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            配電與用電國網公司重點推廣新技術目錄2017版
            發布時間:2017-08-24   瀏覽次數:
             

             

            配電與用電國網公司重點推廣新技術目錄2017版

             

            1、復合材料橫擔

            一、 技術原理與特點

            復合材料橫擔是指由增強纖維、 高分子樹脂以及助劑按一定比例混合, 經拉擠或其他工藝成型且內部填充絕緣泡沫的具有高力學承載能力和絕緣特性的新型橫擔產品。 復合材料橫擔需要在合適位置打孔并通過金具將其與桿塔、 絕緣子或其他設備進行連接和緊固。

            復合材料橫擔所使用的材料密度約為鋼材的 1/4, 橫向與縱向強度典型值分別超過 150MPa 和 500MPa, 機械承載力水平超過同等規格的角鋼橫擔產品, 不銹蝕, 可在酸、 堿、 鹽等化學介質環境中長期保持高強度, 其表面電阻率高于 1014Ω受潮后仍然具有良好的絕緣性能, 配合傳統絕緣子使用可大幅增加相地、相間爬電距離, 進而提升線路的過電壓耐受水平, 減少因雷擊、鹽霧、污穢、覆冰等環境因素造成的線路閃落事故。 典型設計條件下,10kV 復合材料橫擔與標準絕緣子組合使用時, 干、 濕工頻耐受電壓和雷擊閃落電壓檢測值分別超過 170kV、 110kV 和 220kV, 中度污穢和覆冰條件下的閃落電壓也分別超過 35kV 和 60kV, 相比單獨使用絕緣子有大幅提升。

            復合材料橫擔具有的良好機械承載能力、耐腐蝕和絕緣特性, 其綜合應用成本與傳統角鋼橫擔相當,但能更好的保障居民、農業和工業用電安全,技術經濟價值 突 出 。

            二、 適用條件

            (1) 應用于 35kV 及以下電壓等級架空線路。

            (2) 在雷害、 污穢、 覆冰、 腐蝕嚴重地區全線使用以大幅減少配電網閃絡事故。

            三、 推廣應用計劃

            2016~2018 年, 在公司范圍內部分單位試點應用。

            2019~2021 年, 在公司范圍內逐步加大應用。

            2、環保氣體絕緣金屬封閉開關設備

            一、 技術原理與特點

            環保氣體絕緣金屬封閉開關設備是指采用環保氣體為主絕緣、 真空滅弧、 所有高壓帶電部件(進出線裝置除外) 全部密閉在微正壓(≤0.04MPa) 金屬箱體內、 用少量固體絕緣材料作支撐、 連續運行性不低于 LCS2A、 具備零表壓條件下正常開斷額定短路故障能力的金屬封閉開關設備。

            環保氣體絕緣金屬封閉開關設備按其應用功能可分為環網柜(RMU)和開關柜(充氣柜、C-GIS)兩大類, 以干燥空氣、 純 N2或其它合成環保氣體為主絕緣, 可以從根本上消除對 SF6氣體的依賴, 且制造成本與原 SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備相當。 主要有歐式和日 式兩種結構。歐式結構的氣箱采用薄金屬板焊接, 制造工藝簡潔, 能保障規模生產時產品質量的穩定性、 一致性和運行的可靠性; 日 式結構采用厚金屬板焊接, 體積大, 防腐處理工藝落后, 整機的機械聯鎖復雜。 國內主要采用歐式結構, 以干燥空氣或純 N2為主絕緣的環保氣體。

            環保氣體絕緣金屬封閉開關設備相對于敞開式空氣絕緣金屬封閉開關設備, 設備占地可減少 50%以上, 安全性可提高70%, 耐受惡劣運行環境影響的能力提高 90%以上, 維護成本降低 80%以上; 相對于 SF 6 氣體絕緣的金屬封閉開關設備, 環保性可提高 10000 倍以上, 安全性也顯著提高, 設備 LCC 全生命周期成本有效降低, 在生產和運行過程中不產生、 排放任何可吸入顆粒物和有毒氣體及溫室氣體, 性價比較高。

            (1) 對環保要求和供電可靠性要求高的地區;

            (2) 運行環境惡劣的地區(沿海、 潮濕、 高熱、 嚴寒、高海拔、 具有腐蝕性化學氣體或污穢嚴重地區等);

            (3) 偏遠、 交通與運輸不便、 不易巡視維護的地區;

            (4) 額定電流 630A 及以下、 開斷電流 20kA 及以下宜優先選用環保氣體金屬封閉環網柜; 額定電流 630A 以上, 開斷電流 20kA 以上, 宜優先選用環保氣體金屬封閉開關柜。

            2016~2018 年, 開始逐步加大應用, 在新建和改造項目中環保氣體絕緣金屬封閉開關設備的應用量不低于新增總量的 30%, 年增幅不低于 8%, 大中城市負荷核心區和設備運環境嚴苛地區, 可適當提高應用比例。2019~2021 年, 在新建和改造項目 中環保氣體絕緣金封閉開關設備的應用量不低于新增總量的 90%, 大中城市負核心區和設備運行環境嚴苛地區, 可適當提高應用比例。

            3、暫態錄波型故障指示器

            暫態錄波型故障指示器是安裝在配電線路上, 監測線路運行參數, 檢測和指示各類短路、 接地故障, 向配電主站上送監測信息和故障檢測數據的裝置。

            暫態錄波型故障指示器由采集單元和匯集單元組成, 通過采集故障線路三相故障電流波形文件合成零序電流, 根據三相合成零序電流暫態特征判斷故障區段, 準確指示故障線路和故障點并發出故障報警指示(或信息) 。 具有短路和接地故障識別、 故障遠傳報警、 故障報警復位、 防止負荷波動誤報警、 帶電裝卸等基本功能, 以及監測線路狀態信息、 瞬時性故障和永久性故障判斷、 故障錄波等高級功能。

            與傳統故障指示器相比, 暫態錄波型故障指示器能夠縮小故障判斷區域, 縮短故障排除時間, 避免傳統多次拉閘巡線尋找故障點, 可為快速排除故障、 恢復正常供電提供有力保障。

            (1) 暫態錄波型故障指示器宜用于瞬時故障多發線路,接地電阻 1000Ω 及以下的情況, 需與配電主站配合使用;

            (2) 適用于額定電壓 6.6kV~35kV、 額定頻率 50Hz 的三相交流配電架空線路;

            (3) 不適用于常態低、 空載線路。

            4、配電自動化終端安全防護技術

            配電自 動化終端安全防護技術是指通過在配電終端中內嵌一顆安全芯片, 實現其與主站和現場運維終端通信鏈路保護、 雙重身份認證、 數據加密、 數據完整性保護等信息安全防護的技術措施。

            配電終端利用內嵌的安全芯片, 實現配電終端與配電主站之間基于國產非對稱密碼算法的雙向身份鑒別, 對來源于配電主站的遠程參數設置和遠程升級指令采取安全鑒別和數據完整性驗證措施。 對于接入配電主站Ⅰ 區系統的配電終端,在與主站建立鏈接之前采用國產商用非密碼算法在配電終端

            和配電安全接入網關之間建立 VPN 專用通道, 實現配電終端與配電安全接入網關的雙向身份認證, 保證鏈路通信安全。配電終端上傳的業務數據與主站之間的應用層報文采取基于國產對稱密碼算法的數據加密和數據完整性驗證, 確保傳輸數據保密性和完整性。 配電終端設備還具有防竊、 防火、防破壞等物理安全防護措施。

            (1) 需要通過安全防護措施抵御對配電終端發起的惡意破壞和黑客攻擊以及其它非法操作來防止終端故障和失控的情況;

            (2) 適用于配電線路、 臺區、 站所級配電終端。

            2016~2018 年, 公司部分地市公司試點應用。

            2019~2021 年, 公司范圍內全面應用。

            5、 配電自動化技術

            配電自 動化技術是指以一次網架和設備為基礎, 綜合利用計算機、 信息及通信等技術, 并通過與相關應用系統的信息集成, 實現對配電網的監測、 控制和分析。

            配電自 動化系統由主站、 子站(可選) 、 終端和通信網絡等部分組成。 配電自動化系統的網絡安全要嚴格遵循國家、行業、 公司網絡及信息安全相關要求, 按照 “ 安全分區、 網絡專用、 橫向隔離、 縱向認證 ” 的原則, 采用數字簽名、 對稱加密等技術, 強化邊界防護, 加強內部的物理、 網絡、 主機/終端、 應用和數據安全。

            配電自 動化技術的應用 可進一步增強配電網 的可觀可測, 提升配電網故障快速相應處理能力, 提升配電網管理精益化水平, 提高供電可靠性、 供電質量與服務水平。

            (1) 適用于新建或改造的城鄉 配電網;

            (2) 適用于對供電可靠性和電能質量要求較高的電網。

            (1)2016~2018 年, 城農網 10kV 配電線路自動化覆蓋率整體達到 65%。

            (2)2019~2020 年, 按照線路關鍵點覆蓋的原則, 實現城農網 10kV 配電線路自動化覆蓋率 90%以上。

            6、 節能型配電變壓器

            節能型配電變壓器主要包括 S13 型立體卷鐵心變壓器、永磁真空有載調容調壓配電變壓器、 立體卷鐵心非晶合金配電變壓器和植物絕緣油配電變壓器。

            S13 型立體卷鐵心變壓器突破傳統鐵心結構, 將三個心柱呈等邊三角形立體排列, 具有空載損耗低、 結構緊湊、 節省材料、 運行噪音小等特點。永磁真空有載調容調壓配電變壓器利用永磁真空有載調壓開關實現對電壓分接頭的自動帶載切換的配電變壓器, 具有切換動作平穩、 供電質量高、 過勵磁小等特點。 立體卷鐵心非晶合金配電變壓器以非晶合金材料為鐵心, 同樣為立體三角形鐵心結構并采用了 超低空載損耗的非晶合金帶材, 具有三相磁路完全對稱、 抗突發短路能力強、 噪音低、 鐵心材料利用率高、 銅材消耗量少、 節能效果顯著等特點。 植物絕緣油變壓器采用植物天然酯作為主絕緣和冷卻介質, 具有可再生性好、 環保性能優良、 燃點與閃點高、 絕緣性能好等優點。

            配電變壓器的重要技術指標包括空載損耗、 負載損耗、空載電流、 短路阻抗。 S13 型立體卷鐵心變壓器與同容量 S11型疊鐵心變壓器相比, 空載損耗下降 25%以上, 空載電流下降 70%以上, 噪聲下降 7dB~10dB。

            永磁真空有載調容調壓配電變壓器相對于機械無載調容調壓配電變壓器和機械有載調容調壓配電變壓器而言具有許多顯著優點, 見下表。

            變壓器對比表(一)

            立體卷鐵心非晶合金配電變壓器相對于平面卷鐵心非晶合金配電變壓器和硅鋼鐵心配電變壓器而言具有許多顯著優點, 見下表。

            變壓器對比表(二)

            植物絕緣油變壓器與礦物油浸式變壓器相比, 在不改變鐵芯、 繞組等材料和結構的情況下具有許多顯著優點, 見下表 。

            變壓器對比表(三)

            (1) 新建和改造的城鄉 配電網應采用 節能型配電變壓器;

            (2) 永磁真空有載調容調壓配電變壓器主要應用于負荷呈交替規律變化、 平均負荷率低(小于 25%)、 短時性或季節性負荷波動大、 電壓越限時間長的 10kV 配電臺區;

            (3) 油浸式非晶合金變壓器適用于年均負載率小于 35%的配電臺區, 但不宜在噪聲敏感的場所使用; 對防火等級要求高、 噪聲限值低及有高過載需求的地區, 可采用非包封干式非晶合金立體卷鐵心配電變壓器;

            (4) 植物絕緣油變壓器主要適用于對生態環境要求高的水源地、 防火防爆性要求高的機場、 車站、 商場、 寫字樓、地下室等地區。

            2016~2018 年, 全面加大應用, 在新建和改造項目中,節能配電變壓器的年使用量不低于新增總量的 70%, 年增幅不低于 10%。

            2019~2021 年, 在新建和改造項目中, 節能配電變壓器的年使用量不低于新增總量的 95%。

            7、智能配電臺區

            智能配電臺區是指從配電變壓器臺到用戶 的供電區域,通過應用智能配變終端、 用電信息采集終端、 智能電能表等設備, 以及通信、 信息等技術手段, 實現供用電的綜合監控、管理與雙向互動功能, 體現“信息化、 自 動化、 互動化” 的智能化特征。

            智能配電臺區系統包括: (1) 采用節能、 環保技術的配電變壓器; (2) 采用間隔單元標準化設計的智能型低壓配電箱/柜; (3) 采用模塊化、 即插即用、 集成化技術的智能配變終端、 用電信息采集終端、 智能電能表等; (4) 采用多維分析與可視化技術或配電臺區信息化智能分析技術的智能臺區主站系統; (5) 采用低壓供用電安全保障系統及高精度高可靠剩余電流動作保護器。 通過臺區-配變-用戶 用電信息的采集和監控、 低壓配電網統計分析、 經濟運行分析、 電能質量治理、 分布式電源接入、 互動化管理、 資產管理等應用分析及綜合智能化管理功能。

            智能配變終端集配變監測儀、 無功補償控制器、 電壓監測儀等設備功能于一體, 可以有效解決配電臺區二次設備分散、 功能單一、 重復裝設等問題,可以減少維護工作量、 節省運行維護成本, 有效提升配電網運行維護水平。 通過實現臺區-配變-用戶 用電信息的采集和監控、 低壓配電網統計分析、 分布式電源接入、 互動化管理等功能, 可以支撐配電臺區的綜合智能化管理, 提高從配電臺區到終端用戶 的營配業務一體化分析與管理水平。

            智能配電臺區適用于柱上、 配電室、 箱式變電站等新建與改造的配電臺區。

            2016~2018 年, 開始試點推廣應用不低于 50 座, 并爭取將該模式納入物資部招標計劃。

            2019~2021 年, 根據試點成熟度, 開始大面積推廣, 每年不低于 20 座。

            8、分布式電源并網設備及系統

            分布式電源并網設備及系統是指從設備層、 控制層、 主站層三個方面, 集成分布式電源接入配電網的隔離、 保護及協調控制等技術, 實現分布式電源即插即用和友好并網的集成化成套裝置。

            分布式電源并網設備及系統主要包括分布式光伏專用低壓反孤島裝置、 分布式光伏并網專用低壓斷路器、 分布式電源并網雙向保護裝置、 分布式電源/微電網協調控制器及能量管理平臺。 分布式光伏專用低壓反孤島裝置是專門為電力檢修或相關電力操作人員設計的一種專用反孤島設備, 由操作開關和擾動負載組成, 用于破壞分布式光伏發電系統的非計劃孤島運行; 分布式光伏并網專用低壓斷路器是在塑殼低壓斷路器基礎上, 將電壓檢測裝置和控制裝置結合在一起的新型斷路器, 可有效配合分布式光伏低壓反孤島裝置及相關自動保護設備, 將分布式光伏系統完全隔離, 增加運行檢修的安全系數; 分布式電源并網雙向保護裝置, 是一種可動態設定雙方向整定值, 實現可靠雙方向電流保護的裝置, 解決了分布式電源并網時由于電流方向不確定, 常規保護誤動和拒動的問題; 分布式電源/微電網協調控制器及能量管理平臺通過對分布式電源、 儲能、 負荷的協調控制, 有效減少功率波動對配電網的沖擊, 實現分布式電源/微電網與配電網間的優化運行。 設備及系統主要技術指標包括保護動作時間、 保護控制精度、 定值精度、 時間精度、 平均無故障運行時間、 電磁兼容等指標。

            適用于含分布式電源并網的低壓配電網和 380V/220V 微電網。

            2016~2018 年, 在新建示范工程全面應用。

            2019~2021 年, 逐步加大應用, 全面推廣。

            9、35kV 集成型變電站

            集成型變電站是指通過集成化手段對變電站自 動化系統、 高低壓設備、 安裝調試方式等進行全面優化整合, 以實現變電站智能、 經濟、 高效建設及運行目 的的變電站。

            35kV 集成型變電站充分發揮智能變電站數據采集數字化、 傳輸處理網絡化、 信息共享化的技術特點, 對智能變電站的三層設備和兩層網絡進行優化集成。 在過程層, 將智能變電站中的合并單元、 智能終端、 保護等功能集成在一臺綜合智能組件裝置內實現; 采樣值、 GOOSE、 對時網合并組網,實現全站信息網絡共享。 在間隔層, 將變壓器、 母線、 線路和電容器等所有間隔測控保護功能集成在一臺主機內實現,主機內匯集全站信息, 變電站母差保護、 小電流接地選線、無功優化、 備自 投、 故障錄波等站域功能, 以軟件包和板卡形式實現, 節省了 大量設備成本和安裝空間。 在站控層, 建立一體化信息監控平臺, 集全站監控、 順序控制、 防誤閉鎖、狀態監測、 安防管理功能于一體; 同時 , 基于正向隔離技術,建立運行和狀態監測信息的云共享平臺, 為智能運維提供技術支撐。

            35kV 集成型變電站充分利用一二次融合技術, 將開關設備、 電子互感器、 智能終端設備進行集成融合, 實現了 變電站設備的工廠內規模生產及集成調試, 模塊化配送及安裝,現場僅需光纖和少量電纜連接, 大大縮短了 現場施工周期。與采用常規智能站建設模式相比, 集成型變電站自 動化設備的種類和數量減少 40%以上, 投資降低 50%以上, 占地面積節約 30%, 安裝調試和運維工作量減少 50%, 工程總體投資與同規模常規綜自變電站基本持平。

            適用于土地資源緊張、 有智能化需求且對經濟性、 易維護性要求較高的的無人值班變電站。

            2016~2018 年, 開始試點推廣應用不低于 5 座, 并爭取將該模式納入物資部招標計劃。

            2019~2021 年, 根據試點成熟度, 開始大面積推廣, 每年不低于 10 座。

            10、互感器二次回路狀態檢測技術

            互感器二次回路狀態檢測技術是指可實時地在線監測計量用電壓互感器和電流互感器的二次回路狀態(包括正常連接、 開路、 短路、 回路串接異常設備等) 的技術, 該技術可采用獨立式設備安裝于電能計量回路中, 也可在電能表、采

            集終端等設備的基礎上進行技術升級和改造。 該技術可用于進行回路故障監測, 安全用電、 用電稽查提供有力的技術撐。

            對于應用于計量回路中的回路狀態檢測技術, 對回路態的檢測識別率應達到 100%的要求, 裝置的安裝、 供電和集方式不應影響到正常計量工作, 可實時的上報回路狀態變化, 并以事件的形式上報并記錄。 可以固定時間間隔上

            回路電流電壓數據。 裝置具備獨立的通訊方式, 可選擇采無線公網, 以太網、 RS485、 載波等通訊方式, 滿足各種應場合的需求, 安全防護上具備防恒定磁場 300mT 測試要求具備干擾事件記錄和事件上報功能, 對數據通訊過程進行密, 加密算法滿足國密 SM1 的要求。

            (1) 互感器二次回路狀態檢測技術適用于所有新增和造的專變、 專線用戶。

            (2) 互感器二次回路巡檢儀應納入專變、 專線用戶 業新增的計量裝置標準化配置同步建設。

            2017~2020 年開始逐步加大應用, 力爭實現專變用戶覆蓋。

            11、 面向對象的用電信息數據交換協議

            為提升用電信息采集系統對業務的適應性、 提高用電信息采集系統的采集效率、 保證數據的可溯源性, 有必要吸收IEC 62056 協議框架優點, 總結行業標準 DL/T 645-2007《多功能電能表通信協議》 、 企業標準 Q/GDW1376.1-2013《電力用戶 用電信息采集系統通信協議 第 1 部分: 主站與采集終端

            通信協議》 的應用經驗, 結合多表集抄等新需求, 創新設計適合國內用電信息采集系統的數據交換協議, 為新一代用電信息采集系統建設提供技術支撐。

            面向對象的用電信息數據交換協議是指基于面向對象建模方法建立的適用于用電信息采集系統的具有互操作性特征的數據通信協議, 適用于用電信息采集系統主站、 采集終端、電能表及其他表計之間采用點對點、 多點共線或一點對多點通信方式的數據交換, 該協議采用面向對象思想將基本物理量抽象為接口 類, 通過接口 類對象進行建模, 以對象為互操作的基本要素, 所有的采集行為都歸結為訪問、 設置或操作對象的屬性和方法, 本協議具有業務適應性強、 采集效率高、數據可溯源、 兼容性好等技術特點。

            所有新裝、 改造的智能電能表和用電信息采集終端。

            2017 年逐步擴大應用范圍, 2018 年實現所有新裝、 改造的智能電能表和用電信息采集終端的全部推廣應用。

            12、智能電能表軟件檢測技術

            軟件程序是智能電能表安全可靠運行的中樞神經系統,為優質支撐智能電網發展需要, 智能電能表除了 基本的計量、顯示、 通訊功能外, 還要滿足需量計量、 復費率、 費率電價、階梯電價、 預付費、 拉合閘控制等功能。 這些復雜功能必然導致電能表軟件設計流程日趨復雜、 軟件代碼日趨龐大。 即使在經過測試驗證但驗證方案也存在考慮不全面的情況下,也會導致進入市場的電能表本身就帶著一些潛在的設計缺陷和風險。

            智能電能表軟件檢測技術基于灰盒動態測試理論, 使用自主開發軟件檢測平臺對電能表 MCU 外圍的計量、 時鐘、EEPROM、 FLASH、 ESAM 和系統電源等模塊進行半實物模擬。 使用測試用例激勵電能表可能出現的風險和隱患, 檢測和評估電能表軟件的成熟度和健壯性。 該技術可以在招標前檢測和

            到貨后檢測工作中使用, 也可對現有掛裝表計進行特定任務分析, 也可用于電能表生產企業在供給側進行技術提升。

            所有符合國網標準的單三相智能電能表軟件程序

            2017 年, 國網計量中心全面開展智能電能表入網環節的軟件檢測, 各省公司建立檢測能力。

            2018~2020 年, 國網計量中心和省公司將智能電能表軟件檢測納入常態化送檢和產品驗收檢測環節。

            13、 計量在線監測與智能診斷技術

            計量在線監測與智能診斷技術是指通過用電信息采集系統實現對電能表數據的采集與處理, 并在采集系統主站通過數據比對、 統計分析和數據挖掘等技術手段, 對計量設備的運行工況進行診斷和分析, 確定計量設備是否處于正常運行狀態, 同時應用現場智能診斷裝置針對現場運行設備進行診斷和維護。

            計量在線監測模型的數據來源包括電能表和采集終端中的電能計量數據、 運行工況數據和事件記錄等各類數據。 實現單一設備分析、 期間分析和群分析等智能診斷, 包括電量異常診斷、 電壓電流異常診斷、 異常用電診斷等共計 7 類 29個單一異常分析智能診斷和疑似竊電、 設備故障、 錯接線、配變需擴容等 8 類 108 個異常關聯分析。 現場智能診斷裝置可對采集終端在現場應用條件下實現模擬量采集基本誤差、I/O 接口、 本地及遠程通信模塊、 終端基本功能及通信協議一致性的自 動測試及診斷分析, 可實現電力線載波噪聲信號、微功率無線噪聲信號的采集、 記錄和還原, 同時實現無線公網通信信號強度的測試、 顯示和記錄。該技術進一步提高了 現場設備工作效率和系統維護的自動化程度, 支撐時鐘同步、 防竊電等工作, 取得了 大量的社會經濟效益。 與人工調試相比, 采用現場智能診斷裝置不需要操作人員具備專業的軟硬件調試技能, 只需按步驟進行操作即可處理大部分問題, 可提高用電信息采集系統的可用性和穩定性。

            適用于各省公司的采集系統主站、 接入系統的智能電能表和采集終端。

            2017 年完成采集系統主站的功能改造優化, 對所有接入系統的智能電能表和采集終端實現在線監測和智能診斷。