配網(wǎng)中智能開關與故障指示器的優(yōu)化組合探討

陳開 付振宇 袁朝恩 吳超成

摘要：為了實現(xiàn)配電網(wǎng)正常運行狀態(tài)，需要注重智能開關以及故障指示器的合理設備。本文主要針對智能開關與故障指示器單獨在配網(wǎng)中應用的不足進行分析，在此基礎上對兩種設備在配網(wǎng)中優(yōu)化組合應用的優(yōu)勢進行探討。

關鍵詞：配電網(wǎng)；智能開關；故障指示器；優(yōu)化組合

隨著快速發(fā)展的社會經(jīng)濟水平，也相應提升了對電力運行安全穩(wěn)定性的各項要求，逐漸突出了配電網(wǎng)故障指示器和智能開關相關設置的重要性。本文主要是分析研究配電網(wǎng)中故障指示器和智能開關優(yōu)化組合。線路故障指示器廣泛應用在線路運輸各個階段，例如開關柜進出線，電力電纜以及輸配電線路上，能夠有效對電流流通故障情況進行指示。線路在運行期間一旦出現(xiàn)故障，巡線人員能夠通過故障指示器的顯示情況，第一時間確定故障點并進行排除。該種方法可以全面改變傳統(tǒng)的盲目巡線方式。

1、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動化技術是一種以饋線自動化為主的實時應用系統(tǒng)。現(xiàn)階段，我國具備的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)以及變電站自動化系統(tǒng)都是屬于工業(yè)自動化系統(tǒng)，具有相同的基礎原理，主要是優(yōu)化和改進電力二次設備，包括整合系統(tǒng)功能等，通過計算技術，信號處理技術可以智能化測量，控制，監(jiān)視以及保護電網(wǎng)運行情況。通常情況下，電量采集，環(huán)境檢測等都屬于以上技術范圍。

電網(wǎng)自動化技術的功能主要是包含遠程控制，遠程監(jiān)測，遠程通信以及遠程調節(jié)等，所以要充分發(fā)揮配電網(wǎng)自動化技術需要有效參考主網(wǎng)，然而配電網(wǎng)具有自身獨特之處：（1）設備所處環(huán)境的惡劣程度越高，就會相應提升其防護能力；（2）配電網(wǎng)自動化技術能夠有效控制電網(wǎng)當中的重要節(jié)點；（3）具有較多數(shù)量的終端設備，同步優(yōu)化技術因素和經(jīng)濟因素；（4）其具有復雜的通道環(huán)境，通信措施多樣化，現(xiàn)階段，少數(shù)縣調系統(tǒng)在上收調度權限之后處于空閑階段，這樣可以有充足時間對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行改造和優(yōu)化。

2、單獨采用故障指示器或智能開關告警的缺點

2.1故障指示器的單用缺點

（1）容易損壞：按照某電力企業(yè)在電網(wǎng)線路當中安裝的故障指示器的實際應用情況可以看出，在故障指示器應用6個月期間損壞率高達85%，特別是在電網(wǎng)線路出現(xiàn)故障之后，故障指示器無法在第一時間內(nèi)進行翻牌，還有某些故障指示器在翻牌之后沒有及時復位。在對該種現(xiàn)象進行分析時，結果顯示，由于故障指示器電流的使用范圍比較小，按照其實際運行原理可以看出，故障指示器在判斷故障時主要是按照配電線路當中電流突變情況進行判斷，并且電流突變值已經(jīng)達到指示器的啟動值。如果電網(wǎng)線路變化幅度大于短路之前線路的一半也會啟動指示器。如果線路短路之后，電流為零，也會啟動故障指示器，但是，如果電網(wǎng)線路在實際運行當中產(chǎn)生的瞬間電流超過故障指示器的電流啟動值，將會對故障指示器內(nèi)部芯片產(chǎn)生嚴重破壞，補給影響指示器的正常運行，還會導致其出現(xiàn)誤動和拒動情況，完全喪失芯片的各項功能。

（2）故障指示器芯片工作電源存在缺陷：故障指示器在指示電網(wǎng)線路當中的故障時主要是記住與內(nèi)部芯片進行計算和檢測，之后發(fā)出轉動指令。但是芯片自身工作穩(wěn)定性與電源穩(wěn)定性之間存在較大的關聯(lián)性。由于大多數(shù)故障指示器的電池都是應用紐扣電池，容量較小，使故障指示器較難實現(xiàn)長時間的穩(wěn)定運行。隨著不斷消耗的電池容量，會嚴重影響內(nèi)部芯片的工作效率。如果電網(wǎng)線路出現(xiàn)較多的故障，就會縮短故障指示器的運行時間，逐漸降低故障判斷準確性和穩(wěn)定性。

2.2智能開關的單用缺點

相比于傳統(tǒng)開關，智能開關在工作原理方面存在較大的差異性。傳統(tǒng)開關只需要進行機械切斷聯(lián)通電路就能夠保護電路。然而智能開關為了實現(xiàn)智能控制，需要具備連接和待機等候兩種情況。在待機時，智能開關需要借助于電源供電才能正常運行。

如果在入墻開關當中存在零線和火線，就可以解決以上問題。如果只存在單火線控制情況，并且無法重新布線，就需要在單火線上獲取電力，也被稱為單火取電技術。然而由于單火取電技術沒有得到全面完善，在較大程度上為智能單火開關帶來故障隱患和技術限制。

智能開關進行單火線取電主要是利用電器流經(jīng)電流為智能開關的控制電路提供電力，如果待機輸入電流比較小，就會影響待機電路，使其無法進行正常運行。如果電流輸入太大，就會導致電器無法處于關閉狀態(tài)，尤其表現(xiàn)在高阻抗LED燈和電子節(jié)能燈上，智能開關對待機電流特別敏感，會出現(xiàn)關閉后關不死，導致某些燈具存在微亮情況。

常規(guī)單火取電技術為了取得平衡，不能對電器功率進行嚴格控制，需要將控制功率控制在5-700W之間。但是，現(xiàn)階段低于5W的LED燈比較常見，這在一定程度上限制了智能開關的控制范圍。存在少數(shù)用戶在開關上添加電容或電阻，這樣就使得智能開關容易發(fā)熱，給開關留下極大的故障隱患。

3、配電網(wǎng)中智能開關與故障指示器的優(yōu)化組合

由于智能開關與故障指示器在配電網(wǎng)中單獨使用存在較多的弊端與不足，因此在電網(wǎng)運行當中需要組合應用智能開關與故障指示器，這樣才能有效判斷線路運行當中出現(xiàn)的各項故障，全面確保電網(wǎng)線路的安全穩(wěn)定運行。通過對智能開關與故障指示器組合方式實際應用效果進行分析，該種優(yōu)化組合方式能夠有效查找出線路運行期間潛在的各項故障，并且能夠全面發(fā)揮兩種檢查方式的優(yōu)勢特點。

3.1智能開關的應用優(yōu)勢

由于智能開關主要是應用控制板和電子元器件的組合方式對電路智能開關控制的單元。并且可以按照系統(tǒng)化的知識和經(jīng)驗為基礎，對電網(wǎng)線路進行控制。其次，智能開關還可以借助于智能斷路器對短路故障進行隔離處理，在處理完成之后能夠及時重合閘。

3.2故障指示器的應用優(yōu)勢

（1）如果配電網(wǎng)線路處于正常運行狀態(tài)時，故障指示器的顯示窗口為白色。如果線路出現(xiàn)短路故障時，顯示窗口就會變?yōu)榧t色。

（2）自動復位：在電網(wǎng)線路恢復正常供電之后，故障指示器會自動復位，其復位時間主要是由客戶選擇決定，可以按照巡線長度，線路環(huán)境以及部門要求等方面進行復位。

（3）帶電裝卸：故障指示器在帶電裝卸方面操作較為簡單，并且不會對電網(wǎng)線路的運行產(chǎn)生影響。

（4）故障指示器可以全面查找電網(wǎng)線路運行期間存在的隱蔽性故障點，并且具有先進的檢測技術。

（5）故障指示器在第一時間明確電網(wǎng)線路產(chǎn)生故障的位置以及具體故障點，并且不斷減少故障排除時間。

3.3兩種方式優(yōu)化組合的應用優(yōu)勢

在用戶進戶電源上安裝智能開關，在后段分支線上安裝故障指示器，將兩種設備有效結合起來，可以對具體支線上的接地故障進行判斷。由于在配電網(wǎng)線路當中安裝較多的故障指示器，因此在線路運行如果出現(xiàn)故障，線路檢修人員可以按照報警顯示的相關信息，對故障點，分支線故障以及故障區(qū)域進行判斷，這樣可以防止出現(xiàn)盲目巡線情況，提升檢修人員的工作效率，全面維持電力企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.結束語

綜上所述，在配電網(wǎng)實際運行期間，需要全面注重智能開關分段設置以及故障指示器的優(yōu)化組合，并且對其進行合理配置，正確認識智能開關與故障指示器在配電網(wǎng)線路運行期間產(chǎn)生的重要作用，對兩種設備優(yōu)化組合應用，有助于配電線路安全穩(wěn)定運行，還可以獲得經(jīng)濟效益和社會效益，全面促進電力企業(yè)配電網(wǎng)線路安全可靠性以及經(jīng)濟性的運行標準。

參考文獻：

[1]何杰.智能開關與故障指示器在配網(wǎng)中的最優(yōu)組合[J].電子技術與軟件工程，2015，11（12）：198-199.

[2]陳崇敬，徐志軍，丁珊珊，等.智能選相開關的低壓配電網(wǎng)臺區(qū)負荷不平衡控制技術[J].電子技術與軟件工程，2017，28（01）：248-249.

[3]張培深，王成山，趙金利，等.基于智能軟開關與市場機制的有源配電網(wǎng)阻塞管理方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2017，41（20）：9-16.