智能配電網(wǎng)的自動化開關(guān)應(yīng)用

程毅康

【摘 要】自動化開關(guān)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用，有助于提高智能配電網(wǎng)故障診斷能力，減少智能配電網(wǎng)故障發(fā)生率。在智能配電網(wǎng)絡(luò)運作過程中常見的故障類型主要有故障的自動診斷、非故障區(qū)域的自動送電以及故障區(qū)域的自動隔離等，在進行自動化開關(guān)的設(shè)置中也應(yīng)當以此為目的，選擇相應(yīng)的控制方式。

【關(guān)鍵詞】智能配電網(wǎng)；自動化；開關(guān)

配電設(shè)施的發(fā)展是在電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下出現(xiàn)的，配電網(wǎng)絡(luò)自動化的發(fā)展是順應(yīng)電力工業(yè)發(fā)展趨勢而出現(xiàn)的，在信息傳感技術(shù)、信息存儲技術(shù)以及微電子技術(shù)快速發(fā)展的背景下。自動化開關(guān)的發(fā)展與應(yīng)用也相應(yīng)產(chǎn)生了，實現(xiàn)了開關(guān)的智能化發(fā)展。在上世紀九十年代，我國的電力工業(yè)取得了快速發(fā)展，配電網(wǎng)絡(luò)的自動化程度得到了有效的提升，充分利用了國際上的先進技術(shù)加強了對于配電網(wǎng)的投資力度。在這種發(fā)展背景下，一批高性能與高品質(zhì)的開關(guān)設(shè)備被大量地開發(fā)與運用出來，充分實現(xiàn)了信息傳感技術(shù)的發(fā)展，微電子技術(shù)的運用以及通訊數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的積極有效發(fā)展。由此傳統(tǒng)的功能單一的開關(guān)組的配電系統(tǒng)對于目前越來越多樣化的需求難以做到充分滿足?；谶@一背景之下先進的智能配電技術(shù)在各大設(shè)備制造商中有了很大的開發(fā)力度，目前已經(jīng)退出了智能化的開關(guān)柜與相對應(yīng)的配電系統(tǒng)。對于配電綜合化的提升與自動化系統(tǒng)的提高具有顯著的提升作用。

一、配電網(wǎng)智能化發(fā)展現(xiàn)狀

負荷電力系統(tǒng)的組成部分包括配電、輸電、發(fā)電以及變電等。能源管理系統(tǒng)即EMS負責發(fā)電、輸電以及變電等幾個環(huán)節(jié)，進行SCADA數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，在EMS高級應(yīng)用軟件、信息管理系統(tǒng)MIS以及AGC系統(tǒng)的控制上也由自動發(fā)電系統(tǒng)控制。在配電、用電的監(jiān)視上等涵蓋了設(shè)備管理FM、SCADA、故障管理、負荷控制、SCADA、負荷管理LM、自動繪圖AM、地理信息系統(tǒng)GIS與配電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件等功能組成。隨著目前信息化的發(fā)展，電力系統(tǒng)也實行了智能化的運作，實現(xiàn)了發(fā)電、供電與用電的統(tǒng)一一體化。配電網(wǎng)絡(luò)自動化DA與配電管理系統(tǒng)DMS系統(tǒng)之間有著緊密的聯(lián)系，同時在供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中也包括了變電站的自動化DA運作與配電管理系統(tǒng)DMS。在供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中包括了變電站的自動化，同時在配電自動化的運作中也涵蓋了負荷管理LM[1]。

二、智能配電網(wǎng)的自動化開關(guān)應(yīng)用策略

（一）關(guān)于隔離開關(guān)

隔離開關(guān)的設(shè)置目的在于隔離電源，對于無負荷電流的電路進行斷開，沒有設(shè)置滅弧裝置，在分閘狀態(tài)下具有明顯的斷開點，從而能夠有效保證其他電氣設(shè)置的安全檢修。同時在合閘狀態(tài)下能夠?qū)τ诙搪饭收想娏饕约罢Ｘ摵呻娏饔行ㄟ^，但是對于短路電源以及負荷電流不能有效切斷，因此在運作過程中只能在斷路器斷開的情況下運用。進行隔離開關(guān)直接操作的前提條件是電流低于5A，勵磁電流、電壓互感器以及避雷器等低于2A[2]。

（二）關(guān)于負荷開關(guān)

目前我國電力系統(tǒng)中運用到的開關(guān)類型主要有真空負荷開關(guān)以及產(chǎn)氣式負荷開關(guān)兩種類型，結(jié)構(gòu)組成上包括敞開式與箱式。其中箱式開關(guān)使用的是SF6氣體絕緣，在SF6氣體箱內(nèi)主要包括了操作機構(gòu)、真空滅弧劑以及隔離刀閘等，運用過程中比較耐腐蝕，受到外界氣候的影響比較低。敞開式負荷開關(guān)的布置與隔離刀閘比較相似，在分合閘中加入了滅弧裝置，操作上具有真空式滅弧室與產(chǎn)氣式滅弧室兩種，目前采用的主要方式是真空式滅弧室。敞開式負荷開關(guān)的很大部分元件是直接裸露在戶外的，一旦金屬元件使用中受到了腐蝕，在開關(guān)的運作過程中就容易出現(xiàn)機構(gòu)卡澀以及銹蝕等問題，在外部環(huán)境比較惡劣的條件不適宜使用。

（三）關(guān)于斷路器

配電網(wǎng)架空線上運行著柱上斷路器這一設(shè)備，在重合器上也包含了斷路器與控制器，其中分段器的組成上包括了控制器與負荷開關(guān)，因此應(yīng)當有效分析應(yīng)對柱上的設(shè)備。目前架空線柱上一般具有比較多的斷路器，很多負荷開關(guān)也是以斷路器的形式展現(xiàn)，不同類型的斷路器往往具有不同的結(jié)構(gòu)與特性。為了有效提升分斷能力在柱上斷路器的設(shè)置上運用真空開關(guān)的形式，SF6氣體的使用能夠?qū)τ谙嚅g絕緣現(xiàn)象進行有效解決，促進體積的縮小。在零表壓的情況下應(yīng)當有效解決密封問題，在價格上斷路器開關(guān)與真空負荷開關(guān)比較類似，其他結(jié)構(gòu)上相差也比較少[3]。由此目前已經(jīng)基本上使用真空斷路器來替代真空負荷開關(guān)。

（四）開關(guān)設(shè)備線路故障處理

在配電自動化技術(shù)快速發(fā)展的前提下，配電網(wǎng)絡(luò)具有很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但是在小電流接地系統(tǒng)中在運行過程中依然面臨著很多問題。

目前電力設(shè)備中的10kV配網(wǎng)設(shè)備在運用中一般是由人員進行登桿近距離操作，在人員的人身安全上不夠安全，同時也容易受到環(huán)境以及氣候的影響。由于個別線路損壞現(xiàn)象比較嚴重，也發(fā)生了比較多的竊電現(xiàn)象，在竊電的查找上也比較困難。為此可以采用的故障處理方法有單相接地故障區(qū)域定位、故障區(qū)域隔離以及非故障區(qū)域恢復(fù)供電等。

目前線路自動化方案中具有兩種智能開關(guān)設(shè)備，分別是主干線路以及分支線路。針對不同的智能開關(guān)應(yīng)當采取不同的故障處理方式，從而把相間短路故障以及單相接地進行有效切除。

三、結(jié)束語

在目前電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)以及抗干擾技術(shù)快速發(fā)展的背景下，電網(wǎng)系統(tǒng)中能夠有效實現(xiàn)智能化發(fā)展，研究出了各種新型的新技術(shù)以及自動化開關(guān)，促進了智能開關(guān)技術(shù)的充分發(fā)展。

參考文獻：

[1]黃立建，黃海林.基于ARM的柱上自動化開關(guān)的設(shè)計[J].黑龍江科技信息，2017，（2）：140.

[2]李靜，梁英，劉啟航.配電網(wǎng)中用戶分界開關(guān)的應(yīng)用研究綜述[J].科技展望，2016，（3）：112.

[3]花蕊，秦紅星.10kV配電網(wǎng)用戶分界智能開關(guān)的研究與應(yīng)用[J].唐山學院學報，2011，（6）：29-30.