智能化技术在城市配网线路建设中的应用探究

摘要：二十一世纪以来，随着社会对供电可靠性、电力服务、电能质量、环境保护及节能减排等要求的提高，城市配电系统面临着越来越多的挑战。面对新形势新挑战，电力企业必须以智能化技术为依托，努力实现城市配网线路从传统线路向清洁、高效和经济的现代线路升级和跨越，为实现经济又好又快的发展提供强大的电力支持。

关键词：智能化技术；城市配网；线路建设；应用

作为一项民生工程和发展工程，城市配网线路建设对确保城市居民的生产和生活用电发挥着举足轻重的作用。然而长期以来，由于设计、施工和管理等技术不过关，导致城市配网线路一直没有得到完善的调整，不少城市的配网基础设施十分脆弱，这严重制约了地区的电力消费。而近年来随着各种智能化技术的开发和应用，我国城市配网线路所存在的问题得到了极大地改善，这对于提高城市配网线路的稳定性和安全性都是非常有益的，故本文将对此展开探讨。

1.智能化技术在城市配网线路特殊气候应急处理方面的应用

冰冻灾害等特殊气候对于城市配网线路的损害是十分严重的，如2008年初的冰冻灾害造成很多城市配网的瘫痪，而采用人工方式很难快速除冰和恢复供电，因此可以采用移动式直流电源融冰装置，根据线路情况来选择合适电压，达到快速除冰的目的。

直流融冰装置将交流电源通过大容量电力电子设备转化为直流进而加热一定长度的覆冰线路达到融冰的目的，由于直流融冰电流本身在线路上流动时不消耗无功，仅直流换流器自身需要消耗一部分无功，因此直流融冰装置适用于多个电压等级的融冰。需要注意的是，在城市配网线路中应用直流融冰装置时，要特别重视如下关键问题：

（1）最小融冰电流的确定。直流融冰装置最小融冰电流通常是采用试验的方法确定的，即在试验大厅或室外试验场地对不同电压等级、不同型号的覆冰导线进行试验，通过多次试验来确定其最小融冰电流。

（2）融冰时间的确定。融冰时间tr（h）的计算公式如下所示，其中Ir为融冰电流，R0为导线在0℃时的电阻，?t为导线与外界的温差，Rr0为等效冰层传导热阻，Rr1为对流辐射等效热阻，g0为冰比重，d为导线直径，b为冰厚，D为导线覆冰后的外径。

（3）直流融冰电压及功率的确定。以500kV输电线路为例，其长度一般在400km以内，常用四分裂导线，即4×LGJ300，4×LGJ400、4×LGJ500。融冰回路电阻RL=1.5RdL（线路由直流融冰时，将线路两相并联后再与另一相串联），融冰电压Ud=IdRd；融冰功率Pd=UdId。2.智能化技术在城市配网线路保护方面的应用

传统的配网线路继电保护是在电力系统最大运行方式下进行离线整定计算，并在系统运行中基本保持不变，按系统最小运行方式校验保护的灵敏度和保护范围。由于现代城市配网的电力设备数量大且类型多，线路结构复杂，运行方式变化频繁，这些可能导致传统继电保护在某种运行方式下出现保护性能严重变坏甚至拒动现象，因此难以满足现代城市配网线路保护的需求。

智能化技术在城市配网线路保护中的应用中，比较典型的是自适应保护技术。自适应保护技术的研究可以分为如下两类：（1）保护装置的自适应，它利用本地信息，不需要通信手段，因此适合于系统运行方式变化范围较小的场合；（2）保护系统的自适应，它通过通信网络利用系统的本地信息和远方信息，再结合自适应保护算法和功能策略，能够适应系统各种运行方式的变化。相较于传统的继电保护，自适应保护能够克服选择性和灵敏度问题，因此具有更加广阔的应用前景。

3.智能化技术在城市配网线路基础设施建设方面的应用

智能化技术在城市配网线路基础设施建设方面的应用较多，笔者选择比较具有代表性的来进行阐述：第一，采用新型的分界负荷开关（FFK开关）和变电站相互配合，自动切除短路故障，同时还能自动断开发生单相接地故障的线路；第二，在城市配网线路中加装联络及分段断路器设备，减少故障和停电检修范围；第三，及时更换老化的配电变压器、跌落式保险、避雷器和刀闸等配变设备，针对专变用户，定期安排专人进行管理和维护，从而确保城市配网线路的供电可靠性；第四，对运行时间过长且老化严重的线路（如LGJ-120、LGJ-70等早期型号导线）进行淘汰，依照对应的功率来选用合适的导线。此外，还可以采用最新研究的新型导线，如如GZTACSR-445型超耐热间隙型导线，以此确保城市配网线路的稳定运行。

4.智能化技术在城市配网线路其它方面的应用

（1）馈线自动化技术

馈线自动化是指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化，正常情况下发挥着用户检测、资料测量和运行优化的作用，事故发生时发挥着故障检测、故障隔离、转移和恢复供电的功能。馈线自动化系统可以分为如下两种：①电压型开关。电压型开关通过配网线路电压来监控线路，判断故障，其特点是自动隔离故障段并自动恢复非故障线路的供电，但如果因支线故障导致全线路的短暂停电，影响范围就会很大；②电流型开关。电流型开关通过配网线路来监控线路，判断故障，其特点是支线故障不会影响到主干线，其故障影响范围比较小，但缺点是容易出现越级跳闸的问题。

（2）带电巡检技术

带电巡检设备可以实现电气设备在运行状态下的故障评估，由传感器、信号采集、滤波放大装置和数据处理等部分构成，其特点是：在城市配网线路工作的状态下就可以进行检查，避免了停电造成的经济损失；由于传感器可以通过多方方式实现，因此检测信号具有很强的选择性；可以实现多信号采集，综合分析故障来源。

5.小结

从全文的分析可知，智能化技术在城市配网线路建设中的应用范围非常广泛，它对于提高城市配网线路运行的自动化水平和供电可靠性具有十分重要的现实意义。当然，随着智能化和自动化技术的不断发展，未来智能化技术在城市配网线路建设中的应用还将不断拓宽，这需要我们日后在工作中不断总结和探索。

参考文献：

[1]吴洪勋，等.智能型馈线自动化实现方式的比较分析[J].山东电力技术，2011（03）.

[2]蒋彦龙.配网自动化系统的研究与设计[J].科技风，2012（16）.

[3]洪健山，郝小欣，吴斌.自适应接地保护的研究[J].电网技术，2001，25（11）.

作者简介：

李树杰（1975.12.24-），男，本科，内蒙古乌审旗人，工程师，研究方向为电力工程。