引言

 

新型低压配电系统是一种拓扑清晰、源荷耦合的低压配电网，以数字手段为支撑，以满足新能源电力业态的发展为目标，具有透明、低碳、互动、灵活、多样化的特点。与主动配电网相比，最大的区别在于新型低压配电系统中的电源无法控制；与传统低压配电网相比，区别不仅在于智能技术的进步颠覆了后者盲目无序的形态，新元素的发展促进了低压负荷的灵活性，更在于“双碳”赋能极大地延伸了其使命和内涵。它不仅应该作为终端电能传输和分配的物理路径，还应该作为大量小规模分布式新能源消耗、电力大数据获取和新能源电力业态发展的关键支撑平台。

 

11低压配电系统的新形态

 

1.1分层互联分区自治网架形式

 

首先，低压系统将纳入更加规范的规划，结合“三线整治”等城市治理工作，逐步形成更加工整的布线形式和更加清晰的网架结构。其次，鉴于台区内负荷双向波动大，台区间负荷不完全同步，从可靠性角度看，新型低压配电系统将根据当地情况形成必要的互联网框架结构。其中，涉及台区间首端联络、台区间末端联络、相线间联络（换相开关），满足电网自愈需求；或在稳定状态下，调整台区间或相间负荷平衡，提高运行安全性和经济性。此外，在一些偏远或高可靠性需求的低压负荷下，整个低压平台区域或分支线或局部用户可以通过安装储能装置、离网开关和微网控制器，形成区域微电网(群)，实现并网/离网运行，灵活优化功率互济和趋势，有效提高低压系统运行的安全性、稳定性和经济性。考虑DG在新型低压配电系统中的考虑、充电桩、储能等新元素均为直流源或直流负荷，因此直流供电技术将成为新型低压配电系统供电的重要组成部分。数据中心、智能建筑、EV、智能家居和智能市政将是低压直流供电的典型应用场景，低压供电生态也将从交流向交流直流共存甚至纯直流方向演变。

 

1.2能源与数据融合的价值形态

 

低压系统运行的不确定性远高于高压等级电网。加强其传感、监测和情况分析是保证其安全可靠运行的必然选择。数字技术的发展推动低压系统设备逐步向小型化、一、二次集成、软件定义终端转变，智能水平不断提高。一、二次集成外壳开关、智能网关、小微传感器、芯片智能终端等新设备的应用也将源源不断地涌现。低压系统作为连接大量用户的桥梁，其用户资源和数据资源远比10kV及以上电压等级电网丰富。随着小微传感器、物联网、数字双胞胎、云计算和边缘计算协作（以下简称云协作）等信息和通信技术的不断发展，数据将作为新型低压配电系统的核心生产要素，依托强大的“电力+计算能力”，通过大数据分析和高性能计算技术，依靠数据关系发现物理系统的运行规律和潜在风险，实现低压系统源、网、荷、储存的高度协作，确保DG的充分消耗，支持互联网技术与电力市场的高度融合，产生新能源形式的发展需求。

 

低压配电线电弧建模

 

2.1电弧故障分类

 

在低压电力系统中，配电线路经常出现老化断裂和过载运行。当输送电能较大时，会导致配电线路老化位置产生强电场，导致电弧短路。由于电弧短路故障的时间和地点未知，存在不可预测性，一旦低压配电网出现电弧短路，故障的规模和时间难以控制。因此，需要根据电弧故障的特点进行分类，以便进一步研究故障检测方法。根据电弧在线路中的不同位置，可分为三类。（1）并联电弧，又称电弧短路，是相线与中性线之间的故障，电弧发生在负载与低压配电线并联的地方。（2）串联电弧是低压配电线路受外界影响或自身老化断裂的电弧故障。电弧发生在与低压配电线路负载串联的地方[3]。(3)接地电弧，又称电弧漏电，发生在低压配电线路中。本文主要研究电弧短路（即并联电弧）。

 

2.2Cassie电弧模型构建

 

电弧的动态模型直接反映了低压配电线路电弧短路时的内部能量变化。通过电弧模型，可以简单清晰地描述电弧短路发生时各电弧参数的关系，是低压配电线路电弧短路检测的基础。目前常见的电弧模型有两种:Cassie和Mayr，因为Cassie电弧模型与实际低压配电线路中的电弧短路重叠程度较高，文章选择构建Cassie电弧模型，说明低压配电线路短路时电压与电流的关系。在构建Cassie电弧模型时，需要将电弧视为圆柱形电流通道。电弧通道表面的温度分布均匀，通道外的空气绝缘。虽然电弧通道的横截面积会随着电弧电流的变化而变化，但电弧表面的温度不会随之变化，由于电弧短路散发的热量与圆柱形电流通道的直径成正比，在建立Cassie电弧模型时，可以忽略高压电极发出的热能数据。

 

3低压配电系统断零事故的预防措施

 

3.1安装断零缺相保护器

 

线路断零事故时，三相之间的平衡被打破，可能存在过压现象，也可能存在欠压现象。因此，在保护过程中，还需要根据不同的断零缺相故障进行相应的有效控制。首先，在断零缺相保护器的安装过程中，需要准确识别三相线路的电压、电流等值，快速判断故障源，然后有效调整备用电源的配置。确保系统在断零事故发生后及时切断电源并发出报警信号，然后切换备用电源，确保低压配电系统的良好供电效果。其次，在检测安装过程中，断零缺相保护装置的运行主要由空气开关、断零事故检测电路和控制执行机构组成。在实际安装过程中，必须保证检测数据的准确性，确定低压配电系统是否发生断零事故，判断线路断零事故，然后进行准确处理，避免断零事故对设备的不利影响。

 

3.2其他预防措施

 

由于线路中的断零事故容易造成严重的事故危害，在低压配电系统的实际运行过程中，首先要保持三相平衡负荷的供应。在配电系统的设计过程中，需要平均分布系统中的单相设备，避免某一相的过载；其次，在断零事故的情况下，三相负荷不均匀，有相过压，有相欠压，功率越小，三相线路承受的电压越大。在预防过程中，要做好源头预防工作。特别是在中性线路的选择过程中，需要合理控制导体的截面，根据相关技术标准和实际线路配电要求选择线路的截面积和类型。而在使用中性线的过程中，必须减少接头的数量，在使用接头的情况下，要保证接头的质量符合相关的技术标准。在使用过程中需要加强对中性线接头质量的检查。并采用良好的机械性、导电性设计，并采用过滤线夹的方式，避免接头处的电腐蚀和接触不良。

 

结语

 

为了实现物联网技术在配电网智能监控系统中的有效应用，相关人员应树立正确的思想，准确理解配电网智能监控系统的组成，了解存在的缺点和问题，不断利用智能监控系统，通过科学合理的方式，减轻运行维护工作的压力，提高配电网的“可控性”，完成配电网监督工作的最终目标，实现专业可持续发展。