智能開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

董婧

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種智能工具開(kāi)發(fā)出來(lái)，極大的方便了人們的生活。智能開(kāi)關(guān)是基于遠(yuǎn)程控制的一種開(kāi)關(guān)設(shè)備，在智能終端上得到廣泛運(yùn)用。本文主要介紹了智能開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)與配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化中智能開(kāi)關(guān)的選擇，通過(guò)對(duì)智能開(kāi)關(guān)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：智能開(kāi)關(guān) 配網(wǎng)自動(dòng)化 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（b）-0011-02

21世紀(jì)被稱為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，各種各樣的智能體系被研發(fā)出來(lái)，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，各種科技技術(shù)也被廣泛運(yùn)用到實(shí)際中。電力作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，已成為國(guó)民賴以生存的主要資源，隨著時(shí)代的發(fā)展，用戶對(duì)供電質(zhì)量與供電安全的要求也愈加提高。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的市場(chǎng)逐漸由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)經(jīng)濟(jì)，各行各業(yè)都開(kāi)始研發(fā)新的技術(shù)，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在那10年后，我國(guó)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。開(kāi)關(guān)的開(kāi)發(fā)也逐漸引用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等多方面高科技智能技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的智能化。智能化開(kāi)關(guān)成為電力企業(yè)變電站的首選，使得變電站的保護(hù)、控制、監(jiān)控等功能集中起來(lái)。智能開(kāi)關(guān)的保護(hù)作用也是目前電力企業(yè)依舊還在研究的目標(biāo)，要確保其本身的可靠性與安全性，同時(shí)也要保證被保護(hù)對(duì)象的安全性和可靠性，智能開(kāi)關(guān)的發(fā)展影響著配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展。

1 智能開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)

智能開(kāi)關(guān)是指利用控制板和電子元器件的組合及編程，以實(shí)現(xiàn)電路智能開(kāi)關(guān)控制的單元。我國(guó)的智能開(kāi)關(guān)是根據(jù)國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，一般都是采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，分為手動(dòng)和電動(dòng)兩種操作方式。根據(jù)5A設(shè)計(jì)的電流互感器二次電流。可滿足機(jī)電保護(hù)、計(jì)量、遙測(cè)等不同要求。缺點(diǎn)則是多采用空氣絕緣，受環(huán)境影響嚴(yán)重，并且沒(méi)有專用的裱花箱，只依靠A、C兩相的電流脫扣器實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，無(wú)法使繼電保護(hù)的上下級(jí)有效配合，使開(kāi)關(guān)出現(xiàn)不穩(wěn)定。進(jìn)口智能開(kāi)關(guān)與國(guó)內(nèi)的有較大區(qū)別，比如是根據(jù)1A設(shè)計(jì)的電流互感器二次電流，而且開(kāi)關(guān)都是沒(méi)有刀閘的，有專用的保護(hù)箱，能使繼電保護(hù)的上下級(jí)有效配合，但缺點(diǎn)是一旦發(fā)生問(wèn)題，無(wú)法及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

智能開(kāi)關(guān)具有統(tǒng)一的特點(diǎn)：相互控制，照明顯示，多種操作，本位控制（直接打開(kāi)本文開(kāi)關(guān)所連接的燈），本位鎖定，全關(guān)功能，繼電保護(hù)，狀態(tài)指示，自動(dòng)夜光，紅外遙控，記憶存儲(chǔ)，快捷設(shè)定，安裝方便，安全性好。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化中智能開(kāi)關(guān)的選擇

2.1 隔離開(kāi)關(guān)

隔離開(kāi)關(guān)是不具備滅弧裝置的，所以它不能切換符合電流及短路電流，它主要負(fù)責(zé)斷開(kāi)沒(méi)有負(fù)荷電流的電路，使之與電源隔離，并且為了保證其他設(shè)備的安全檢修工作能不受影響，在分閘狀態(tài)是會(huì)有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。在合閘時(shí)則能通過(guò)具有正常負(fù)荷電流和短路電流。所以，必須保證斷路器已經(jīng)是斷開(kāi)的狀態(tài)下才能進(jìn)行操作，絕對(duì)不能帶負(fù)荷操作，以防造成危險(xiǎn)事故，危害人的生命安全。只有電壓互感器、避雷器、勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器，并且電流不超過(guò)5A的 空載線路才可以操作。一般是與斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合使用。圖1為隔離開(kāi)關(guān)的一種結(jié)構(gòu)圖。

2.2 負(fù)荷開(kāi)關(guān)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)分為產(chǎn)氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)和真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)。在結(jié)構(gòu)上又氛圍敞開(kāi)式和箱式。其中敞開(kāi)式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的總體布置與隔離開(kāi)關(guān)的閘刀相似，在閘刀的分合過(guò)程中會(huì)串如滅弧裝置，分為產(chǎn)氣式和真空兩種滅弧室，當(dāng)前使用的主要以真空滅弧室為主。但是由于敞開(kāi)式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的大部分元件是裸露在戶外，其中的金屬件防腐蝕工作不嚴(yán)謹(jǐn)，運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)銹蝕和機(jī)構(gòu)卡澀等現(xiàn)象，所以一般不選用在環(huán)境差的地區(qū)進(jìn)行安裝使用。箱式主要采用SF6氣體進(jìn)行絕緣，而由于箱式的真空滅弧室、隔離刀閘、操作機(jī)構(gòu)等全部由充滿SF6氣體的向內(nèi)密封，所以它的耐腐蝕性好，操作機(jī)構(gòu)也不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境差而被銹蝕。

2.3 熔斷器

眾所周知，配電網(wǎng)架空線運(yùn)行著大量以此設(shè)備，包括柱上斷路器，由于其中重合器是由斷路器加控制器構(gòu)成，而分段器是由縫合開(kāi)關(guān)加控制器構(gòu)成，所以，分析柱上一次設(shè)備成為一項(xiàng)關(guān)鍵的任務(wù)。我國(guó)目前大部分地區(qū)的柱上開(kāi)關(guān)基本都以斷路器為主，并且斷路器也代替了大部分的符合開(kāi)關(guān)，因此要對(duì)不同斷路器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行探究分析，加以重視。為了提高分?jǐn)嗄芰Γ蠑嗦菲鲬?yīng)當(dāng)采用真空開(kāi)關(guān)滅弧，SF6氣體用以解決相間絕緣，縮小體積。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)的價(jià)格和斷路器開(kāi)關(guān)的價(jià)格差不多，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也無(wú)較大差異，所以，一般都是用真空斷路器來(lái)代替真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)。

3 智能開(kāi)關(guān)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 智能開(kāi)關(guān)設(shè)備的配網(wǎng)自動(dòng)化中的故障處理

近些年，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的研究與應(yīng)用范圍已經(jīng)愈發(fā)廣泛，關(guān)于智能開(kāi)關(guān)設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品也在不斷增多，雖然我國(guó)線路故障監(jiān)控技術(shù)水平也在不斷提高，但是相比歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多樣性、供電可靠性依舊處于落后階段。所以，為了有效提升配電網(wǎng)供電的高性能與自動(dòng)化水平，我國(guó)的研究機(jī)構(gòu)、制造企業(yè)和供電單位都討論以地區(qū)為發(fā)展基礎(chǔ)的實(shí)用性技術(shù)。就我國(guó)目前的配電線路技術(shù)水平還是較低，尤其是對(duì)小電流接地系統(tǒng)中占線路故障比例較高的單相接地故障的處理方案依舊沒(méi)有得到改善。近些年較能接受的是楊紹軍提出額一種基于智能開(kāi)關(guān)設(shè)備的配電網(wǎng)絡(luò)故障處理方案，其主要內(nèi)容便是以簡(jiǎn)單的處理手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路相間短路故障特別是單相接地故障區(qū)域定位、故障區(qū)域隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。這種線路自動(dòng)化方案采用兩種智能開(kāi)關(guān)設(shè)備，一種用于主干線路；一種用于分支線路。通過(guò)采取不同的處理手段，實(shí)現(xiàn)切除及隔離單向接地及相間短路故障，如圖2所示。

3.2 10kV柱上開(kāi)關(guān)無(wú)線控制系統(tǒng)

以往的10kV柱上開(kāi)關(guān)有以下缺點(diǎn)：

（1）操作基本都以人工為主，比如燈桿近距離操作等，這種工作方式對(duì)人員的生命安全威脅較大，同時(shí)還受到自然條件的限制。

（2）部分線路線損嚴(yán)重，竊電現(xiàn)象頻發(fā)，同時(shí)還具有較強(qiáng)的隱蔽性，而且沒(méi)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參考，具有較大的盲目性。

（3）柱上開(kāi)關(guān)FTU電源無(wú)法正常充電與放電，在停電狀況下無(wú)法有效操作電源。

對(duì)于上述這些問(wèn)題，可以根據(jù)配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)發(fā)10kV柱上開(kāi)關(guān)無(wú)線控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是不受到周圍環(huán)境因素的影響，能有效降低通信成本，并且可以通過(guò)內(nèi)置CT采集實(shí)時(shí)電流和對(duì)電流運(yùn)行的監(jiān)控。可以加裝數(shù)據(jù)采集和判別的模塊，采用射頻模塊或GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。并且這種系統(tǒng)已被實(shí)際運(yùn)用，結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、有較強(qiáng)的抗干擾能力、計(jì)算準(zhǔn)確，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了遙控、遙信、遙測(cè)、實(shí)施監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)和變壓器電源的狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

電力企業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其發(fā)展方向及內(nèi)容受到社會(huì)廣泛關(guān)注。在隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、抗干擾技術(shù)、電力電子系統(tǒng)等新技術(shù)的發(fā)展下，電力企業(yè)的設(shè)備制造基本都以這些技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)而加強(qiáng)智能配電系統(tǒng)的完善，使得智能開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)能夠發(fā)揮更大的作用，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展效率。

參考文獻(xiàn)

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