配電網中智能開關的管理與應用

【摘要】本文介紹了配網用智能開關的定義、發展歷程、運行管理現狀，并結合配電網管理，研究智能開關在實際應用中要注意的問題和解決辦法。

【關鍵詞】配電網；智能開關；管理

一、引言

國內智能化配電網試點工程建設已在不斷擴大，取得很好示范效應，但在實際運用中出現重科技創新輕應用管理的問題，不能發揮應有的作用。配電網管理的基礎設備是智能開關，事關配電網科技創新的實際效果。

二、配網中的智能開關

（1）智能開關的定義與發展。智能開關是指一次設備是由非常規互感器、隔離開關、接地開關、斷路器組成，二次設備是由電力電子技術、數字化控制裝置和通訊接口組成執行單元，一二次集成的開關設備。實現保護、控制、通訊功能，能獨立執行當地功能，自動檢測設備缺陷和故障，具有遠程管理模式。初級智能開關是戶外型可視化微機保護裝置的一體化帶通訊功能的集成柱上開關或開關箱。發展趨勢是插接式開關系統（PASS）：PASS采用智能化傳感器技術和微處理技術，通過數字通信實現對設備的在線監測、診斷、過程監視和站內計算機監控；通過智能軟件分析可確定出設備的運行狀況；PASS中安裝了電子式互感器；通過高速現場總線傳送數字化的電流電壓信號。（2）配網中智能開關的選擇、規劃設計與安裝調試。配網開關的選擇需滿足常規斷路器所要求的分閘時間、絕緣耐壓、動熱穩定性需要。控制裝置要實現不間斷供電電源。要通過全密封防水型航空接插件和戶外密封電纜進行電氣連接。開關的智能化與傳感技術是分不開的，要提高智能化開關的可靠性、檢測精度，需采用光電傳感器、在線位移傳感器、角度傳感器、新型光纖溫度傳感器、SF6壓力傳感器及檢測真空度的傳感技術。配網開關規劃設計方面將技術先進和經濟效益相結合，線路開關數量適當：線路長、故障多的增加開關數量要適當。輻射型多分支線路中主分支線均要加裝開關，次分支可不加。環網的在主分支兩側都加裝開關，減少停電范圍以及發揮環網作用。智能開關在中壓配電網的安裝采取柱上斷路器和桿下控制箱或者采用電纜開關箱，都要采用防撞、防誤碰（控制箱）、防通訊連接線損傷甚至防盜的措施。編制《10kV柱上智能分段負荷開關成套設備（含控制單元、PT）測試規范》。主要項目有兩類。設備檢測過程中，如出現檢測項目A類任一小項不通過，則認定該設備不能通過檢測。檢測項目B類按實際檢測結果評分。A類是相間短路故障隔離、單相接地故障隔離、聯絡開關轉供電、后備電源及工程配置能力；B類是通信協議一致性測試、電磁兼容及耐壓、就地操作、結構及配置檢查、成套設備運維安全防護。（3）配網中智能開關保護定值管理。第一，開關保護定值預期效果。故障區域自動隔離。當支線發生單相接地、相間短路故障時，根據電流保護階梯式保護時限和過流三段反時限特性，以及零序電流的變化，智能開關先于變電站出線保護開關跳閘，自動隔離故障線路，變電站出線、干線分段開關及其它分支線路開關不因故障發生而跳閘引起停電。干線故障時，也不會引起變電站跳閘和上一級干線分段開關跳閘。環網線路根據環網方法不同，進行調整。快速恢復非故障區域供電。在輻射型配電網絡中，若分支線路保護越級引起干線跳閘，或干線越級導致前一級干線跳閘，則可通過檢壓重合閘方式，延時和次數的不同進行自愈。達到主干線先重合，合閘閉鎖，成功后分支開關檢有壓而合閘，若故障則分閘閉鎖的效果。第二，開關保護定值的設定原則。一是主干分段開關采用階梯式電流保護。從時間上、電流值上配合。主干斷路器3～5個較宜，開關時間值調整一致（多分段開關時局部幾個開關合一設定）或級差調整為大于等于150ms。二是分支線路配合前一級分段開關的定值，電流值的設定可根據負荷情況按照躲過負荷啟動電流和兩相末端短路值來設定，過流時間上等于或小于分段開關值，速斷要小于分段開關值。三是計算出來的定值要保證低于變電站出線開關的定值。四是要根據配網管理系統的潮流以及負荷分布進行實時調整。（4）配網中智能開關通訊管理。目前逐步推廣應用的通訊通道的最佳方式是主站（子站）采用標準的以太網通信設備，主站（子站）與站端（FTU/DTU）的通信使用較多的是光纖自愈環網和光纖以太網方式。由于架空線路覆蓋范圍廣闊，目前多采用GPRS/CDMA通訊。FTU/DTU通過GPRS通信模塊和配網管理系統主站系統構成虛擬專用網。

三、結語

衡量智能開關管理與應用水平，主要看經濟效益、安全生產、客戶服務、管理水平等方面。智能開關將全面代替其它配網開關，成為配電網管理的重要基礎。

參 考 文 獻

[1]高東（音）．《智能化斷路器簡介》．華東電網有限公司．2001（1）

[2]毛為民，文鋒．基于柱上智能開關的廣州地區架空饋線自動化模式的研究[J]．配電網自動化技術．全國電力系統配電技術協作網第二屆年會論文集．2009（10）