智能開關在配網自動化系統的應用

吳雨桐 汪 濤 李安瀾

(沈陽師范大學物理科學與技術學院，遼寧 沈陽 110034)

1 智能開關概述

智能開關是指一種一次、二次集成化的設備，其中一次設備的主要構件有互感器、隔離開關等，二次設備有電力電子技術、數字化控制裝置等。智能開關的主要作用包括保護、控制等，各個功能單元能夠獨立運行，能夠搜集和分析系統的運行，實現運行管理。初級智能開關是一種戶外型的微機保護裝置，具有通訊功能。從目前的發展實際來看，插接式開關系統一起獨特的優點在電力系統中有獨特的應用，其綜合了智能化傳感器技術和微處理技術，能夠對電力設備實現實時檢測，而且能夠對分析運行故障，隔離故障單元，同時還能夠聯合其他計算機對系統進行檢測。

2 配電網自動化系統中智能開關的應用

2.1 隔離開關

隔離開關主要用于切斷無負荷電路，將設備和電源隔離，在分閘時有明顯的斷開點，進而確保設備的安全維護。在合閘時能夠確保電流的穩定通過。由于隔離開關沒有專門的滅弧裝置，因此其不能切斷斷路電流。隔離開關的這些特點使其只能在斷路器斷開電路時才能夠進行其他操作，要嚴禁帶負荷操作，避免安全事故的發生。直接用隔離開關的有電流小于2A的空載變壓器和電流小于5A的空載線路，一般與負荷開關聯合使用。

2.2 負荷開關

常見的負荷開關有產氣式開關和真空負荷開關，主要結構有箱式和敞開式。箱式負荷開關中主要使用SF6氣體絕緣，其中有滅弧室、隔離刀閘等，其耐腐蝕性強，操作結構不會產生銹蝕。敞開式負荷開關與隔離刀閘類似，有產氣式滅弧室和真空滅弧室2類，以后者為主。敞開式負荷開關的多數元件露天，如果金屬防腐處理不當很容易導致銹蝕，使其應用范圍受到了一定的限制。

2.3 斷路器

在配網架空線上有很多一次性的設備，其中有柱上斷路器、重合器，重合器也是由斷路器和控制器組合構成的。配網架空線的開關或負荷開關多為斷路器，因此應加強對不同類型斷路器的分析，以更好地發揮斷路器的作用。柱上斷路器多采用真空開關管滅弧，其中的SF6氣體絕緣效果好，體積小，密封問題對斷路器的作用影響較小。

3 智能開關在配網自動化系統中的應用實例

3.1 智能開關在配網自動化系統中線路故障處理的應用

當前，我國很多城市的配電線路技術水平低，對小電流接地系統的故障還沒有理想的解決方案，對用戶側線路的管理也缺乏有效的技術手段。國內研究者使用了2類帶測控單元的智能開關設備，一類用于主線路，一類用于分線路，它們采用了不同的故障處理方式，但都能夠切除或隔離單相接地和相見短路故障。在北京、中山等地區，這一技術逐漸成熟，滿足了我國配網結構的復雜性，在實際中有廣泛的應用。

3.2 10kV柱上開關無線控制系統

在當前的10kV配網中有以下幾方面的不足：一是10kV的開關操作多為人工登桿操作，操作人員的人身安全較低，而且還受氣候、環境等影響；二是線路線損高，竊電現象多發，隱蔽性較強，竊電查找困難，而且實時數據缺乏，需要檢查人員長時間蹲點；另外，柱上開關FTU的電池不能得到有效放電，在停電情況下不能確保操作電源；光纖通信的修復難度也較大；配電線路遷改頻繁，光纜和雙絞線的配合度低。有關學者根據這些弊端，通過當前配網自動化系統的優勢，創設了10kV柱上開關無線控制系統。這一系統受地理環境的限制較小，通信成本低，另外還能夠使用當前的10kV柱上開關的內置CT對電流數據進行搜集、監控。數據采集模塊在現有柱上開關操作的機構中，使用GSM網絡或其他網絡進行通信。經過實踐證明，柱上智能開關的系統較為穩定，抗干擾能力強，電流計量準確，能有效采集和儲存電力系統的主要運行參數，并能夠根據報警閥實現系統的遙控、實時監測等。

4 結語

在電力電子技術和微電子技術等新技術的支持下，電力行業研發出了大量的新型智能設備，配網自動化水平不斷提升。在配網自動化系統中，智能開關不僅減少了檢修人員的工作量，同時也設立了隔離開關，提高了配網自動化系統的穩定性，減少了故障的發生，降低了經濟損失，提高了經濟和社會效益。