黃柱斌

摘要：經(jīng)濟與社會的發(fā)展加劇了對電力電能的需求，而且隨著電力系統(tǒng)建設(shè)范圍的持續(xù)拓展，配網(wǎng)自動化的程度不斷提高，在這種情形下就必須積極地開發(fā)現(xiàn)代化智能科技，將智能開關(guān)應(yīng)用于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中則能發(fā)揮有效的智能化控制功能，從而最大程度地控制配網(wǎng)運行中的故障，維持配網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行。本文重點分析了智能開關(guān)內(nèi)涵以及智能開關(guān)在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化系統(tǒng);智能開關(guān);應(yīng)用

0 ?前言

隨著現(xiàn)代化智能科技的發(fā)展，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)處于一個高效運行狀態(tài)，智能化開關(guān)安裝在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，能夠發(fā)揮對配網(wǎng)系統(tǒng)的智能化控制功能，從而實現(xiàn)對供電系統(tǒng)中斷路系統(tǒng)以及其他開關(guān)系統(tǒng)等的動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)督，從而提高配網(wǎng)故障的識別率，減少故障和問題的出現(xiàn)和發(fā)生，維持配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。

1 ?智能開關(guān)的內(nèi)涵

智能開關(guān)屬于全新的智能化開關(guān)設(shè)備，屬于執(zhí)行單元。一次設(shè)備則主要包括以下設(shè)備：非常規(guī)互感器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、斷路器等形成，二次設(shè)備則是指：數(shù)字化控制設(shè)備、通信接口、電子技術(shù)等。智能化開關(guān)能夠發(fā)揮多種功能，例如：安全保護、開關(guān)控制、通訊等，不同功能單元都可以獨自運行，從而更加深入地總結(jié)、剖析系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中的隱患與問題，達到了遠程化監(jiān)管的目標(biāo)。最初的智能化開關(guān)形態(tài)為：集成柱上開關(guān)，此開關(guān)具有室外可視化功能，而且也兼具通訊功能。目前來看，插接式開關(guān)勢必要被全方位地推崇與應(yīng)用，此開關(guān)全面地利用了智能化傳感器技術(shù)、未處理技術(shù)等來發(fā)揮其智能化功效。通過數(shù)字通訊技術(shù)能夠達到對電氣裝置、設(shè)備等工作狀態(tài)的全方位跟蹤與調(diào)查，從而提高故障隔離效率，此智能開關(guān)也能和站內(nèi)的微機系統(tǒng)聯(lián)合，達到安全監(jiān)控的目標(biāo)。

2 ?配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中智能開關(guān)介紹

2.1 隔離開關(guān)

此開關(guān)發(fā)揮著電路切斷功能，具體是指無負荷電路的切斷，以此來隔開設(shè)備與電源，實際分閘過程中出現(xiàn)了清晰的切斷點，以此來實現(xiàn)設(shè)備的安全檢修與有效維護，合閘操作中也能實現(xiàn)電流的平穩(wěn)流通。由于隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此其不能切斷短路電流。正是基于以上特點才能確保斷路器切斷電路時才能維持剩余的各項操作，其中必須嚴格禁止帶負荷操作，從而控制安全故障的出現(xiàn)。隔離開關(guān)的使用具有一定的特征，其中包括：電流在2A以下的空載變壓器，以及電流在5A以下的空載線路，這些設(shè)備通常都和負荷開關(guān)同步配合、聯(lián)合發(fā)揮功能。

2.2 負荷開關(guān)

負荷開關(guān)的類型也多種多樣，其中包括：產(chǎn)氣式開關(guān)、真空負荷開關(guān)，其結(jié)構(gòu)類型包括：箱式開關(guān)與敞開式開關(guān)。前者依賴于SF6氣體絕緣，內(nèi)部配設(shè)了滅弧室、隔離刀閘類似的部件，有著超強的抗腐蝕功能，而且操作結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能較好，不易出現(xiàn)銹蝕，敞開式負荷開關(guān)則包括兩大類別，具體為：產(chǎn)氣式滅弧室、真空滅弧室，其中真空滅弧室的應(yīng)用最為廣泛，敞開式負荷開關(guān)的弊端在于：其內(nèi)部的很多部件、元件等都暴露于外部，容易遭受外界不良天氣、氣候等的影響，當(dāng)金屬的防腐蝕處理不科學(xué)時，則可能造成元部件發(fā)生銹蝕問題，從而導(dǎo)致其無法被深入、廣泛地應(yīng)用。

2.3 斷路器

整個配網(wǎng)系統(tǒng)的架空線路中配設(shè)了眾多的一次性裝置，具體包括：柱上斷路器、重合器等，其中重合器則包括：斷路器、控制器，雙方組合之下形成的裝置。對于配網(wǎng)來說，其架空線路的開關(guān)以及負荷開關(guān)等通常選擇此設(shè)備。所以，必須強化對各個類別斷路器的深入剖析，從而更加深入、全面地開發(fā)與利用斷路器的優(yōu)勢功能。柱上斷路器一般選擇真空開關(guān)管滅弧，經(jīng)過多重對比與選擇，SF6氣體有著超強的絕緣性能，最主要的是其占用空間較小，而且密封性較強，不會對斷路器帶來太大的干擾和破壞。

3 ?配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中智能開關(guān)的應(yīng)用

3.1 配網(wǎng)系統(tǒng)概況

某偏遠閉塞山地環(huán)境中的配網(wǎng)系統(tǒng)所處環(huán)境相對惡劣，很多線路都遍布于山谷，配網(wǎng)線路整體來看長度超長，四周環(huán)境也相對復(fù)雜，配網(wǎng)系統(tǒng)容易遭受臺風(fēng)、雷電、冰雪等的襲擊與干擾，從而導(dǎo)致配網(wǎng)系統(tǒng)故障不斷出現(xiàn)，在這種情形下可以將智能化開關(guān)安裝于配網(wǎng)系統(tǒng)，發(fā)揮其智能化運轉(zhuǎn)功能，而且，由于配網(wǎng)開關(guān)分散式分布，分布范圍更加廣泛，各自面臨著不同的運行環(huán)境，為了有效地克服其中的困難和問題，選擇無線公用網(wǎng)通訊技術(shù)來強化管理。

3.2 智能開關(guān)的安裝運行

供電系統(tǒng)都圍繞配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實施了智能化改造，具體的方法就是將智能開關(guān)安裝在配網(wǎng)系統(tǒng)，通過逐步試點運行的方式來加大改造力度，可以結(jié)合過去若干年線路的特點、故障發(fā)生情況等來科學(xué)地安裝與調(diào)度，從去年春天開始安裝智能化開關(guān)，具體類型為：SOG開關(guān)，要將這一開關(guān)配置于故障跳閘次數(shù)穩(wěn)居前三位的部位，實踐證實：SOG智能化開關(guān)實際運行中體現(xiàn)出多種優(yōu)點和優(yōu)勢，體現(xiàn)在：體型較小、質(zhì)地輕、方便安裝、便于攜帶，而且不占用大的空間，最主要的是當(dāng)故障出現(xiàn)后可以自動化地將其隔開，依然能維持其他非故障區(qū)的正常運行。SOG智能化開關(guān)一般與控制器緊密配合，達到了對配網(wǎng)系統(tǒng)的接地保護，也能達到短路的保護、過流保護等，同時，也能發(fā)揮重合閘功效，此智能化開關(guān)的實際運用則體現(xiàn)在以下方面：

第一，能自行切斷接地故障。支線發(fā)生接地故障后，SOG智能開關(guān)可以自動化地發(fā)揮調(diào)節(jié)與控制功能，變電站與饋線上方的分支用戶依然能常規(guī)地合閘，不會對安全供電帶來太大影響，具體如下圖1所示：

若上圖中支線2處發(fā)生故障，例如：接地故障，S2則將進入檢測狀態(tài)，具體將圍繞零序電流、零序電壓、相位角等具體開展監(jiān)測、檢查，從中分析出故障具體所處部位，如果一旦明確所發(fā)生的故障類型，例如：短暫性還是永久性，S2則將自動地分閘，發(fā)揮對故障的控制功能，同時，也能立即和附近的線路隔開。同時，也能自行地切斷相間短路故障，如果支線出現(xiàn)了相間短路故障，分支線上的SOG智能開關(guān)也能自動化地分閘，此時，變電站系統(tǒng)、饋線等分支系統(tǒng)等還是能常規(guī)化運轉(zhuǎn)。

3.3 基于LPC2103智能開關(guān)控制器系統(tǒng)的應(yīng)用

對于廣大的電力用戶來說，10kV配網(wǎng)整體處于高度的緊密、密切連接的狀態(tài)，而且系統(tǒng)的整體運行概況能極大地影響用戶是否安全用電，如果線路發(fā)生故障或問題，則可能帶來極大地損失與問題。對于現(xiàn)階段開關(guān)控制器尚未達到理想的智能化水平，數(shù)據(jù)的采集不精良等現(xiàn)象則引進了基于LPC2103的智能化開關(guān)控制設(shè)備，此系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計理念，其中央處理器主要選擇ARM微處理器，能夠?qū)ε渚W(wǎng)線路的電壓、電流、開關(guān)等的運行模式、狀態(tài)等加以監(jiān)測、監(jiān)督，也能利用無線模塊來傳輸一切所測出的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)積極地傳向監(jiān)控中心，以此來達到對配網(wǎng)線路的工作模式、運行狀態(tài)以及開關(guān)工作模式的動態(tài)監(jiān)控、檢測，利用此系統(tǒng)來檢測對應(yīng)的電流數(shù)據(jù)、電壓信號，最終獲得測量值的相關(guān)系數(shù)達到：0.9961，這一數(shù)據(jù)和控制器精度設(shè)計可接受的誤差對比起來，處于一個額定值范圍，憑借利用開關(guān)控制器系統(tǒng)則能實現(xiàn)對配網(wǎng)系統(tǒng)中線路和設(shè)備的智能化控制。

3.4 柱上開關(guān)無線智能化系統(tǒng)

也有部分配網(wǎng)自動化系統(tǒng)安裝了柱上開關(guān)，此開關(guān)FTU電池?zé)o法高效地釋放電能，而且存在諸多的弊端，例如：光纖通訊不順暢、光纜無法同雙絞線有效配合等。對此，可以選擇柱上開關(guān)無線控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)適應(yīng)能力超強，而且運行成本相對低，同時，也可以將CT內(nèi)置于柱上開關(guān)內(nèi)部，從而達到對電流數(shù)據(jù)、信息等的搜索、監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集模塊可以基于已有的柱上開關(guān)操作機構(gòu)，借助GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實現(xiàn)信息的交流與交互，而且大量的實踐驗證得出：柱上智能化開關(guān)所構(gòu)建的系統(tǒng)運行更為安全、平穩(wěn)，而且能有效地抵御一切外部干擾因素，電流的整體計量也相對客觀、精準，能夠?qū)碜杂谙到y(tǒng)的各項參數(shù)實施有效地采集，也能參照警報設(shè)備來達到對系統(tǒng)的遠程控制、動態(tài)監(jiān)測等。

3.5 智能開關(guān)的應(yīng)用效果

大量的現(xiàn)實實驗表明：智能開關(guān)運用于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能發(fā)揮各個方面的優(yōu)勢功能和作用，能夠?qū)ε渚W(wǎng)的自動化、高效化運行帶來非常理想的效果，有效地實現(xiàn)了配網(wǎng)的高度智能化運轉(zhuǎn)。經(jīng)國家供電中心分析與統(tǒng)計，將智能化開關(guān)安裝在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，妥善地提高了故障的識別效率，而且也能加快故障的分析、處理與解除速度，當(dāng)故障出現(xiàn)后，可以利用智能化開關(guān)來最大程度地鎖定故障范圍。即便當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)遭遇外部不良天氣、氣候等的干擾時，例如：臺風(fēng)、暴雨、雷擊等，則將導(dǎo)致開關(guān)發(fā)生劇烈的跳閘故障，安裝了智能化開關(guān)后，則能發(fā)揮其智能化功效，主要發(fā)生的跳閘為智能化開關(guān)跳閘，這樣就間接地控制了變電所跳閘的次數(shù)，如果沒有智能化開關(guān)的保護與控制，則將增加變電檢修的次數(shù)，而且還將帶來更為嚴重的其他方面問題。

4 ?結(jié)語

供電企業(yè)與整個社會與人類的運行與發(fā)展關(guān)聯(lián)緊密，只有充分地利用現(xiàn)代化智能技術(shù)、智能開關(guān)等，才能最大程度地提高配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化運行水平，也才能充分地發(fā)揮智能開關(guān)的功能和作用，也才能帶來理想的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)運行狀態(tài)，進而減少經(jīng)濟損失，提高整個電力系統(tǒng)的運行效率，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益，進而實現(xiàn)電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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