配电自动化一、二次设备融合的建设方案

 一、相关产品 

一、二次融合柱上断路器

二、方案概述 

2015年以来，国家有关部门相继出台的配电网建设行动的各类文件中都明确指出，全面加强配电网自动化建设，结合泛在电力物联网从全息感知、泛在连接、开放共享、业务创新来支撑“三型两网、世界一流”的建设目标，更好地将一、二次设备进行融合，上海置信电气股份有限公司的研发团队不断深入开展一、二次融合建设的工作。经过不断试验和验证，成功研制了一、二次融合柱上断路器开关等产品设备，实现了对线路电流、电压的在线监测，更快速地隔离了远方遥控故障。如此，不仅故障处理时间大幅缩短，供电可靠性也有所提高，具有十分积极的意义。

具体的方案内容大致如下：

1)首先，在传统柱上开关本体的基础上，通过对机构箱密封性能、极柱固封绝缘性能、机械传动性能等关键问题进行研究与开发，改善工艺。真正实现一次设备在机械寿命、短路开断、绝缘强度、局部放电等技术参数上的突破，保证基础设备的可靠性的同时，彻底解决了设备的防凝露问题。

2)其次，突破了传感器与断路器本体深度融合研究的关键技术，通过电子式电流传感器和电压传感器的开发与应用，做到测量、计量和保护三合一兼容，全面替代电磁互感器，并达成与开关本体的深度融合。这一举措实现了三相电流与零序电流、三相对地电压与零序电压的高精度和宽范围的小信号输出，并配合连接馈线终端(FTU)成套化，完成了开关设备的运行、控制、保护等综合感知的智能化，彻底解决了一、二次设备接口不匹配以及设备兼容性、扩展性及互换性问题。

3)最终，利用电场抗干扰和防衰减方法建立合适的模型，研制出相零一体化无源电子式电流传感器，使得无论是无源传感方式的弱驱动、邻近效应等关键问题，还是电流合成、小信号输出的零序电流传感产生的困扰，均得到了有效的解决。

 三、方案价值 

上海置信电气股份有限公司作为国内电气设备制造业的领头羊，敢于快速转变传统思维方式和生产设计模式，从源头上提高开关技术创新能力，将革新要求分为了成套化和深度融合两个阶段。一、二次深度融合正以其突出的优势，逐渐成为配电自动化建设过程中的优选方案。深度融合不但能满足智能配电网发展的建设需求，同时还结合泛在电力物联网的概念，较好地实现了线路自动化要求，消除了设备安全隐患，有效隔离了故障线路，减小了停电范围，从而提高了电网的供电可靠性，缩短了故障查找时间，解决了频繁停电问题；另一方面，高精度、低功耗的信号测量技术是推进柱上开关一、二次融合的关键技术，也是一、二次融合的难点技术，传统的电磁式互感器已不能满足智能配电网技术发展的需求。该方案以其优异的一体化结构、高精度的数据采集、良好的运行状况，为新一轮配电网升级改造所需的产品提供了更为广阔的选择空间。

 四、创新点与亮点 

一、二次融合柱上断路器与成套化柱上断路器性能指标对比情况如下表所示。

相较于第一阶段的成套化产品，一、二次深度融合的柱上断路器具有以下优势：

1）先进电子式传感器技术应用的推广

2）产品可靠性、稳定性的优质提升

3）支撑配电自动化水平的提高

值得一提的是，除了技术上的细节之外，柱上断路器在结构与外形方面的缺陷的负面影响也得以降低，柱上断路器防护等级提高至IP67，分合闸力降低至300N。如此一来，提升了柱上断路器动热稳定性，克服了，凝露缺陷配电线路测量与保护性能也更为可靠。

 五、成功应用 

福建厦门2018年第四次配电网设备挂网试运行，运行效果良好。

 六、方案提供 

上海置信电气股份有限公司是国家电网有限公司直属国网电力科学研究院有限公司控股上市公司，拥有配电设备、高电压与电网运维、节能与工程服务三个产业领域。其产品及服务已覆盖到电力用户以及石油石化、市政、军工等多个领域，客户市场已拓展至全球41个国家和地区。

上海置信电气股份有限公司拥有一支研发力量雄厚的技术团队，在获得了研发创造的思路后，实际生产制造以及设备固有属性与工艺制造中遭遇了不少问题。面对上述困难，研发人员集思广益，循序渐进摸索出解决问题的策略和方法。不管是一、二次设备接口不匹配、电磁式互感器固有缺陷及遥信抖动和遥信误报的缺陷，还是开关部分防护等级、密封及凝露相关问题，均得到了有效的解决。在掌握了的设计、制造关键技术的基础上，上海置信电气股份有限公司成功研制了一、二次深度融合柱上断路器成套装置，目前该装置在多地投入运行得到成功应用，为最终实现配电一、二次融合的目标贡献了自己的力量。