智能配电网的自动化开关应用

程毅康

【摘 要】自动化开关在智能配电网中的应用，有助于提高智能配电网故障诊断能力，减少智能配电网故障发生率。在智能配电网络运作过程中常见的故障类型主要有故障的自动诊断、非故障区域的自动送电以及故障区域的自动隔离等，在进行自动化开关的设置中也应当以此为目的，选择相应的控制方式。

【关键词】智能配电网；自动化；开关

配电设施的发展是在电网快速发展的背景下出现的，配电网络自动化的发展是顺应电力工业发展趋势而出现的，在信息传感技术、信息存储技术以及微电子技术快速发展的背景下。自动化开关的发展与应用也相应产生了，实现了开关的智能化发展。在上世纪九十年代，我国的电力工业取得了快速发展，配电网络的自动化程度得到了有效的提升，充分利用了国际上的先进技术加强了对于配电网的投资力度。在这种发展背景下，一批高性能与高品质的开关设备被大量地开发与运用出来，充分實现了信息传感技术的发展，微电子技术的运用以及通讯数据存储技术的积极有效发展。由此传统的功能单一的开关组的配电系统对于目前越来越多样化的需求难以做到充分满足。基于这一背景之下先进的智能配电技术在各大设备制造商中有了很大的开发力度，目前已经退出了智能化的开关柜与相对应的配电系统。对于配电综合化的提升与自动化系统的提高具有显著的提升作用。

一、配电网智能化发展现状

负荷电力系统的组成部分包括配电、输电、发电以及变电等。能源管理系统即EMS负责发电、输电以及变电等几个环节，进行SCADA数据的采集与监控，在EMS高级应用软件、信息管理系统MIS以及AGC系统的控制上也由自动发电系统控制。在配电、用电的监视上等涵盖了设备管理FM、SCADA、故障管理、负荷控制、SCADA、负荷管理LM、自动绘图AM、地理信息系统GIS与配电网高级应用软件等功能组成。随着目前信息化的发展，电力系统也实行了智能化的运作，实现了发电、供电与用电的统一一体化。配电网络自动化DA与配电管理系统DMS系统之间有着紧密的联系，同时在供电网络结构中也包括了变电站的自动化DA运作与配电管理系统DMS。在供电网络结构中包括了变电站的自动化，同时在配电自动化的运作中也涵盖了负荷管理LM[1]。

二、智能配电网的自动化开关应用策略

（一）关于隔离开关

隔离开关的设置目的在于隔离电源，对于无负荷电流的电路进行断开，没有设置灭弧装置，在分闸状态下具有明显的断开点，从而能够有效保证其他电气设置的安全检修。同时在合闸状态下能够对于短路故障电流以及正常负荷电流有效通过，但是对于短路电源以及负荷电流不能有效切断，因此在运作过程中只能在断路器断开的情况下运用。进行隔离开关直接操作的前提条件是电流低于5A，励磁电流、电压互感器以及避雷器等低于2A[2]。

（二）关于负荷开关

目前我国电力系统中运用到的开关类型主要有真空负荷开关以及产气式负荷开关两种类型，结构组成上包括敞开式与箱式。其中箱式开关使用的是SF6气体绝缘，在SF6气体箱内主要包括了操作机构、真空灭弧剂以及隔离刀闸等，运用过程中比较耐腐蚀，受到外界气候的影响比较低。敞开式负荷开关的布置与隔离刀闸比较相似，在分合闸中加入了灭弧装置，操作上具有真空式灭弧室与产气式灭弧室两种，目前采用的主要方式是真空式灭弧室。敞开式负荷开关的很大部分元件是直接裸露在户外的，一旦金属元件使用中受到了腐蚀，在开关的运作过程中就容易出现机构卡涩以及锈蚀等问题，在外部环境比较恶劣的条件不适宜使用。

（三）关于断路器

配电网架空线上运行着柱上断路器这一设备，在重合器上也包含了断路器与控制器，其中分段器的组成上包括了控制器与负荷开关，因此应当有效分析应对柱上的设备。目前架空线柱上一般具有比较多的断路器，很多负荷开关也是以断路器的形式展现，不同类型的断路器往往具有不同的结构与特性。为了有效提升分断能力在柱上断路器的设置上运用真空开关的形式，SF6气体的使用能够对于相间绝缘现象进行有效解决，促进体积的缩小。在零表压的情况下应当有效解决密封问题，在价格上断路器开关与真空负荷开关比较类似，其他结构上相差也比较少[3]。由此目前已经基本上使用真空断路器来替代真空负荷开关。

（四）开关设备线路故障处理

在配电自动化技术快速发展的前提下，配电网络具有很复杂的结构，但是在小电流接地系统中在运行过程中依然面临着很多问题。

目前电力设备中的10kV配网设备在运用中一般是由人员进行登杆近距离操作，在人员的人身安全上不够安全，同时也容易受到环境以及气候的影响。由于个别线路损坏现象比较严重，也发生了比较多的窃电现象，在窃电的查找上也比较困难。为此可以采用的故障处理方法有单相接地故障区域定位、故障区域隔离以及非故障区域恢复供电等。

目前线路自动化方案中具有两种智能开关设备，分别是主干线路以及分支线路。针对不同的智能开关应当采取不同的故障处理方式，从而把相间短路故障以及单相接地进行有效切除。

三、结束语

在目前电力电子技术、微电子技术以及抗干扰技术快速发展的背景下，电网系统中能够有效实现智能化发展，研究出了各种新型的新技术以及自动化开关，促进了智能开关技术的充分发展。

参考文献：

[1]黄立建，黄海林.基于ARM的柱上自动化开关的设计[J].黑龙江科技信息，2017，（2）：140.

[2]李静，梁英，刘启航.配电网中用户分界开关的应用研究综述[J].科技展望，2016，（3）：112.

[3]花蕊，秦红星.10kV配电网用户分界智能开关的研究与应用[J].唐山学院学报，2011，（6）：29-30.