智能開關的特點在配網(wǎng)自動化中的應用研究

董婧

摘 要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，各種智能工具開發(fā)出來，極大的方便了人們的生活。智能開關是基于遠程控制的一種開關設備，在智能終端上得到廣泛運用。本文主要介紹了智能開關的特點與配電網(wǎng)絡自動化中智能開關的選擇，通過對智能開關在配網(wǎng)自動化中的實際應用展開分析。

關鍵詞：智能開關 配網(wǎng)自動化 應用研究

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0011-02

21世紀被稱為互聯(lián)網(wǎng)時代，各種各樣的智能體系被研發(fā)出來，比如計算機技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等，各種科技技術(shù)也被廣泛運用到實際中。電力作為我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，已成為國民賴以生存的主要資源，隨著時代的發(fā)展，用戶對供電質(zhì)量與供電安全的要求也愈加提高。改革開放以來，我國的市場逐漸由計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鼋?jīng)濟，各行各業(yè)都開始研發(fā)新的技術(shù)，以提高經(jīng)濟效益。在那10年后，我國引進國外先進技術(shù)，使配電網(wǎng)絡實現(xiàn)自動化。開關的開發(fā)也逐漸引用了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等多方面高科技智能技術(shù)，最終實現(xiàn)了開關的智能化。智能化開關成為電力企業(yè)變電站的首選，使得變電站的保護、控制、監(jiān)控等功能集中起來。智能開關的保護作用也是目前電力企業(yè)依舊還在研究的目標，要確保其本身的可靠性與安全性，同時也要保證被保護對象的安全性和可靠性，智能開關的發(fā)展影響著配網(wǎng)自動化的發(fā)展。

1 智能開關的特點

智能開關是指利用控制板和電子元器件的組合及編程，以實現(xiàn)電路智能開關控制的單元。我國的智能開關是根據(jù)國內(nèi)電力系統(tǒng)的特點進行設計制造的，一般都是采用彈簧操作機構(gòu)，分為手動和電動兩種操作方式。根據(jù)5A設計的電流互感器二次電流。可滿足機電保護、計量、遙測等不同要求。缺點則是多采用空氣絕緣，受環(huán)境影響嚴重，并且沒有專用的裱花箱，只依靠A、C兩相的電流脫扣器實現(xiàn)繼電保護，無法使繼電保護的上下級有效配合，使開關出現(xiàn)不穩(wěn)定。進口智能開關與國內(nèi)的有較大區(qū)別，比如是根據(jù)1A設計的電流互感器二次電流，而且開關都是沒有刀閘的，有專用的保護箱，能使繼電保護的上下級有效配合，但缺點是一旦發(fā)生問題，無法及時進行修復。

智能開關具有統(tǒng)一的特點：相互控制，照明顯示，多種操作，本位控制（直接打開本文開關所連接的燈），本位鎖定，全關功能，繼電保護，狀態(tài)指示，自動夜光，紅外遙控，記憶存儲，快捷設定，安裝方便，安全性好。

2 配網(wǎng)自動化中智能開關的選擇

2.1 隔離開關

隔離開關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，它主要負責斷開沒有負荷電流的電路，使之與電源隔離，并且為了保證其他設備的安全檢修工作能不受影響，在分閘狀態(tài)是會有明顯的斷開點。在合閘時則能通過具有正常負荷電流和短路電流。所以，必須保證斷路器已經(jīng)是斷開的狀態(tài)下才能進行操作，絕對不能帶負荷操作，以防造成危險事故，危害人的生命安全。只有電壓互感器、避雷器、勵磁電流不超過2A的空載變壓器，并且電流不超過5A的 空載線路才可以操作。一般是與斷路器、負荷開關配合使用。圖1為隔離開關的一種結(jié)構(gòu)圖。

2.2 負荷開關

負荷開關分為產(chǎn)氣式負荷開關和真空負荷開關。在結(jié)構(gòu)上又氛圍敞開式和箱式。其中敞開式負荷開關的總體布置與隔離開關的閘刀相似，在閘刀的分合過程中會串如滅弧裝置，分為產(chǎn)氣式和真空兩種滅弧室，當前使用的主要以真空滅弧室為主。但是由于敞開式負荷開關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謹，運行時容易出現(xiàn)銹蝕和機構(gòu)卡澀等現(xiàn)象，所以一般不選用在環(huán)境差的地區(qū)進行安裝使用。箱式主要采用SF6氣體進行絕緣，而由于箱式的真空滅弧室、隔離刀閘、操作機構(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，操作機構(gòu)也不會因為環(huán)境差而被銹蝕。

2.3 熔斷器

眾所周知，配電網(wǎng)架空線運行著大量以此設備，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關加控制器構(gòu)成，所以，分析柱上一次設備成為一項關鍵的任務。我國目前大部分地區(qū)的柱上開關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關，因此要對不同斷路器的結(jié)構(gòu)特點進行探究分析，加以重視。為了提高分斷能力，柱上斷路器應當采用真空開關滅弧，SF6氣體用以解決相間絕緣，縮小體積。根據(jù)市場調(diào)查，真空負荷開關的價格和斷路器開關的價格差不多，結(jié)構(gòu)特點也無較大差異，所以，一般都是用真空斷路器來代替真空負荷開關。

3 智能開關在配網(wǎng)自動化中的應用

3.1 智能開關設備的配網(wǎng)自動化中的故障處理

近些年，配網(wǎng)自動化技術(shù)的研究與應用范圍已經(jīng)愈發(fā)廣泛，關于智能開關設備的相關產(chǎn)品也在不斷增多，雖然我國線路故障監(jiān)控技術(shù)水平也在不斷提高，但是相比歐美一些發(fā)達國家，我國配電網(wǎng)絡結(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化水平，我國的研究機構(gòu)、制造企業(yè)和供電單位都討論以地區(qū)為發(fā)展基礎的實用性技術(shù)。就我國目前的配電線路技術(shù)水平還是較低，尤其是對小電流接地系統(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關設備的配電網(wǎng)絡故障處理方案，其主要內(nèi)容便是以簡單的處理手段，實現(xiàn)對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)域恢復供電。這種線路自動化方案采用兩種智能開關設備，一種用于主干線路；一種用于分支線路。通過采取不同的處理手段，實現(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柱上開關無線控制系統(tǒng)

以往的10kV柱上開關有以下缺點：

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

（2）部分線路線損嚴重，竊電現(xiàn)象頻發(fā)，同時還具有較強的隱蔽性，而且沒有實時數(shù)據(jù)參考，具有較大的盲目性。

（3）柱上開關FTU電源無法正常充電與放電，在停電狀況下無法有效操作電源。

對于上述這些問題，可以根據(jù)配網(wǎng)自動化開發(fā)10kV柱上開關無線控制系統(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，并且可以通過內(nèi)置CT采集實時電流和對電流運行的監(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)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。并且這種系統(tǒng)已被實際運用，結(jié)果表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、有較強的抗干擾能力、計算準確，并且能夠根據(jù)實際情況進行報警，實現(xiàn)了遙控、遙信、遙測、實施監(jiān)測開關和變壓器電源的狀態(tài)。

4 結(jié)語

電力企業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，其發(fā)展方向及內(nèi)容受到社會廣泛關注。在隨著計算機技術(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)的設備制造基本都以這些技術(shù)為基礎，應用進配電網(wǎng)絡系統(tǒng)，進而加強智能配電系統(tǒng)的完善，使得智能開關設備技術(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

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