論智能配電網自動化開關在配網調度的應用

國網徐州供電公司 鄒 璇 張樂迪 徐州市第三十六中學 劉睿琦

1 引言

近年來，隨著人民群眾的生活水平不斷提升，用電負荷也在不斷增加，并且這也使人民群眾愈發重視供電的可靠性與電能質量。僅通過人工管理手段很難同當前電力系統要求相一致，即高效迅速、精益化管理和穩定可靠，這就催生出了配電自動化，其同樣使用自動化開關。因此，需研究智能配電網自動化開關在配網調度的應用，為人民群眾提供更加優質的服務，滿足人民群眾的用電需求[1]。

2 智能配電網自動化開關的構成

智能配電網自動化開關存在全新特性，關鍵設備包括隔離開關、地接開關、變壓器和斷路器，以及數字控制、通信接口與電子設備屬于輔助設備。自動化開關具有控制、通信與保護的作用，所有功能單元均可以獨立運行，對因系統運行而造成的安全威脅展開檢測與處理，同時展開綜合管理。自動化開關中最關鍵的設備就是通過微型計算機提供保護功能的設備，即可視戶外設備，其對通信功能展開充分考慮，能集成操作開關盒或是開關。通過對當前的發展趨勢展開分析得出：目前，電力系統內普遍采取的自動化開關為PASS，即插入式開關系統。從整體上看，自動化開關通過微機處理與智能傳感器技術展開工作，同時通過數字通信對電力設備進行跟蹤與監視，使故障設備得到有效隔離。

自動化開關利用電子元件、編程組合與控制板控制電路自動化開關[2]。相比較于其他開關，自動化開關比較容易控制。目前，自動化開關已經在大多數燈具與家用電器中得到廣泛使用，同時自動化開關具有較高精度與節能特征。

3 傳統開關饋線與自動化饋線的比較

10kV 饋線配置傳統開關，該應用模式的優點就是在實際運行過程中較為簡單，而且投資成本較低，隔離故障成功率可以得到一些提升，但是在實際運營的過程中也會存在明顯的缺點，如陷入永久或瞬時會導致整個變電站出現開關跳閘，甚至跳閘次數會不斷增多，每次跳閘都是全線停電，無法保證更加科學的進行規范控制，同時隔離故障需要變電站出現開關多次進行區分，造成反復停電及對系統的影響較嚴重。所以，在實際運行查找故障的過程中，需要對權限進行全面清查，需要消耗大量的時間，為工作人員帶來一定的工作難度。

而且在短時間內無法準確找到故障，從而導致調控工作無法有效進行。所以說，針對傳統開關已經無法適應當前發展需求，配置自動化開關饋線是必然發展趨勢，通過科學合理的運用斷路器或負荷開關，更加科學的將10kV 線路分成若干個區段，這樣在遇到斷電情況時不會對全線進行斷電，而且在利用變電站進行優化階段傳統開關問題，同時這種模式投資成本較低，通過科學的降級與其他技術配合可以真正實現智能配電網功能，更加有效保障運行的可靠性。在進行對比分析階段，應按照自動化開關設計的主要形式，更加科學的進行規范，使得開關利用更加合理，避免受一定因素影響導致問題的產生。

4 自動化開關的應用要求

4.1 負荷開關終端功能需求

電壓互感器與電流互感器可以通過三相電流、三相電壓的模式進行規劃，而且每一個分段復合開關電壓互感器使用過程與電源運行的影響因素聯系密切，在預防工作中，應根據復合開關具備電壓實踐控制功能，在實際進行優化控制階段，可以對當前開關一側的延時情況有著一定把握，這樣可以更好地對開關進行控制，而且開關具備非折斷電流保護的功能，通過分閘與延時處理，可以全面保障系統的穩定運行，從實際進行優化方面來講，必須對閉合閘功能其破裂情況有著一定把握，以便于更好進行經濟調控工作，提升電壓保護效果，符合開關應用要求，為后續電網調度工作的順利進行提供保障。

4.2 保護整定與重合閘配置要求

變電站出線開關保護與重合閘時間進行整合與規范，而且在實際的優化階段，要科學地對時間進行調控，只有保證各項工作有序進行，才可以減少影響及問題，同時在實踐探究階段，還應對重合閘時間和二次重合閘時間進行準確規范，尤其是針對主干線分段符合開關保護方案，必須嚴格遵守各項原則，通過對變電站出現開關重合閘的相互配合，準確判斷故障范圍，從而能夠為后續故障處理提供保障，避免受故障影響，優化重合閘配置，更好的融入到實際應用當中。與此同時，應按照順序依次對自動化服務開關進行規范，同時還應按照實際情況進行科學管控，了解自動化開關與傳統開關存在的差距，以便于更加科學的進行調控，從而能夠保障系統的穩定運行。

5 自動化開關在應用存在的問題

自動化開關在智能配電網應用階段可以有效監測的作用展現，但是在運行階段也會存在較多的問題，主要是部分自動化符合開關向主戰系統發送保護動作的過程中，導致調度對開關動作診斷不夠準確，而且部分自動化斷路器無法提升信息保護的準確性，難以對故障跳閘類型進行準確分析，在運行階段需要檢查開關SOE 信息，若無法配置系統，會導致自動化跳閘事件無法快速反饋主站。

與此同時，同一線路無法對不同自動化復合開關進行優化控制，只有通過科學調控才可以確保斷路故障跳閘問題的減少，同時在實踐探究階段還應該進行科學調控，確保可以針對當前運行情況進行優化，了解自動化開關應用存在的問題，以便于制定針對性舉措，避免造成信息混亂與運行不穩定問題的產生，只有通過科學調控才可以保證系統的穩定進行。因此，針對該區域供電線路存在的問題，必須爭取改善信號和光纖通信線路，這樣可以更加全面的實施遙控，避免影響及限制產生的同時可以保證自動化開關功能的體現。

6 配網調度中使用自動化的具體情況

充分發揮配網調度內存在的自動化系統功能，其同自動化技術之間具有比較緊密的聯系。這些技術得到迅猛發展，可在一定程度上影響配網調度中自動化系統的安全管理工作，使電力企業更加重視自動化系統管理的規范性。當優化與完善自動化系統內存在服務功能時，可以使系統運行提高穩定性。同時，現階段與自動化系統存在聯系的部門聯系更加緊密，會產生比較顯著的協調配合成效，使系統運行中的管理工作產生更大效果，令電力生產技術在實施期間產生的所有需求得到滿足。并且將值得信賴的統計分析當作基礎，精確分析配網調度中自動化系統產生的所有數據，快速解決發現的問題，確保自動化系統能適應高強度運行，并開展順利工作[3]。

7 智能配電網自動化開關在配網調度的應用方法

7.1 自動控制系統

10kV 饋線中的所有分段與分支開關均存在自動斷路器、以往斷路器和自動化開關。繼電保護裝置與以往斷路器中的功能未發生變化[4]。自動斷路器增設了保護單元與自動控制單元，既能使自動化滿足功能需求，也能通過調度站達到遠程控制，即遙測、遠程控制與遠程信號，同時存在過電流、零序與斷路。繼電保護與重合閘作用能將相間負載電流、零序電流與短路電流進行快速中斷。

斷路器與負載開關間的不同之處在于，負載開關所具備的滅弧能力不強，同時無法對短路電流進行中斷。以往負載開關與斷路器僅可以通過現場手動展開工作，缺少自動控制單位，無法對故障進行自動隔離，也很難令電源達到自動恢復的目的。以智能電網設備為前提，自動化開關能對故障展開自動檢測與隔離，同時自動且快速的恢復電源。

7.2 對故障展開自動診斷、隔離

配電網絡自動化具備的關鍵作用為使傳輸功能可以自動恢復。在挑選開關期間，應按照不同控制手段對自動化開關展開科學挑選。智能配電網一般具有以下類型的開關：負載開關、斷路器與隔離開關。

在電路內達到隔離效果屬于隔離開關的作用。工作結構與原理比較簡單，但大部分應用均在工作可靠性上具有較高要求。智能配電網內，隔離開關關鍵就是在無負載條件下將電路斷開，保證電源與設備中主要斷開點可以對工作者的人身安全進行維護。因為此類開關缺少滅弧裝置，所以很難及時保持短路電流與負載電流，唯有當短路斷開的過程中才可以操作此開關。

現階段，負載開關的通用類型有真空與氣體負載開關。按照負載開關具備的結構展開劃分，通常存在兩種類型，即盒子類型與開放類型。盒子類型關鍵采用SF6氣體達到絕緣的作用。在一般條件下，工作機制不會受到外部更改的影響，很難發生生銹或是腐蝕的情況。開放類型開關所具備的隔離刀閘在布局上同整體布局大體相同。當關閉或打開開關時，就應及時與滅弧裝置展開連接。

滅弧室包括真空室與氣體產生室。現階段被廣泛使用的為真空室，相比較以往箱型，外部環境可以對該負載開關產生嚴重影響。最主要的原因為大部分零件均存在于外部，沒有充分進行防銹處理，極易生銹。

當前，我國大部分斷路器均被看作架空線開關，一些負荷開關一般都會由斷路器所替代，所以應根據線路的差異挑選不同的斷路器。為使10kV 柱上的斷路器具有分斷能力，在熄滅電弧時一般都會使用真空開關，同時采取SF6氣體對相間絕緣層展開處理，使體積減小。

7.3 解決配網內存在的故障

我國社會經濟的不斷發展，使我國人民群眾逐漸改善生活水平，同時用電需求達到進一步擴大。智能配電網內使用的自動化開關，可以直接判斷系統穩定性的零件相連接。在系統內大范圍使用自動化開關，能對配電網中出現的故障展開正確處理。現階段，我國配電網具有愈發復雜的結構，相較于發達國家擁有可靠電源而言，仍然存在一定差距，這造成大量線路出現監控問題。為使問題得到有效解決，相關研究者研究出新解決方法，也就是在對配電網展開線路故障處理時可以使用自動化開關。在對自動化路線展開設計的過程中，挑選的自動化開關應存在控制單元與測量單元，同時將其放于電路中的關鍵分支中。此方法比較容易操作，其適應價值比較高，能將主管線內出現的短路故障很好解決。

8 配置智能配電網自動化開關的原則

一是自動化開關中的安裝設置需具有規范性，且比較簡單，這可以全面考慮后期運行的維護工作；二是自動化開關需科學分類，不能隨意安裝；三是配網線路中相同電源路徑應保持安裝自動化開關的數量為≤2，確保自動化開關具有正確性；四是若是10kV線路大于規定長度，例如最長路徑大于8km，或主干線通過自動化開關進行分段時大于三段，就需為主干線分配分段斷路器，如此可以更好配合工作，且當發生故障時會使停電范圍縮小；五是通常主干線設置分段負荷開關的數量應為2~3個，把線路劃分為三段至四段。若是線路比較長，通過自動化分段開關可以將支干線與主干線進行劃分，若是其劃分數量＞5，就需要主干線分段斷路器與其展開配合，同時將主干線分段斷路器放在線路前方的1/3處，不但可以使停電范圍更小，也能使變電站降低開關跳閘出現的概率。

綜上所述，通過對智能配電網自動化開關在配網調度的應用情況展開分析，提出智能配電網自動化開關在配網調度的應用方法。首先是自動控制系統，自動化開關能對故障展開自動檢測與隔離，同時使自動且快速的恢復電源；其次，智能配電網自動化開關在配網調度中需對故障展開自動診斷、隔離，按照不同控制手段對自動化開關展開科學挑選；最后，智能配電網自動化開關在配網調度中應解決配網內存在的故障，能將主管線內出現的短路故障問題得到解決。如此，可以使配電網系統得到科學設計，使智能配電系統得到優化與完善，降低線路損耗，使電源提高可靠性，令設備提升利用率，使電源可以高效且穩定地運行，通過開關設備使電力行業得到改善，促進國民經濟增長。