智能斷路器在鄉(xiāng)村配電自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)

高 健胡夏萍姬 哲

（1.國網(wǎng)焦作供電公司，河南 焦作 454000；2.國網(wǎng)河南省電力公司，河南 鄭州 450000）

智能斷路器在鄉(xiāng)村配電自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)

高 健1胡夏萍1姬 哲2

（1.國網(wǎng)焦作供電公司，河南 焦作 454000；2.國網(wǎng)河南省電力公司，河南 鄭州 450000）

為了更加有效地對(duì)配電線路上的故障進(jìn)行自動(dòng)分離，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村配網(wǎng)線路自動(dòng)化，進(jìn)一步對(duì)智能斷路器進(jìn)行研究，使其能夠更加準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障，快速切斷故障，有效提高配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

智能斷路器；配電自動(dòng)化；供電可靠性

隨著我國電網(wǎng)建設(shè)水平的不斷提高，鄉(xiāng)村配電網(wǎng)逐漸向著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。由于傳統(tǒng)鄉(xiāng)村配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，基本都是派班組搶修人員趕到現(xiàn)場(chǎng)，然后沿線逐一排查，找出故障原因。但配電網(wǎng)線路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是當(dāng)遇到地形復(fù)雜時(shí)，要找到故障點(diǎn)需消耗大量的人力、物力，同時(shí)也消耗了大量的時(shí)間［1］。因此，要想快速恢復(fù)供電，就必須提高鄉(xiāng)村配電網(wǎng)的智能化。

配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制配電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障，提高配電網(wǎng)的安全性、可靠性和連續(xù)性，同時(shí)提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，從而滿足社會(huì)的用電需求。在配網(wǎng)自動(dòng)化中，斷路器發(fā)揮著極其重要的作用。斷路器智能化可對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，智能控制與信息傳遞的作用，加上傳感器與人工智能化的綜合應(yīng)用，智能斷路器在配電網(wǎng)線路上得到了更廣闊的應(yīng)用［2］。因此，研究配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在10 kV線路故障處理中的應(yīng)用，提高鄉(xiāng)村配電網(wǎng)供電的安全性、可靠性和連續(xù)性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 智能斷路器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

在工業(yè)應(yīng)用上，可將斷路器按照電壓等級(jí)分為低壓斷路器和高壓斷路器，通常以3 kV為分界點(diǎn)，3 kV以下為低壓斷路器。

智能斷路器是將計(jì)量、控制及通信等功能融合于一體，加上微控制器技術(shù)的不斷發(fā)展，又豐富了智能斷路器功能。智能斷路器的核心技術(shù)是智能控制單元，其性能的高低直接決定著智能斷路器的優(yōu)劣。智能控制器最早出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，隨著智能芯片、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展和綜合應(yīng)用，使得斷路器智能監(jiān)視和控制技術(shù)在工程上得到廣泛的利用。

相比傳統(tǒng)斷路器，智能斷路器采用微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)相組合，代替了傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助開關(guān)和繼電器組合。其可以獨(dú)立采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)故障，以及及時(shí)發(fā)出故障信號(hào)，規(guī)避事故的發(fā)生［3］。在傳統(tǒng)斷路器的基礎(chǔ)上，智能斷路器加入了智能控制單元，其由數(shù)據(jù)采集模塊、智能識(shí)別模塊和調(diào)節(jié)裝置三部分組成。工作原理如圖1所示。

圖1 智能斷路器工作原理圖

2 智能斷路器在配電網(wǎng)中的應(yīng)用

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在配電網(wǎng)中的故障類型有：低壓單戶故障占45%，低壓干線和支線故障占30%，中壓線路設(shè)備故障占25%。在故障修復(fù)過程中，中壓故障所用時(shí)間最長?；謴?fù)10 kV線路主要涉及信息系統(tǒng)、人員配置、物流配送等多個(gè)方面，而其中最主要的問題是沒有監(jiān)控定位，也沒有統(tǒng)計(jì)故障隔離時(shí)間，急需物資無法及時(shí)送達(dá)，班組工作人員不能協(xié)調(diào)配合，這些都將影響恢復(fù)送電［4］。所以，在10 kV配網(wǎng)線路中，自動(dòng)化技術(shù)手段的缺失，信息系統(tǒng)的不完善將會(huì)影響系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

當(dāng)前，許多變電站采用110 kV/10 kV雙繞組變壓器向用戶端直接供電，為保證供電質(zhì)量的可靠性，通常需要安裝方向性分界開關(guān)，如圖2所示。

圖2 方向性分界開關(guān)示意圖

當(dāng)分支線路出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，分界開關(guān)動(dòng)作，切斷分支線路，智能斷路器不動(dòng)作，避免了配電線路大規(guī)模停電，確保為電力用戶持續(xù)供電。

當(dāng)分支線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，分界開關(guān)立刻動(dòng)作，啟動(dòng)過流閉鎖裝置，智能斷路器跳閘。此時(shí)，分界開關(guān)能馬上檢測(cè)到線路無電壓，立刻分閘，則智能斷路器重新合閘，配電線路無故障部分經(jīng)過短暫停電后正常使用。

3 結(jié)語

鄉(xiāng)村配電網(wǎng)直接與用戶相連，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，其運(yùn)行水平直接影響到居民的生活質(zhì)量以及對(duì)電力部門的認(rèn)可度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的智能設(shè)備將被引進(jìn)電力行業(yè)，滿足廣大用戶的需要。

［1］馬海君，馬德萍.智能斷路器的保護(hù)作用與實(shí)現(xiàn)方法探析［J］.電力與能源，2013（9）：401.

［2］蒲寅，李趙陽.數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（16）：125.

［3］潘勇良.智能斷路器工作原理及技術(shù)特點(diǎn)［J］.電器工業(yè)，2011（1）：65-67.

［4］白申義，李剛.真空斷路器智能控制裝置［J］.低壓電器，2010（6）：19-22.

TM76

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1674-7909（2016）29-27-2

高健（1977-），男，助理工程師，研究方向：電氣工程；胡夏萍（1977-），女，助理工程師，研究方向：電氣工程。