配網自動化多功能接口模擬斷路器的研制

關健

摘 要：在當今的電網智能化建設與發展中，多功能接口模擬斷路器的研制與應用也得到了越來越廣泛的關注。為實現模擬斷路器應用效果的良好保障，本文特對其具體研制進行分析，主要包括其研制方案與制作過程。希望通過本次的分析，可以為模擬斷路器在智能配電網中的良好應用與發展提供科學參考。

關鍵詞：智能配電網;多功能接口;模擬斷路器;研制方案;制作

前言：為促進配電網的智能化發展，本文對一種多功能接口形式的智能電網模擬斷路器研制進行分析。該裝置的組裝方式是集成化回路和多模塊連接，將其應用到智能配電網中，可以為多個廠家、多種型號的電纜提供連接接口，以此來有效解決傳統斷路器接口和電纜不匹配問題。

一、模擬斷路器研制方案分析

在對模擬斷路器進行研制的過程中，其主要的模塊包括四個，第一是電源模塊，第二是航插模塊，第三是信號回路模塊，第四是外形和面板。具體研制中，應該對模擬斷路器的實際應用需求加以全面分析，并以此為依據來進行各個模塊研制方案的科學制定。以下是本次模擬斷路器研制中的具體方案分析：

（一）電源模塊研制

為滿足該模擬斷路器的實際供電需求，需確保其電源具備多元化的形式，可實現穩定電壓的輸出，且應用到其中的蓄電池應具有優良的尺寸和性能。為達到這一目標，在該模擬斷路器研制中，將鋰電池用作其電源電池，其尺寸設計為23*7*3mm，輸出電壓是24V形式的穩定直流電壓。具體應用中，可通過交流電源外界的形式來為蓄電池充電。

（二）航插模塊研制

通過實際應用需求分析可知，模擬斷路器航插模塊需要具備安裝便捷、放置穩定、線芯接線便捷可靠、安裝牢固等的特征，且能夠和多種型號的航插進行連接。為達到這一目標，具體研制中，將箱體面板選作航插模塊的安裝位置，將多種航插型號集中在了同一個航插模塊上，以此來實現該模擬斷路器和多種航插型號的匹配效果，并通過螺絲進行模塊固定，再借助于端子排的形式進行接線處理。在此過程中，應確保航插排布的合理性，以此來實現航插和面板之間的牢固連接。

（三）信號回路模塊研制

具體研制中，為實現該模塊的良好應用效果，滿足模擬斷路器的實際應用需求，其邏輯回路的設計應足夠簡潔，且能夠發出饋線終端設備（FTU）所需要的信號，并保障信號節點足夠清晰;同時，其中的元件應用也應足夠合理[1]。為達到這一目標，本次研制中，特將箱體結構設計為半封閉形式，并對集成電路加以合理應用，通過按鍵的方式進行操作。

（四）外形和面板研制

通過實際應用需求分析可知，在對該模擬控制器裝置進行研制的過程中，應保障其材料和尺寸設計與其實際運維需求相符，并確保搬運的便捷性、放置的穩定性，且其質量不可超過20kg;同時，其面板應足夠清晰，每一個模塊都應做到合理排布。為達到這一目標，本次研制中，選擇了不銹鋼材料來進行裝置制作，其尺寸是48*46*20cm，然后按照實際需求將各個模塊安裝到裝置箱體上，根據圖紙做好接線處理。在完成組裝之后，需要將其與FTU連接，以此來實現邏輯校驗。

二、模擬斷路器制作分析

在對模擬斷路器進行制作的過程中，一定要將其研制過程中的設計方案作為依據，對各個模塊進行制作，并進行整體裝置的組裝。同時應做好裝置的效用驗收工作，以此來確保其應用性能。為實現其應用效果的科學評價，需將該裝置應用到實際場景中進行追蹤測試。

（一）具體方案實施

在對電源模塊進行制作的過程中，根據交流/直流電源模塊的具體設計來進行接線，并將整體設計圖紙作為依據，在裝置二次回路中接入電源模塊，讓電源形式實現多元化，以此來實現電壓的穩定輸出，并實現蓄電池尺寸及其應用性能的合理優化。

在對航插模塊進行制作的過程中，其主要的制作步驟有四個：其一是將各種型號的航插頭合理排布到面板上，并根據相關規范測量好插頭尺寸。其二是根據測量的插頭尺寸，將對應的孔打設在面板上，通過螺絲依次將每一個航插固定在孔上，并梳理好箱體中的接線，然后通過標準的方式對其進行編號。其三是對相應的設計資料與設計圖紙進行認真查看，以此來明確航插線芯具體的定義及其具體位置，這樣便可準確找到和航插線芯和邏輯回路之間的連接點。其次是在箱體內做好二次回路的接線處理，保障每一個端子的準確性和緊固性，同時應該對沒有定義的連接線做好絕緣包裹以及綁扎工作，以此來有效防止信號誤動和回路短路問題的出現[2]。

在對信號回路模塊進行制作的過程中，一定要選擇質量與型號合格的電氣元件以及相應的材料對邏輯回路進行集成化制作。具體制作中，需要將集成電路模塊外殼作為依據，對其模塊面板進行合理設計，并對相應的接線口進行合理排布，同時應打印和粘貼好面板上的文字，并對專用形式的試驗連接線進行科學定制。

在對外形和面板進行制作的過程中，根據本次研制中的設計要求，其材料應選擇不銹鋼，并將其外殼制作成半封閉箱形式。面板主要通過噴漆形式的鋁板來進行制作，并嚴格根據設計尺寸來進行面板的裁切和焊接處理，使其尺寸滿足設計要求。然后根據設計尺寸在模塊上的相應位置進行打孔，將端子排安裝在箱體底部，做好電池卡槽以及集成回路中的裝置卡槽焊接，最后再根據設計來進行各個部件的組裝和連接。

（二）裝置檢查與效用驗收

在對模擬斷路器裝置的研制進行效用驗收時，主要包括以下幾個方面：第一，檢查好裝置外殼，確保無應力變形和機械損傷。第二，檢查好內部的所有元器件，確保其無變形和損傷問題，運行狀態良好。第三，檢查好內部回路的具體接線情況，確保二次回路的準確接線。第四，檢查好端子排具體的接線情況，確保接線的準確性、可靠性、緊固性，且編號一定要清晰。

（三）應用測試與效果評價

在本次所研制的模擬斷路器裝置制作完成之后，便對該裝置的應用成果進行了三個月的現場應用測試。在具體的應用測試過程中，該模擬斷路器共進行了15次的FTU自動調試工作和6次的自動消缺工作，相比較傳統的斷路器設備而言，該裝置在這三個月應用期間所節約的總成本是30125.3元。由此可見，本次所研制的這種模擬斷路器裝置的經濟效益十分良好。

同時，通過具體的應用試驗發現，這種虛擬斷路器可以在不停電情況下進行FTU的調試與消缺，這樣不僅可以及時消除智能電網中的相應異常情況，有效確保整體智能電網的安全穩定運行，同時也可以實現智能電網停電次數的顯著降低[3]。經試驗對比發現，相比較傳統形式的斷路器應用而言，在該虛擬斷路器應用試驗的三個月中，其所在區域配電網的停電總次數減少了20次，總停電時間減少了56.3小時。由此可見，本次所研究的這種模擬斷路器裝置的社會效益也十分顯著。

結束語：

綜上所述，在智能電網的運行過程中，通過多功能端口形式的模擬斷路器應用，可有效解決傳統斷路器應用中的匹配困難問題，且能夠在不停電狀態下實現FTU的自動調試與消缺處理。因此，技術人員一定要加強這種模擬斷路器的研究，根據實際需求、結合實際情況來對其進行科學研制，并按照具體的設計來進行裝置制作，讓各個模塊的應用功能都得以充分發揮。這樣才可以確保虛擬斷路器的研制與應用效果，滿足現代電網的智能化運行需求。

參考文獻：

[1]劉鑫.斷路器虛擬控制器的模擬設計及驗證[J].電工技術，2020（15）：44-45.

[2]許繼東，丁小龍，呂鵬程，呂程林.一種小巧實用的模擬斷路器[J].農村電工，2020（03）：27-28.

[3]王治國，篤峻，于哲，李興建，宋偉成，劉皋培.繼電保護裝置整機測試用嵌入式模擬斷路器研究[J].計算技術與自動化，2019（03）：55-59.