环网柜一二次融合技 术方案 二零一九年十二月 目录 1 前言....................................................................................................................................... 3 １．１总体思路和目标 ........................................................................................................... 3 １．１．１总体推进思路 ....................................................................................................... 3 １．１．２总体目标 ............................................................................................................... 3 3 环网柜一二次成套技术方案 ............................................................................................... 4 ３．１一二次成套化方案 ....................................................................................................... 4 ３．２一二次成套技术要求 ................................................................................................... 5 ３．２．１开关柜典型分类和组成 ....................................................................................... 5 ３．２．２成套设备应用技术要求 ....................................................................................... 6 ３．２．２．１成套设备整体要求...................................................................................6 ３．２．２．２抗凝露要求...............................................................................................7 ３．２．３开关柜技术要求 ................................................................................................... 7 ３．２．４互感器及ＤＴＵ技术要求 ......................................................................................... 9 ３．２．４．１互感器技术要求.......................................................................................9 ３．２．４．２控制单元技术要求.................................................................................10 ３．２．５接口要求 ............................................................................................................. 12 ３．２．５．１操作电源的配置.....................................................................................12 ３．２．５．２电缆及接线端子.....................................................................................12 ３．２．６通信 ..................................................................................................................... 13 1 前言 １．１总体思路和目标 １．１．１总体推进思路 通过提高配电一、二次设备的标准化、集成化水平，提 升配电设备运行水平、运维质量与效率，满足线损管理的技 术要求，服务配电网建设改造行动计划。 为了稳妥推进一、二次融合技术，协调传统成熟技术的 可靠性与新技术不确定性之间矛盾，本技术方案分两个阶段 推进：第一阶段为配电设备的一二次成套阶段，主要工作为 将常规电磁式互感器（零序电压除外）与一次本体设备组合， 并采用标准化航空插接头与终端设备进行测量、计量、控制 信息交互，实现一二次成套设备招标采购与检测。第二阶段 为配电设备的一二次融合阶段，结合一次设备标准化设计工 作同步开展，主要工作为将一次本体设备、高精度传感器与 二次终端设备融合，实现“可靠性、小型化、平台化、通用 性、经济性”目标。 １．１．２总体目标 （１）一二次成套阶段方案（第一阶段） 该阶段目标为实现一二次设备接口标准化和成套化招 标采购与检测，满足线损采集、就地型馈线自动化、单相接 地故障检测的要求。 （２）一二次融合阶段方案（第二阶段） 该阶段与一次设备标准化工作同步推进，目标为实现一 二次设备高度融合，满足分段线损管理、就地型馈线自动化、 单相接地故障检测、装置级互换、工厂化维修、即插即用及 自动化检测的要求，解决成套设备绝缘配合、电磁兼容、寿 命匹配等问题。 根据第一阶段的应用情况，配电一二次设备采用一体化 设计理念，终端产品设计遵循小型化、标准化、即插即用的 原则，满足不同厂家装置互换的要求。 3 环网柜一二次成套技术方案 ３．１一二次成套化方案 １） 环网柜由环进环出单元、馈线单元、母线设备（ＰＴ）单元、 集中式 ＤＴＵ 单元组成； ２） 所有环进环出单元、馈线单元的电源、电流、遥信、遥 控等回路采用标准化接口设计，通过二次航空插头汇总 于 ＤＴＵ 单元的航插室；母线设备单元的电源、电压等回 路通过二次航空插头汇总于 ＤＴＵ 单元的航插室； ３） 可实现 ＤＴＵ 单元柜、一次开关本体的整体可更换； ４） ＤＴＵ 实现三遥、线损采集、相间及接地故障处理、通信、 二次供电等功能；线损采集采用独立模块，ＤＴＵ 核心单 元与其通信采集电能量数据。 ３．２一二次成套技术要求 ３．２．１开关柜典型分类和组成 环网柜分全绝缘型（共箱式）和半绝缘型（间隔式）， 箱式开闭所等应用于户外时宜采用全绝缘型。 典型单元分类和组成如下： １） 负荷开关单元：由负荷／接地开关、避雷器、电流互感器、 带电显示器，适用于环进环出单元； ２） 负荷开关－熔断器（组合电器）单元：由负荷／接地开关、 熔断器、避雷器、电流互感器、带电显示器组成，适用 于变压器馈线） 断路器单元：由断路器、隔离／接地开关、避雷器、电流 互感器、带电显示器组成，适用于馈线） 母线设备单元：由负荷开关或隔离开关、熔断器、避雷 器、电压互感器、带电显示器组成，适用于电压计量、 保护和取电。 图 3-1 负荷开关单元 图 3-2 组合电器单元 图 3-3 断路器单元 图 3-4 母线成套设备应用技术要求 ３．２．２．１成套设备整体要求 ＤＴＵ 柜集成线损采集功能，ＤＴＵ 具备分支／分界的相间故 障检测与跳闸、接地故障检测功能。 ＤＴＵ 实现环进环出的零序电流、零序电压快速录波，采 样速度不低于 ８０ 点／周波，实现单相接地检测功能。 采用独立的 ＰＴ 间隔，电压／电流互感器采用如下配置方 案： 互感器配置如表 ３－１ 所示。 表 3-1 环网柜开关电磁式互感器配置方案 设备名称 数量 描述 进出线开关间隔 电磁式电流互感器 3 支 提供三相序电流信号 电磁式电流互感器 1 支 提供零序电流信号 母线 PT 间隔 电磁式三相（五柱）电压互感 1 套 提供供电电源、三相序（测量、计量合一）电 器 压信号和零序电压信号 ＤＴＵ 单元柜与开关的连接电缆双端预制，全部采用航空 插头，设备支持热插拔，不同厂家航空插头可互换；ＤＴＵ 单元 柜与开关柜成套供货，单元柜可整体更换。 ＤＴＵ 屏柜技术要求如下： １）ＤＴＵ 屏柜采用遮蔽立式结构； ２）ＤＴＵ 屏柜外形尺寸不大于 ６００×４００×１７００ｍｍ（宽× 深×高，含预留的 ４００ｍｍ 通信箱高度）； ３）环网箱预留 ＤＴＵ 安装空间统一尺寸，８００×６００×１８００ （宽×深×高）。 ３．２．２．２抗凝露要求 （１）防凝露 ａ）规定环网柜基础距离地面不得低于 ５００ｍｍ，同时应设 置不得小于 ４５０ｍｍ＊２５０ｍｍ 的通风口，通风口应有钢丝网防小 动物进入，旁边应无其它阻碍物并根据周围环境适当增加数 量，合理调整角度，确保空气对流畅通。 ｂ）对环网柜地基连接处进行大面积严密封堵，安装防 水隔离挡板再次形成隔断层，在其底部配合使用具有吸湿功 能的封堵板料，有效吸附柜内空气水分，降低空气湿度，破 坏凝露生成条件。 ｃ）在环网柜二次室内安装加热除湿装置，在温度低于 设定温度时启用加热器加热室内空气。 ｄ）凝露较严重的地区，可通过风机将柜内湿气抽送到 柜外。 （２）抗凝露 核心单元板件进行三防处理。 ３．２．３开关柜技术要求 １）环网柜的设计应能在允许的基础误差和热胀冷缩的 热效应下不致影响设备所保证的性能，并满足与其他设备连 接的要求，与结构相同的所有可移开部件和元件在机械和电 气上应有互换性。 ２）环进环出单元、馈线单元应装有能反映进出线侧有 无电压，并具有联锁信号输出功能的带电显示装置。当线路 侧带电时，应有闭锁操作接地开关及电缆室门的装置。 ３）操作电源采用 ＤＣ４８Ｖ，储能电机功耗不大于 ８０Ｗ，合 闸线）采用气体灭弧的环网单元应装设气体监测设备（包 括密度继电器，压力表），且该设备应设有阀门，以便在不 拆卸的情况下进行校验。气体压力监测装置应配置状态信号 输出接点。 ５）气箱防护等级应满足 ＧＢ４２０８ 规定的 ＩＰ６７ 要求。气 体灭弧设备的气箱应能耐受正常工作和瞬态故障的压力，而 不破损。 ６）环网柜应具有防污秽、防凝露功能，柜体采用百叶 窗等利用通风的散热设计。 ７）遥信。环网柜应提供开关位置信号、未储能信号， 满足遥信要求。 ８）遥测 整体满足保护、测量、线损采集等功能要求。环进环出 单元和馈线单元装设高精度、宽范围的电流采样装置，采集 三相电流、零序电流；母线设备单元装设高精度、宽范围的 电压采样装置和取电装置，采集三相电压、零序电压。 ９）遥控：开关设备应配置电动操作机构，电操模块采 用灌胶方式，可实现远方／就地操作；同时也具备手动操作 功能，配置就地操作按钮和指示灯，ＤＴＵ 可不配置。 １０）柜间联络：各间隔单元出口采用军品级航空接插件， 与 ＤＴＵ 对接； １１）环网柜采用电磁式互感器，应配置电流、电压表。 １２）断路器柜相间故障整组动作时间不大于 １００ｍｓ。 １３）开关柜选用的负荷开关、断路器等设备功能和性能 应满足 ＧＢ１９８４、ＧＢ１９８５、ＧＢ３８０４、ＧＢ１６９２６ 及 ＧＢ／Ｔ１１０２２ 标准的规定。 ３．２．４互感器及 ＤＴＵ 技术要求 ３．２．４．１互感器技术要求 １）电磁式电压互感器 满足ＧＢ１２０７ 电压互感器标准要求，其中重要参数如下 表： 额定电压比 表 3-3 电磁式电压互感器参数 电磁式电压互感器参数 相电压：(10kV/√3)/(0.1 kV /√3) 零序电压 ：(10kV/√3)/( 0.1 kV /3) 供电：10kV/0.22kV 准确级 实现方式 相电压：0.5 级 零序电压：3P 供电：3 级 三相五柱式，提供电压采集与供电线VA 零序输出容量 ≥30VA 单相供电容量 ≥300VA，短时容量≥3000VA/1s 局部放电 pC 温度范围 1.2Um≤50pC，1.2Um/√3≤20Pc -25℃~50℃或-40℃~70℃ ２）电磁式电流互感器 满足 ＧＢ１２０８ 电流互感器要求，其中重要参数如下表： 表 3-4 电磁式电流互感器参数 电磁式电流互感器参数 额定电流比 相电流：300/1A 或 600/1A 零序电流：20/1A 准确级 相电流：0.5 级、5P10 零序电流：5P10 实现方式 保护绕组 保护输出容量 ≥2.5VA 计量输出容量 ≥2.5VA 零序输出容量 ≥1VA 温度范围 -25℃~50℃或-40℃~70℃ 防开路要求 开关柜内部加装防开路装置 负荷电流重叠特性 零序：一次侧施加 600A 三相平衡负荷电流时，输出不大于 5mA 注：从环网柜的母线）线损采集功能要求 ＤＴＵ 采用配电线损采集模块实现电能量采集功能。 ａ） 间隔电能量计算功能，包括：正反向有功电量计 算和四象限无功电量计算；功率因数计算。 ｂ） 间隔电能量数据冻结功能：包括日冻结数据，功 率方向改变时的冻结数据。 ｃ） 有功电量计算为 ０．５Ｓ 级精度、无功电量计算为 ２ 级精度，功率因数分辨率 ０．０１。 （２）测量功能要求 采集各线路的三相电压、三相电流、有功功率、无功功 率、功率因数、频率、零序电流和零序电压。 （３）故障处理功能要求 ａ） 应满足 Ｑ／ＧＤＷ－５１４《配电自动化终端子站功能规范》 及《配电自动化终端技术规范》相关要求。 ｂ） 具备馈线间隔的相间故障检测及跳闸功能、相间故 障信息上传功能。 ｃ） 具备环进环出单元接地故障的检测与接地故障信息 上传功能；具备接地故障录波与通信上传功能，接地录波 每周波 ８０ 点以上。 （４）电能量计算功能要求与互感器接口要求 保护、测量电压：采集 １ 组母线 路；额定 １００Ｖ／３；测量精度 ０．５ 级。 保护测量电流：按间隔配置互感器；三相额定 １Ａ；测量 误差≤０．５％（≤１．２Ｉｎ）；保护测量误差≤３％；短期过量交流输 入电流施加标称值的 ２０００％，持续时间小于 １ｓ，配电终端应 工作正常。 零序电流（非有效接地系统）：按间隔配置互感器；额定 １Ａ；测量误差≤０．５％。 零序电流（有效接地系统）：按间隔配置互感器；额定 １Ａ；测量误差≤３％。 （５）功耗要求 “三遥”ＤＴＵ 整机功耗不大于 ５０ＶＡ（含配电线损采集模 块，不含通信模块、后备电源）。 ３．２．５接口要求 ３．２．５．１操作电源的配置 操作电源可采用 ＤＣ４８Ｖ，并配置自动化接口。要求控制 回路、辅助回路、储能回路采用同一工作电压。 供电 ＰＴ 为二次设备提供 ＡＣ２２０Ｖ 电源，操作回路统一由 二次设备提供电源，操作回路在二次设备中设置独立空开控 制，操作回路输出统一按组输出。 ３．２．５．２电缆及接线）航空插头或其他预制连接件按不同功能进行划分， 布置应考虑各插件的位置，避免接线）航空插头或其他预制连接件应符合标准，正／负极之 间应有间隔，断路器的跳闸和合闸回路、直流（＋）电源和 跳合闸回路不能接在相邻端子上，并留有一定的备用端子等， 端子应编号。 ３）按照“功能分段”的原则，按照如下要求分别设置： 电流互感器回路、电压互感器回路、交流电源回路、直流电 源回路、开关控制操作回路。 各单元柜之间的接口配置如下： １）ＰＴ 柜 采用 １ 根电缆、４ 芯航空插头引出供电电源（采用电磁 式 ＰＴ 从母线取电），航空插头引脚定义见附表 ５。 采用 １ 根电缆、１０ 芯航空插头引出相／零序电压信号（从 母线采集），航空插头引脚定义见附表 ８。 ２）各开关间隔单元柜 采用 １ 根电缆、２６ 芯航空插头传输各间隔相／零序电流、 控制信号，航空插头引脚定义见附表 ９。 ３）ＤＴＵ 单元柜 ＤＴＵ 单元柜的航空插头接口包括：供电电源接口（４ 芯， １ 个）、电压输入接口（１０ 芯，１ 个）、电流输入与控制信号 接口（２６ 芯，航空插头数量与开关间隔单元柜数量一致）。 ３．２．６通信 配电终端应同时具备光纤、无线通信设备对应的网口与 串口，通信要求应满足 Ｑ／ＧＤＷ－５１４《配电自动化终端子站功 能规范》及《配电自动化终端技术规范》相关要求。 一、红苏电气一二次融合成套环网柜 二、红苏电气一二次融合箱式变电站
