智能配電網(wǎng)的自動(dòng)化開關(guān)應(yīng)用

程毅康

【摘 要】自動(dòng)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(yùn)作過程中常見的故障類型主要有故障的自動(dòng)診斷、非故障區(qū)域的自動(dòng)送電以及故障區(qū)域的自動(dòng)隔離等，在進(jìn)行自動(dòng)化開關(guān)的設(shè)置中也應(yīng)當(dāng)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(dòng)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(dòng)化的發(fā)展是順應(yīng)電力工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)而出現(xiàn)的，在信息傳感技術(shù)、信息存儲(chǔ)技術(shù)以及微電子技術(shù)快速發(fā)展的背景下。自動(dòng)化開關(guān)的發(fā)展與應(yīng)用也相應(yīng)產(chǎn)生了，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)的智能化發(fā)展。在上世紀(jì)九十年代，我國(guó)的電力工業(yè)取得了快速發(fā)展，配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化程度得到了有效的提升，充分利用了國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)加強(qiáng)了對(duì)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(yùn)用出來，充分實(shí)現(xiàn)了信息傳感技術(shù)的發(fā)展，微電子技術(shù)的運(yùn)用以及通訊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)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(jìn)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(duì)應(yīng)的配電系統(tǒng)。對(duì)于配電綜合化的提升與自動(dòng)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(fù)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(fù)責(zé)發(fā)電、輸電以及變電等幾個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行SCADA數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，在EMS高級(jí)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(dòng)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(fù)荷控制、SCADA、負(fù)荷管理LM、自動(dòng)繪圖AM、地理信息系統(tǒng)GIS與配電網(wǎng)高級(jí)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(shí)行了智能化的運(yùn)作，實(shí)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(dòng)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(shí)在供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中也包括了變電站的自動(dòng)化DA運(yùn)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(dòng)化，同時(shí)在配電自動(dòng)化的運(yùn)作中也涵蓋了負(fù)荷管理LM[1]。

二、智能配電網(wǎng)的自動(dòng)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(duì)于無負(fù)荷電流的電路進(jìn)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(diǎn)，從而能夠有效保證其他電氣設(shè)置的安全檢修。同時(shí)在合閘狀態(tài)下能夠?qū)τ诙搪饭收想娏饕约罢Ｘ?fù)荷電流有效通過，但是對(duì)于短路電源以及負(fù)荷電流不能有效切斷，因此在運(yùn)作過程中只能在斷路器斷開的情況下運(yùn)用。進(jìn)行隔離開關(guān)直接操作的前提條件是電流低于5A，勵(lì)磁電流、電壓互感器以及避雷器等低于2A[2]。

（二）關(guān)于負(fù)荷開關(guān)

目前我國(guó)電力系統(tǒng)中運(yùn)用到的開關(guān)類型主要有真空負(fù)荷開關(guān)以及產(chǎn)氣式負(fù)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(jī)構(gòu)、真空滅弧劑以及隔離刀閘等，運(yùn)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(fù)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(fù)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(yùn)作過程中就容易出現(xiàn)機(jī)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(yùn)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(fù)荷開關(guān)，因此應(yīng)當(dāng)有效分析應(yīng)對(duì)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(fù)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?jǐn)嗄芰υ谥蠑嗦菲鞯脑O(shè)置上運(yùn)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(jìn)行有效解決，促進(jìn)體積的縮小。在零表壓的情況下應(yīng)當(dāng)有效解決密封問題，在價(jià)格上斷路器開關(guān)與真空負(fù)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(fù)荷開關(guān)。

（四）開關(guān)設(shè)備線路故障處理

在配電自動(dòng)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(yùn)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(yùn)用中一般是由人員進(jìn)行登桿近距離操作，在人員的人身安全上不夠安全，同時(shí)也容易受到環(huán)境以及氣候的影響。由于個(gè)別線路損壞現(xiàn)象比較嚴(yán)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(dòng)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(duì)不同的智能開關(guān)應(yīng)當(dāng)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(jìn)行有效切除。

三、結(jié)束語(yǔ)

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(shí)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(dòng)化開關(guān)，促進(jìn)了智能開關(guān)技術(shù)的充分發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃立建，黃海林.基于ARM的柱上自動(dòng)化開關(guān)的設(shè)計(jì)[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(xué)院學(xué)報(bào)，2011，（6）：29-30.