論智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用

國網(wǎng)徐州供電公司 鄒 璇 張樂迪 徐州市第三十六中學(xué) 劉睿琦

1 引言

近年來，隨著人民群眾的生活水平不斷提升，用電負(fù)荷也在不斷增加，并且這也使人民群眾愈發(fā)重視供電的可靠性與電能質(zhì)量。僅通過人工管理手段很難同當(dāng)前電力系統(tǒng)要求相一致，即高效迅速、精益化管理和穩(wěn)定可靠，這就催生出了配電自動(dòng)化，其同樣使用自動(dòng)化開關(guān)。因此，需研究智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用，為人民群眾提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，滿足人民群眾的用電需求[1]。

2 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的構(gòu)成

智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)存在全新特性，關(guān)鍵設(shè)備包括隔離開關(guān)、地接開關(guān)、變壓器和斷路器，以及數(shù)字控制、通信接口與電子設(shè)備屬于輔助設(shè)備。自動(dòng)化開關(guān)具有控制、通信與保護(hù)的作用，所有功能單元均可以獨(dú)立運(yùn)行，對(duì)因系統(tǒng)運(yùn)行而造成的安全威脅展開檢測與處理，同時(shí)展開綜合管理。自動(dòng)化開關(guān)中最關(guān)鍵的設(shè)備就是通過微型計(jì)算機(jī)提供保護(hù)功能的設(shè)備，即可視戶外設(shè)備，其對(duì)通信功能展開充分考慮，能集成操作開關(guān)盒或是開關(guān)。通過對(duì)當(dāng)前的發(fā)展趨勢展開分析得出：目前，電力系統(tǒng)內(nèi)普遍采取的自動(dòng)化開關(guān)為PASS，即插入式開關(guān)系統(tǒng)。從整體上看，自動(dòng)化開關(guān)通過微機(jī)處理與智能傳感器技術(shù)展開工作，同時(shí)通過數(shù)字通信對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤與監(jiān)視，使故障設(shè)備得到有效隔離。

自動(dòng)化開關(guān)利用電子元件、編程組合與控制板控制電路自動(dòng)化開關(guān)[2]。相比較于其他開關(guān)，自動(dòng)化開關(guān)比較容易控制。目前，自動(dòng)化開關(guān)已經(jīng)在大多數(shù)燈具與家用電器中得到廣泛使用，同時(shí)自動(dòng)化開關(guān)具有較高精度與節(jié)能特征。

3 傳統(tǒng)開關(guān)饋線與自動(dòng)化饋線的比較

10kV 饋線配置傳統(tǒng)開關(guān)，該應(yīng)用模式的優(yōu)點(diǎn)就是在實(shí)際運(yùn)行過程中較為簡單，而且投資成本較低，隔離故障成功率可以得到一些提升，但是在實(shí)際運(yùn)營的過程中也會(huì)存在明顯的缺點(diǎn)，如陷入永久或瞬時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變電站出現(xiàn)開關(guān)跳閘，甚至跳閘次數(shù)會(huì)不斷增多，每次跳閘都是全線停電，無法保證更加科學(xué)的進(jìn)行規(guī)范控制，同時(shí)隔離故障需要變電站出現(xiàn)開關(guān)多次進(jìn)行區(qū)分，造成反復(fù)停電及對(duì)系統(tǒng)的影響較嚴(yán)重。所以，在實(shí)際運(yùn)行查找故障的過程中，需要對(duì)權(quán)限進(jìn)行全面清查，需要消耗大量的時(shí)間，為工作人員帶來一定的工作難度。

而且在短時(shí)間內(nèi)無法準(zhǔn)確找到故障，從而導(dǎo)致調(diào)控工作無法有效進(jìn)行。所以說，針對(duì)傳統(tǒng)開關(guān)已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展需求，配置自動(dòng)化開關(guān)饋線是必然發(fā)展趨勢，通過科學(xué)合理的運(yùn)用斷路器或負(fù)荷開關(guān)，更加科學(xué)的將10kV 線路分成若干個(gè)區(qū)段，這樣在遇到斷電情況時(shí)不會(huì)對(duì)全線進(jìn)行斷電，而且在利用變電站進(jìn)行優(yōu)化階段傳統(tǒng)開關(guān)問題，同時(shí)這種模式投資成本較低，通過科學(xué)的降級(jí)與其他技術(shù)配合可以真正實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)功能，更加有效保障運(yùn)行的可靠性。在進(jìn)行對(duì)比分析階段，應(yīng)按照自動(dòng)化開關(guān)設(shè)計(jì)的主要形式，更加科學(xué)的進(jìn)行規(guī)范，使得開關(guān)利用更加合理，避免受一定因素影響導(dǎo)致問題的產(chǎn)生。

4 自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用要求

4.1 負(fù)荷開關(guān)終端功能需求

電壓互感器與電流互感器可以通過三相電流、三相電壓的模式進(jìn)行規(guī)劃，而且每一個(gè)分段復(fù)合開關(guān)電壓互感器使用過程與電源運(yùn)行的影響因素聯(lián)系密切，在預(yù)防工作中，應(yīng)根據(jù)復(fù)合開關(guān)具備電壓實(shí)踐控制功能，在實(shí)際進(jìn)行優(yōu)化控制階段，可以對(duì)當(dāng)前開關(guān)一側(cè)的延時(shí)情況有著一定把握，這樣可以更好地對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制，而且開關(guān)具備非折斷電流保護(hù)的功能，通過分閘與延時(shí)處理，可以全面保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，從實(shí)際進(jìn)行優(yōu)化方面來講，必須對(duì)閉合閘功能其破裂情況有著一定把握，以便于更好進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)控工作，提升電壓保護(hù)效果，符合開關(guān)應(yīng)用要求，為后續(xù)電網(wǎng)調(diào)度工作的順利進(jìn)行提供保障。

4.2 保護(hù)整定與重合閘配置要求

變電站出線開關(guān)保護(hù)與重合閘時(shí)間進(jìn)行整合與規(guī)范，而且在實(shí)際的優(yōu)化階段，要科學(xué)地對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)控，只有保證各項(xiàng)工作有序進(jìn)行，才可以減少影響及問題，同時(shí)在實(shí)踐探究階段，還應(yīng)對(duì)重合閘時(shí)間和二次重合閘時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確規(guī)范，尤其是針對(duì)主干線分段符合開關(guān)保護(hù)方案，必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)原則，通過對(duì)變電站出現(xiàn)開關(guān)重合閘的相互配合，準(zhǔn)確判斷故障范圍，從而能夠?yàn)楹罄m(xù)故障處理提供保障，避免受故障影響，優(yōu)化重合閘配置，更好的融入到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中。與此同時(shí)，應(yīng)按照順序依次對(duì)自動(dòng)化服務(wù)開關(guān)進(jìn)行規(guī)范，同時(shí)還應(yīng)按照實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)管控，了解自動(dòng)化開關(guān)與傳統(tǒng)開關(guān)存在的差距，以便于更加科學(xué)的進(jìn)行調(diào)控，從而能夠保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 自動(dòng)化開關(guān)在應(yīng)用存在的問題

自動(dòng)化開關(guān)在智能配電網(wǎng)應(yīng)用階段可以有效監(jiān)測的作用展現(xiàn)，但是在運(yùn)行階段也會(huì)存在較多的問題，主要是部分自動(dòng)化符合開關(guān)向主戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)送保護(hù)動(dòng)作的過程中，導(dǎo)致調(diào)度對(duì)開關(guān)動(dòng)作診斷不夠準(zhǔn)確，而且部分自動(dòng)化斷路器無法提升信息保護(hù)的準(zhǔn)確性，難以對(duì)故障跳閘類型進(jìn)行準(zhǔn)確分析，在運(yùn)行階段需要檢查開關(guān)SOE 信息，若無法配置系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化跳閘事件無法快速反饋主站。

與此同時(shí)，同一線路無法對(duì)不同自動(dòng)化復(fù)合開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化控制，只有通過科學(xué)調(diào)控才可以確保斷路故障跳閘問題的減少，同時(shí)在實(shí)踐探究階段還應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，確?？梢葬槍?duì)當(dāng)前運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化，了解自動(dòng)化開關(guān)應(yīng)用存在的問題，以便于制定針對(duì)性舉措，避免造成信息混亂與運(yùn)行不穩(wěn)定問題的產(chǎn)生，只有通過科學(xué)調(diào)控才可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)行。因此，針對(duì)該區(qū)域供電線路存在的問題，必須爭取改善信號(hào)和光纖通信線路，這樣可以更加全面的實(shí)施遙控，避免影響及限制產(chǎn)生的同時(shí)可以保證自動(dòng)化開關(guān)功能的體現(xiàn)。

6 配網(wǎng)調(diào)度中使用自動(dòng)化的具體情況

充分發(fā)揮配網(wǎng)調(diào)度內(nèi)存在的自動(dòng)化系統(tǒng)功能，其同自動(dòng)化技術(shù)之間具有比較緊密的聯(lián)系。這些技術(shù)得到迅猛發(fā)展，可在一定程度上影響配網(wǎng)調(diào)度中自動(dòng)化系統(tǒng)的安全管理工作，使電力企業(yè)更加重視自動(dòng)化系統(tǒng)管理的規(guī)范性。當(dāng)優(yōu)化與完善自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)存在服務(wù)功能時(shí)，可以使系統(tǒng)運(yùn)行提高穩(wěn)定性。同時(shí)，現(xiàn)階段與自動(dòng)化系統(tǒng)存在聯(lián)系的部門聯(lián)系更加緊密，會(huì)產(chǎn)生比較顯著的協(xié)調(diào)配合成效，使系統(tǒng)運(yùn)行中的管理工作產(chǎn)生更大效果，令電力生產(chǎn)技術(shù)在實(shí)施期間產(chǎn)生的所有需求得到滿足。并且將值得信賴的統(tǒng)計(jì)分析當(dāng)作基礎(chǔ)，精確分析配網(wǎng)調(diào)度中自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，快速解決發(fā)現(xiàn)的問題，確保自動(dòng)化系統(tǒng)能適應(yīng)高強(qiáng)度運(yùn)行，并開展順利工作[3]。

7 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用方法

7.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)

10kV 饋線中的所有分段與分支開關(guān)均存在自動(dòng)斷路器、以往斷路器和自動(dòng)化開關(guān)。繼電保護(hù)裝置與以往斷路器中的功能未發(fā)生變化[4]。自動(dòng)斷路器增設(shè)了保護(hù)單元與自動(dòng)控制單元，既能使自動(dòng)化滿足功能需求，也能通過調(diào)度站達(dá)到遠(yuǎn)程控制，即遙測、遠(yuǎn)程控制與遠(yuǎn)程信號(hào)，同時(shí)存在過電流、零序與斷路。繼電保護(hù)與重合閘作用能將相間負(fù)載電流、零序電流與短路電流進(jìn)行快速中斷。

斷路器與負(fù)載開關(guān)間的不同之處在于，負(fù)載開關(guān)所具備的滅弧能力不強(qiáng)，同時(shí)無法對(duì)短路電流進(jìn)行中斷。以往負(fù)載開關(guān)與斷路器僅可以通過現(xiàn)場手動(dòng)展開工作，缺少自動(dòng)控制單位，無法對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)隔離，也很難令電源達(dá)到自動(dòng)恢復(fù)的目的。以智能電網(wǎng)設(shè)備為前提，自動(dòng)化開關(guān)能對(duì)故障展開自動(dòng)檢測與隔離，同時(shí)自動(dòng)且快速的恢復(fù)電源。

7.2 對(duì)故障展開自動(dòng)診斷、隔離

配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化具備的關(guān)鍵作用為使傳輸功能可以自動(dòng)恢復(fù)。在挑選開關(guān)期間，應(yīng)按照不同控制手段對(duì)自動(dòng)化開關(guān)展開科學(xué)挑選。智能配電網(wǎng)一般具有以下類型的開關(guān)：負(fù)載開關(guān)、斷路器與隔離開關(guān)。

在電路內(nèi)達(dá)到隔離效果屬于隔離開關(guān)的作用。工作結(jié)構(gòu)與原理比較簡單，但大部分應(yīng)用均在工作可靠性上具有較高要求。智能配電網(wǎng)內(nèi)，隔離開關(guān)關(guān)鍵就是在無負(fù)載條件下將電路斷開，保證電源與設(shè)備中主要斷開點(diǎn)可以對(duì)工作者的人身安全進(jìn)行維護(hù)。因?yàn)榇祟愰_關(guān)缺少滅弧裝置，所以很難及時(shí)保持短路電流與負(fù)載電流，唯有當(dāng)短路斷開的過程中才可以操作此開關(guān)。

現(xiàn)階段，負(fù)載開關(guān)的通用類型有真空與氣體負(fù)載開關(guān)。按照負(fù)載開關(guān)具備的結(jié)構(gòu)展開劃分，通常存在兩種類型，即盒子類型與開放類型。盒子類型關(guān)鍵采用SF6氣體達(dá)到絕緣的作用。在一般條件下，工作機(jī)制不會(huì)受到外部更改的影響，很難發(fā)生生銹或是腐蝕的情況。開放類型開關(guān)所具備的隔離刀閘在布局上同整體布局大體相同。當(dāng)關(guān)閉或打開開關(guān)時(shí)，就應(yīng)及時(shí)與滅弧裝置展開連接。

滅弧室包括真空室與氣體產(chǎn)生室?，F(xiàn)階段被廣泛使用的為真空室，相比較以往箱型，外部環(huán)境可以對(duì)該負(fù)載開關(guān)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。最主要的原因?yàn)榇蟛糠至慵嬖谟谕獠?，沒有充分進(jìn)行防銹處理，極易生銹。

當(dāng)前，我國大部分?jǐn)嗦菲骶豢醋骷芸站€開關(guān)，一些負(fù)荷開關(guān)一般都會(huì)由斷路器所替代，所以應(yīng)根據(jù)線路的差異挑選不同的斷路器。為使10kV 柱上的斷路器具有分?jǐn)嗄芰Γ谙珉娀r(shí)一般都會(huì)使用真空開關(guān)，同時(shí)采取SF6氣體對(duì)相間絕緣層展開處理，使體積減小。

7.3 解決配網(wǎng)內(nèi)存在的故障

我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使我國人民群眾逐漸改善生活水平，同時(shí)用電需求達(dá)到進(jìn)一步擴(kuò)大。智能配電網(wǎng)內(nèi)使用的自動(dòng)化開關(guān)，可以直接判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的零件相連接。在系統(tǒng)內(nèi)大范圍使用自動(dòng)化開關(guān)，能對(duì)配電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障展開正確處理?，F(xiàn)階段，我國配電網(wǎng)具有愈發(fā)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，相較于發(fā)達(dá)國家擁有可靠電源而言，仍然存在一定差距，這造成大量線路出現(xiàn)監(jiān)控問題。為使問題得到有效解決，相關(guān)研究者研究出新解決方法，也就是在對(duì)配電網(wǎng)展開線路故障處理時(shí)可以使用自動(dòng)化開關(guān)。在對(duì)自動(dòng)化路線展開設(shè)計(jì)的過程中，挑選的自動(dòng)化開關(guān)應(yīng)存在控制單元與測量單元，同時(shí)將其放于電路中的關(guān)鍵分支中。此方法比較容易操作，其適應(yīng)價(jià)值比較高，能將主管線內(nèi)出現(xiàn)的短路故障很好解決。

8 配置智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的原則

一是自動(dòng)化開關(guān)中的安裝設(shè)置需具有規(guī)范性，且比較簡單，這可以全面考慮后期運(yùn)行的維護(hù)工作；二是自動(dòng)化開關(guān)需科學(xué)分類，不能隨意安裝；三是配網(wǎng)線路中相同電源路徑應(yīng)保持安裝自動(dòng)化開關(guān)的數(shù)量為≤2，確保自動(dòng)化開關(guān)具有正確性；四是若是10kV線路大于規(guī)定長度，例如最長路徑大于8km，或主干線通過自動(dòng)化開關(guān)進(jìn)行分段時(shí)大于三段，就需為主干線分配分段斷路器，如此可以更好配合工作，且當(dāng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)使停電范圍縮??；五是通常主干線設(shè)置分段負(fù)荷開關(guān)的數(shù)量應(yīng)為2~3個(gè)，把線路劃分為三段至四段。若是線路比較長，通過自動(dòng)化分段開關(guān)可以將支干線與主干線進(jìn)行劃分，若是其劃分?jǐn)?shù)量＞5，就需要主干線分段斷路器與其展開配合，同時(shí)將主干線分段斷路器放在線路前方的1/3處，不但可以使停電范圍更小，也能使變電站降低開關(guān)跳閘出現(xiàn)的概率。

綜上所述，通過對(duì)智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用情況展開分析，提出智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用方法。首先是自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)化開關(guān)能對(duì)故障展開自動(dòng)檢測與隔離，同時(shí)使自動(dòng)且快速的恢復(fù)電源；其次，智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度中需對(duì)故障展開自動(dòng)診斷、隔離，按照不同控制手段對(duì)自動(dòng)化開關(guān)展開科學(xué)挑選；最后，智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)解決配網(wǎng)內(nèi)存在的故障，能將主管線內(nèi)出現(xiàn)的短路故障問題得到解決。如此，可以使配電網(wǎng)系統(tǒng)得到科學(xué)設(shè)計(jì)，使智能配電系統(tǒng)得到優(yōu)化與完善，降低線路損耗，使電源提高可靠性，令設(shè)備提升利用率，使電源可以高效且穩(wěn)定地運(yùn)行，通過開關(guān)設(shè)備使電力行業(yè)得到改善，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長。