配網(wǎng)中智能開關(guān)與故障指示器的優(yōu)化組合探討

陳開 付振宇 袁朝恩 吳超成

摘要：為了實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)，需要注重智能開關(guān)以及故障指示器的合理設(shè)備。本文主要針對智能開關(guān)與故障指示器單獨(dú)在配網(wǎng)中應(yīng)用的不足進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對兩種設(shè)備在配網(wǎng)中優(yōu)化組合應(yīng)用的優(yōu)勢進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；智能開關(guān)；故障指示器；優(yōu)化組合

隨著快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平，也相應(yīng)提升了對電力運(yùn)行安全穩(wěn)定性的各項(xiàng)要求，逐漸突出了配電網(wǎng)故障指示器和智能開關(guān)相關(guān)設(shè)置的重要性。本文主要是分析研究配電網(wǎng)中故障指示器和智能開關(guān)優(yōu)化組合。線路故障指示器廣泛應(yīng)用在線路運(yùn)輸各個(gè)階段，例如開關(guān)柜進(jìn)出線，電力電纜以及輸配電線路上，能夠有效對電流流通故障情況進(jìn)行指示。線路在運(yùn)行期間一旦出現(xiàn)故障，巡線人員能夠通過故障指示器的顯示情況，第一時(shí)間確定故障點(diǎn)并進(jìn)行排除。該種方法可以全面改變傳統(tǒng)的盲目巡線方式。

1、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是一種以饋線自動(dòng)化為主的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，我國具備的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及變電站自動(dòng)化系統(tǒng)都是屬于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，具有相同的基礎(chǔ)原理，主要是優(yōu)化和改進(jìn)電力二次設(shè)備，包括整合系統(tǒng)功能等，通過計(jì)算技術(shù)，信號處理技術(shù)可以智能化測量，控制，監(jiān)視以及保護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行情況。通常情況下，電量采集，環(huán)境檢測等都屬于以上技術(shù)范圍。

電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的功能主要是包含遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程監(jiān)測，遠(yuǎn)程通信以及遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)等，所以要充分發(fā)揮配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)需要有效參考主網(wǎng)，然而配電網(wǎng)具有自身獨(dú)特之處：（1）設(shè)備所處環(huán)境的惡劣程度越高，就會(huì)相應(yīng)提升其防護(hù)能力；（2）配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)能夠有效控制電網(wǎng)當(dāng)中的重要節(jié)點(diǎn)；（3）具有較多數(shù)量的終端設(shè)備，同步優(yōu)化技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素；（4）其具有復(fù)雜的通道環(huán)境，通信措施多樣化，現(xiàn)階段，少數(shù)縣調(diào)系統(tǒng)在上收調(diào)度權(quán)限之后處于空閑階段，這樣可以有充足時(shí)間對配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行改造和優(yōu)化。

2、單獨(dú)采用故障指示器或智能開關(guān)告警的缺點(diǎn)

2.1故障指示器的單用缺點(diǎn)

（1）容易損壞：按照某電力企業(yè)在電網(wǎng)線路當(dāng)中安裝的故障指示器的實(shí)際應(yīng)用情況可以看出，在故障指示器應(yīng)用6個(gè)月期間損壞率高達(dá)85%，特別是在電網(wǎng)線路出現(xiàn)故障之后，故障指示器無法在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行翻牌，還有某些故障指示器在翻牌之后沒有及時(shí)復(fù)位。在對該種現(xiàn)象進(jìn)行分析時(shí)，結(jié)果顯示，由于故障指示器電流的使用范圍比較小，按照其實(shí)際運(yùn)行原理可以看出，故障指示器在判斷故障時(shí)主要是按照配電線路當(dāng)中電流突變情況進(jìn)行判斷，并且電流突變值已經(jīng)達(dá)到指示器的啟動(dòng)值。如果電網(wǎng)線路變化幅度大于短路之前線路的一半也會(huì)啟動(dòng)指示器。如果線路短路之后，電流為零，也會(huì)啟動(dòng)故障指示器，但是，如果電網(wǎng)線路在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的瞬間電流超過故障指示器的電流啟動(dòng)值，將會(huì)對故障指示器內(nèi)部芯片產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，補(bǔ)給影響指示器的正常運(yùn)行，還會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)情況，完全喪失芯片的各項(xiàng)功能。

（2）故障指示器芯片工作電源存在缺陷：故障指示器在指示電網(wǎng)線路當(dāng)中的故障時(shí)主要是記住與內(nèi)部芯片進(jìn)行計(jì)算和檢測，之后發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)指令。但是芯片自身工作穩(wěn)定性與電源穩(wěn)定性之間存在較大的關(guān)聯(lián)性。由于大多數(shù)故障指示器的電池都是應(yīng)用紐扣電池，容量較小，使故障指示器較難實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。隨著不斷消耗的電池容量，會(huì)嚴(yán)重影響內(nèi)部芯片的工作效率。如果電網(wǎng)線路出現(xiàn)較多的故障，就會(huì)縮短故障指示器的運(yùn)行時(shí)間，逐漸降低故障判斷準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2.2智能開關(guān)的單用缺點(diǎn)

相比于傳統(tǒng)開關(guān)，智能開關(guān)在工作原理方面存在較大的差異性。傳統(tǒng)開關(guān)只需要進(jìn)行機(jī)械切斷聯(lián)通電路就能夠保護(hù)電路。然而智能開關(guān)為了實(shí)現(xiàn)智能控制，需要具備連接和待機(jī)等候兩種情況。在待機(jī)時(shí)，智能開關(guān)需要借助于電源供電才能正常運(yùn)行。

如果在入墻開關(guān)當(dāng)中存在零線和火線，就可以解決以上問題。如果只存在單火線控制情況，并且無法重新布線，就需要在單火線上獲取電力，也被稱為單火取電技術(shù)。然而由于單火取電技術(shù)沒有得到全面完善，在較大程度上為智能單火開關(guān)帶來故障隱患和技術(shù)限制。

智能開關(guān)進(jìn)行單火線取電主要是利用電器流經(jīng)電流為智能開關(guān)的控制電路提供電力，如果待機(jī)輸入電流比較小，就會(huì)影響待機(jī)電路，使其無法進(jìn)行正常運(yùn)行。如果電流輸入太大，就會(huì)導(dǎo)致電器無法處于關(guān)閉狀態(tài)，尤其表現(xiàn)在高阻抗LED燈和電子節(jié)能燈上，智能開關(guān)對待機(jī)電流特別敏感，會(huì)出現(xiàn)關(guān)閉后關(guān)不死，導(dǎo)致某些燈具存在微亮情況。

常規(guī)單火取電技術(shù)為了取得平衡，不能對電器功率進(jìn)行嚴(yán)格控制，需要將控制功率控制在5-700W之間。但是，現(xiàn)階段低于5W的LED燈比較常見，這在一定程度上限制了智能開關(guān)的控制范圍。存在少數(shù)用戶在開關(guān)上添加電容或電阻，這樣就使得智能開關(guān)容易發(fā)熱，給開關(guān)留下極大的故障隱患。

3、配電網(wǎng)中智能開關(guān)與故障指示器的優(yōu)化組合

由于智能開關(guān)與故障指示器在配電網(wǎng)中單獨(dú)使用存在較多的弊端與不足，因此在電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中需要組合應(yīng)用智能開關(guān)與故障指示器，這樣才能有效判斷線路運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)的各項(xiàng)故障，全面確保電網(wǎng)線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過對智能開關(guān)與故障指示器組合方式實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析，該種優(yōu)化組合方式能夠有效查找出線路運(yùn)行期間潛在的各項(xiàng)故障，并且能夠全面發(fā)揮兩種檢查方式的優(yōu)勢特點(diǎn)。

3.1智能開關(guān)的應(yīng)用優(yōu)勢

由于智能開關(guān)主要是應(yīng)用控制板和電子元器件的組合方式對電路智能開關(guān)控制的單元。并且可以按照系統(tǒng)化的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對電網(wǎng)線路進(jìn)行控制。其次，智能開關(guān)還可以借助于智能斷路器對短路故障進(jìn)行隔離處理，在處理完成之后能夠及時(shí)重合閘。

3.2故障指示器的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）如果配電網(wǎng)線路處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，故障指示器的顯示窗口為白色。如果線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，顯示窗口就會(huì)變?yōu)榧t色。

（2）自動(dòng)復(fù)位：在電網(wǎng)線路恢復(fù)正常供電之后，故障指示器會(huì)自動(dòng)復(fù)位，其復(fù)位時(shí)間主要是由客戶選擇決定，可以按照巡線長度，線路環(huán)境以及部門要求等方面進(jìn)行復(fù)位。

（3）帶電裝卸：故障指示器在帶電裝卸方面操作較為簡單，并且不會(huì)對電網(wǎng)線路的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

（4）故障指示器可以全面查找電網(wǎng)線路運(yùn)行期間存在的隱蔽性故障點(diǎn)，并且具有先進(jìn)的檢測技術(shù)。

（5）故障指示器在第一時(shí)間明確電網(wǎng)線路產(chǎn)生故障的位置以及具體故障點(diǎn)，并且不斷減少故障排除時(shí)間。

3.3兩種方式優(yōu)化組合的應(yīng)用優(yōu)勢

在用戶進(jìn)戶電源上安裝智能開關(guān)，在后段分支線上安裝故障指示器，將兩種設(shè)備有效結(jié)合起來，可以對具體支線上的接地故障進(jìn)行判斷。由于在配電網(wǎng)線路當(dāng)中安裝較多的故障指示器，因此在線路運(yùn)行如果出現(xiàn)故障，線路檢修人員可以按照報(bào)警顯示的相關(guān)信息，對故障點(diǎn)，分支線故障以及故障區(qū)域進(jìn)行判斷，這樣可以防止出現(xiàn)盲目巡線情況，提升檢修人員的工作效率，全面維持電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.結(jié)束語

綜上所述，在配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行期間，需要全面注重智能開關(guān)分段設(shè)置以及故障指示器的優(yōu)化組合，并且對其進(jìn)行合理配置，正確認(rèn)識(shí)智能開關(guān)與故障指示器在配電網(wǎng)線路運(yùn)行期間產(chǎn)生的重要作用，對兩種設(shè)備優(yōu)化組合應(yīng)用，有助于配電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，還可以獲得經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，全面促進(jìn)電力企業(yè)配電網(wǎng)線路安全可靠性以及經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

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