式改造的投資壓力，電纜網改造采取分段投資和分階段實施的思想，先實現饋線自動化，保證對配電線路故障情況下的快速響應，減少故障停電范圍、縮短非故障區域恢復供電時間。根據廣州南區江南變電站江南F8、F22出線電纜網設備的現有狀況，可以采取以下2種實現自動化改造方案：①在現有配電柜的基礎上增加電動操作機構、遠方監控終端和與自動化要求配套的TA、TV；②直接采用智能化開關設備（如重合器、智能化配電柜）構成智能分布環式供電方式。
    采用方案一所面臨的問題是，目前使用的配電柜因未考慮自動化需求，內部空間有限，二次改造安裝電動操作機構和測量用TV、TA以及監控終端的難度較大，尤其是一些舊型號產品，無成熟的電動機構配套裝置，無加裝TV、TA的空間，盲目改造可能會給自動化系統帶來因升級不當造成的不必要的故障點。而方案二依靠重合器自身的控制單元即可實現對饋線電路各電氣量的檢測，實時切斷故障電流；依靠重合器與分段器動作時限的配合以隔離故障區段，實現配電網絡重構，恢復非故障區段的供電。經綜合比較，采用方案二較為符合廣州市南區電纜網改造的實際情況。
2、配電網環式供電網絡結構及運行方式
    為了保證饋線自動化實施的有效性，以現有的電纜環網設備為基礎，在盡量降低投資成本的前提下，對供電線路進行科學、合理的分段設置，更換選定分段點上的配電柜，采用新型智能配電柜，對于不在選定點上的配電柜則保留原有的運行設備。
    該項工程的自動化改造涉及的設備有傳統的HXGN配電柜、SM6配電柜以及XGN配電柜。經過實地的考察，采用了智能柜和TV柜混合使用的原則。改造中，把南城開關房和航海設備廠開關房內的進線柜改造為智能配電柜，把廣醫二院開關房、小港新村開關房、細崗開關房、細崗東四街開關房的進線柜改為智能配電柜加TV柜的組合形式。開關房內的其他高壓柜全為手動柜，并將細崗東四街開關房一進線智能型配電柜內的開關設置為聯絡點，其余開關房均設置為分段點，這樣就構成了簡單的智能分布環式供電方式。廣州南區江南變電站的江南F8、F222、條出線改造后線路供電網絡圖見圖1。
    改造后，整條電纜環網線路被智能型配電柜內的開關分為A～C7個供電區段。線路正常工作時，南城開關房、廣醫二院開關房、細崗開關房由江南變電站江南F8出線供電；航海設備廠、小港新村公變房、細崗東四街開關房由江南變電站江南1;22出線供電；細崗東四街智能型配電柜內開關正常供電時為常開，作為聯絡開關。這樣可實現當線路故障時，通過智能開關設備本身將故障隔離在兩開關房之間，而不影響該條線路其他開關房的正常供電。圖中標示的時間為實際運行時智能型配電柜內的開關控制終端的關合延時時間。
3、智能分布環式供電實現方法
    電纜網在采用上述智能配電柜對供電線路分段后，線路具備在無通信信道的條件下完成故障識別和隔離的功能。下面簡要介紹智能分布環式供電方式的實現過程。
    圖1中，若在線路C段發生故障，江南F8的出線斷路器保護動作跳閘，本饋電線路上的所有智能配電柜內分段點處的斷路器因失壓而斷開。江南F8的出線斷路器經過5s延時后第一次重合，送電至A段；南城開關房智能配電柜內的斷路器延時7s后關合送電至B段；廣醫二院開關房智能配電柜內的斷路器延時7s后關合送電至C段。若C段發生的故障是瞬時故障，則線路各斷路器依次延時關合，線路恢復正常供電；若故障為永久性故障，則此時送電至故障段，引起站內出線斷路器跳閘，這時線路C區間前段廣醫二院開關房智能配電柜內的斷路器合閘后y（故障檢測時間）時間又檢測到失壓而跳閘并閉鎖，C區間后段的細崗開關房智能配電柜內的斷路器因為檢測到故障電壓而閉鎖，此時完成了故障區間的隔離；江南F8的出線斷路器二次重合，延時依次完成C段前非故障區間的恢復送電；而細崗東四街開關房內的聯絡斷路器的控制終端在感受到一側失壓后開始計時，45 s計時結束后斷路器合閘，恢復故障區間后端的非故障區間D的送電；至此，在不到1 nun的時間內完成了故障區間C段的判斷和隔離及非故障區間A、B、D段的供電恢復過程。表l為在圖1中所示的時間設置情況下，江南F8、F22出線間某一區段發生故障時，其余區間供電恢復的時間及恢復供電電源簡表。
4、智能分布環式供電實施前后效果對比
    在線路改造以前，當供電線路某一區域發生故障時，整條線路停電，供電部門需要根據當前網絡狀況及備用電源容量確認備用電源能否聯絡投入，同時要求現場快速進行負荷切換，以避免其他非故障用戶的停電。上述過程的完成需要1~2 h，甚至更多。
    線路改造后，當某一區段發生故障時，利用Fru自身具有的智能化檢測功能，與開關設備配合，共同完成故障區段的隔離、非故障區段的恢復供電，使停電范圍和停電時間最小，并且利用站內故障區段指示設備，通過計算站內斷路器分合閘時間，判斷出故障區段并通知運行人員檢修，整個過程不到1min。
5、結論
    (1)利用智能配電柜設備本身的就地處理故障能力，不需要系統的介入就可以完成饋線自動化功能，實現配電網絡重構，恢復非故障區段的供電，基本上達到了廣州南區電纜網改造的目的。
    (2)采用智能配電柜進行城市電網改造，電纜網的配電自動化可以分步驟、分階段實施，可以做到邊投資邊收益。該配電柜留有通信接口，在條件成熟時可增加后臺系統，實現對配電線路的“四遙”功能。
   (3)廣州南區的電纜網試點工程改造投運成功，從工程實踐方面證明了基于就地保護理念的分布智能環式供電網絡設計思想的正確性。
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