智能配電網自動化開關在配網調度的應用分析

于迎鳳

摘? 要：現如今智能配電網自動化開關已得到了智能配電網的廣泛應用，是一項成熟的技術，同時配合配網主站系統、故障指示器等設備自動化技術應用于配網調度工作過程中，能夠提高故障定位的時效性與準確性。基于此，本文對智能配電網自動化開關在配網調度中的應用進行分析。

關鍵詞：智能配電網;自動化開關;配網調度;應用

1.自動化開關概述

不同于傳統開關，自動化開關具備全新的特性，其主要組成部分為隔離開關、變壓器、接地開關以及斷路器等，同時還需要采用一些其他輔助設備，如電子設備、數字控制設備、通信接口等。自動化開關具備保護、控制及通信等功能，各功能單元獨立運行，能夠及時檢測系統運行階段存在的安全威脅，采取有效的處理措施。目前應用的自動化開關屬于可視化戶外設備，微型計算機對其進行保護，對其通信功能進行分析，能夠對開關或者開關盒實施集成化操作。對目前發展趨勢進行分析，插入式開關系統是目前常用的自動化開關設備[1]。自動化開關能夠以智能傳感器技術與微機處理為基礎，通過數字通信技術追蹤與監視電力設備情況，對故障設備進行有效隔離。另外自動化開關能夠通過控制板、電子元件與變成組合達到電路自動化開關的控制單元，同傳統開關相比更容易控制。

2.傳統開關饋線模式與自動化開關饋線模式對比

對饋線配置傳統開關這一模式進行分析，其主要優勢體現在安裝簡單，成本較低，對故障的隔離效果較好，同時也存在諸多不足，主要體現在下述幾個方面：（1）線路中出現永久或瞬時故障均會導致變電站發生開關跳閘問題。（2）站內開關跳閘可導致全線路停電，非故障段也會發生停電。（3）隔離故障需要開關多次分、合閘配合，才能盡量縮小確認故障范圍，減少停電用戶，操作過程中導致停電現象反復，對系統造成較大影響。（4）明確故障位置時需要工作人員對全線進行巡檢，花費大量的時間與精力。如果無法確定故障，需要分段試驗。因此，傳統開關無法滿足現代化工作要求。自動化開關能夠通過斷路器或負荷開關將線路劃分為多個區段，提高斷路器繼電保護與負荷開關邏輯保護的協調性，同時通過變電站開關二次重合，能夠有效彌補傳統開關存在的不足，另外自動化開關的成本較低，通過與其他技術配合能夠有效保證智能配電網基礎功能的有效發揮。

3.自動化開關的應用原理

3.1負荷開關的自動化終端功能要求

自動化開關需要具備速斷、過流、零序保護與二次重合閘等功能。對其功能要求進行分析，主要包括下述幾點：（1）電壓互感器與電流互感器能夠實現對三相電流、三相電壓及零序電流的采集，第一個分段負荷開關的電壓互感器連接電源側，避免自動轉供電的過程中倒轉至母線。（2）負荷開關需要具備完善的電壓-時間的閉鎖邏輯控制功能。也就是說開關的兩側失壓后能夠自動分閘，如果開關一側具有電壓能夠延時合閘。（3）開關需要具備非遮斷電流保護功能，失電后能夠延時分閘，得電后能夠延時合閘，單側失壓延時合閘，雙側具備合閘功能。（4）閉鎖合閘功能。短時間內得電與檢測到殘壓，能夠自動分閘同時閉鎖合閘。

3.2聯絡開關的自動化終端功能要求

首先需要具備良好的閉鎖合閘功能，如果開關的兩側具有電壓，開關分閘同時閉鎖合閘。其次，需要具備失壓合閘功能，如果開關一側失壓，另一側有壓，能夠延時后合閘。

3.3保護整定與重合閘配置要求

對變電站開關保護與重合閘的整定來說，速斷保護的動作時間與零序保護時間整定均為0s。一次重合閘時間與二次重合閘為8s。對主干線分段負荷開關的保護定值整定原則進行分析，需要加強與出現開關重合閘整定時間的配合。為了能夠提高故障范圍及位置判斷的準確性，需要在出線斷路器第一次重合后，對故障進行判斷時只能采用一臺分段負荷開關進行檢測。根據順序將自動化負荷開關的時間間隔整定為5-7s，結合實際情況確定。

3.4 配置要求

自動化開關的配置合理性對其使用效果有決定性影響，對其配置時需要注意下述要求：（1）需要保證自動化安裝的簡單、規范，為后期維護工作的展開提供便利。（2）安裝過程中需要合理分段，避免隨意安裝，如果未進行合理安裝可導致成本增加。（3）對配網線路的同一電源路徑來說，不可安裝多余2臺開關，保證開關的正確動作。（4）分支線分界斷路器的可安裝在負荷較重、線路延伸距離較長同時故障發生風險較大的大分支線首端。（5）通常情況下，對主干線來說，需要設置2-3個分段負荷開關，同時將線路劃分為3-4端。如果線路較長，主干線與分支線的自動化開關分段需要多于5段，采用1臺分段斷路器，同時將其安裝在線路1/3處，不但有助于減小停電范圍，同時能夠減少出現開關跳閘次數。

4.自動化開關在配網調度中的應用效果

某地區共328個回線路設置自動化開關，同時應用自動化邏輯功能，其正確動作率為96.04%，通過統計計算可知自動化開關的應用有效減少開關跳閘415次，因此自動化開關具有極高的應用價值，能夠減少故障導致的停電范圍，同時該年度共減少永久性故障事件215起，提高了配電網運行的安全性與穩定性。

但是在實際應用階段，也存在一定的問題。主要體現在以下幾個方面：（1）部分自動化開關向主站發送錯誤的“保護動作”預警信號，導致調控運行人員對開關動作研判不正確的問題。因此管理部門需要及時告知廠家進行修改，對設備進行更新。（2）部分自動化開關向主站傳輸的信息不包括保護工作信息，因此事故預警觸發的條件為保護信號與開關變位信號同時存在，因此存在監控不全面的問題。另外調控運行人員難以判斷故障跳閘的具體類型。因此需要對現場開關的SOE信息進行全面檢查，了解其具體原因。（3）部分自動化開關無法將跳閘問題及時傳輸至主站，主要原因可能為該地區處于山區，無線公網的信號不佳，因此難以充分發揮自動化開關功能。可采用光纖通信的方式提高其在線率。

5.結語

綜上所述，自動化開關在智能配電網中的具有極高的應用價值，能夠為配電網中的故障定位、快速隔離、復電提供技術保障，提高配網的智能化、信息化水平。同時自動化開關在實際應用過程中仍存在一定的問題，因此還需要深入研究，加大技術更新力度，不斷提高自動化開關的應用水平。

參考文獻：

[1] 麥宇恒. 配電網自動化開關故障診斷方案探究[J]. 電氣開關，2021，59（2）：4-6.