论智能配电网自动化开关在配网调度的应用

国网徐州供电公司 邹 璇 张乐迪 徐州市第三十六中学 刘睿琦

1 引言

近年来，随着人民群众的生活水平不断提升，用电负荷也在不断增加，并且这也使人民群众愈发重视供电的可靠性与电能质量。仅通过人工管理手段很难同当前电力系统要求相一致，即高效迅速、精益化管理和稳定可靠，这就催生出了配电自动化，其同样使用自动化开关。因此，需研究智能配电网自动化开关在配网调度的应用，为人民群众提供更加优质的服务，满足人民群众的用电需求[1]。

2 智能配电网自动化开关的构成

智能配电网自动化开关存在全新特性，关键设备包括隔离开关、地接开关、变压器和断路器，以及数字控制、通信接口与电子设备属于辅助设备。自动化开关具有控制、通信与保护的作用，所有功能单元均可以独立运行，对因系统运行而造成的安全威胁展开检测与处理，同时展开综合管理。自动化开关中最关键的设备就是通过微型计算机提供保护功能的设备，即可视户外设备，其对通信功能展开充分考虑，能集成操作开关盒或是开关。通过对当前的发展趋势展开分析得出：目前，电力系统内普遍采取的自动化开关为PASS，即插入式开关系统。从整体上看，自动化开关通过微机处理与智能传感器技术展开工作，同时通过数字通信对电力设备进行跟踪与监视，使故障设备得到有效隔离。

自动化开关利用电子元件、编程组合与控制板控制电路自动化开关[2]。相比较于其他开关，自动化开关比较容易控制。目前，自动化开关已经在大多数灯具与家用电器中得到广泛使用，同时自动化开关具有较高精度与节能特征。

3 传统开关馈线与自动化馈线的比较

10kV 馈线配置传统开关，该应用模式的优点就是在实际运行过程中较为简单，而且投资成本较低，隔离故障成功率可以得到一些提升，但是在实际运营的过程中也会存在明显的缺点，如陷入永久或瞬时会导致整个变电站出现开关跳闸，甚至跳闸次数会不断增多，每次跳闸都是全线停电，无法保证更加科学的进行规范控制，同时隔离故障需要变电站出现开关多次进行区分，造成反复停电及对系统的影响较严重。所以，在实际运行查找故障的过程中，需要对权限进行全面清查，需要消耗大量的时间，为工作人员带来一定的工作难度。

而且在短时间内无法准确找到故障，从而导致调控工作无法有效进行。所以说，针对传统开关已经无法适应当前发展需求，配置自动化开关馈线是必然发展趋势，通过科学合理的运用断路器或负荷开关，更加科学的将10kV 线路分成若干个区段，这样在遇到断电情况时不会对全线进行断电，而且在利用变电站进行优化阶段传统开关问题，同时这种模式投资成本较低，通过科学的降级与其他技术配合可以真正实现智能配电网功能，更加有效保障运行的可靠性。在进行对比分析阶段，应按照自动化开关设计的主要形式，更加科学的进行规范，使得开关利用更加合理，避免受一定因素影响导致问题的产生。

4 自动化开关的应用要求

4.1 负荷开关终端功能需求

电压互感器与电流互感器可以通过三相电流、三相电压的模式进行规划，而且每一个分段复合开关电压互感器使用过程与电源运行的影响因素联系密切，在预防工作中，应根据复合开关具备电压实践控制功能，在实际进行优化控制阶段，可以对当前开关一侧的延时情况有着一定把握，这样可以更好地对开关进行控制，而且开关具备非折断电流保护的功能，通过分闸与延时处理，可以全面保障系统的稳定运行，从实际进行优化方面来讲，必须对闭合闸功能其破裂情况有着一定把握，以便于更好进行经济调控工作，提升电压保护效果，符合开关应用要求，为后续电网调度工作的顺利进行提供保障。

4.2 保护整定与重合闸配置要求

变电站出线开关保护与重合闸时间进行整合与规范，而且在实际的优化阶段，要科学地对时间进行调控，只有保证各项工作有序进行，才可以减少影响及问题，同时在实践探究阶段，还应对重合闸时间和二次重合闸时间进行准确规范，尤其是针对主干线分段符合开关保护方案，必须严格遵守各项原则，通过对变电站出现开关重合闸的相互配合，准确判断故障范围，从而能够为后续故障处理提供保障，避免受故障影响，优化重合闸配置，更好的融入到实际应用当中。与此同时，应按照顺序依次对自动化服务开关进行规范，同时还应按照实际情况进行科学管控，了解自动化开关与传统开关存在的差距，以便于更加科学的进行调控，从而能够保障系统的稳定运行。

5 自动化开关在应用存在的问题

自动化开关在智能配电网应用阶段可以有效监测的作用展现，但是在运行阶段也会存在较多的问题，主要是部分自动化符合开关向主战系统发送保护动作的过程中，导致调度对开关动作诊断不够准确，而且部分自动化断路器无法提升信息保护的准确性，难以对故障跳闸类型进行准确分析，在运行阶段需要检查开关SOE 信息，若无法配置系统，会导致自动化跳闸事件无法快速反馈主站。

与此同时，同一线路无法对不同自动化复合开关进行优化控制，只有通过科学调控才可以确保断路故障跳闸问题的减少，同时在实践探究阶段还应该进行科学调控，确保可以针对当前运行情况进行优化，了解自动化开关应用存在的问题，以便于制定针对性举措，避免造成信息混乱与运行不稳定问题的产生，只有通过科学调控才可以保证系统的稳定进行。因此，针对该区域供电线路存在的问题，必须争取改善信号和光纤通信线路，这样可以更加全面的实施遥控，避免影响及限制产生的同时可以保证自动化开关功能的体现。

6 配网调度中使用自动化的具体情况

充分发挥配网调度内存在的自动化系统功能，其同自动化技术之间具有比较紧密的联系。这些技术得到迅猛发展，可在一定程度上影响配网调度中自动化系统的安全管理工作，使电力企业更加重视自动化系统管理的规范性。当优化与完善自动化系统内存在服务功能时，可以使系统运行提高稳定性。同时，现阶段与自动化系统存在联系的部门联系更加紧密，会产生比较显著的协调配合成效，使系统运行中的管理工作产生更大效果，令电力生产技术在实施期间产生的所有需求得到满足。并且将值得信赖的统计分析当作基础，精确分析配网调度中自动化系统产生的所有数据，快速解决发现的问题，确保自动化系统能适应高强度运行，并开展顺利工作[3]。

7 智能配电网自动化开关在配网调度的应用方法

7.1 自动控制系统

10kV 馈线中的所有分段与分支开关均存在自动断路器、以往断路器和自动化开关。继电保护装置与以往断路器中的功能未发生变化[4]。自动断路器增设了保护单元与自动控制单元，既能使自动化满足功能需求，也能通过调度站达到远程控制，即遥测、远程控制与远程信号，同时存在过电流、零序与断路。继电保护与重合闸作用能将相间负载电流、零序电流与短路电流进行快速中断。

断路器与负载开关间的不同之处在于，负载开关所具备的灭弧能力不强，同时无法对短路电流进行中断。以往负载开关与断路器仅可以通过现场手动展开工作，缺少自动控制单位，无法对故障进行自动隔离，也很难令电源达到自动恢复的目的。以智能电网设备为前提，自动化开关能对故障展开自动检测与隔离，同时自动且快速的恢复电源。

7.2 对故障展开自动诊断、隔离

配电网络自动化具备的关键作用为使传输功能可以自动恢复。在挑选开关期间，应按照不同控制手段对自动化开关展开科学挑选。智能配电网一般具有以下类型的开关：负载开关、断路器与隔离开关。

在电路内达到隔离效果属于隔离开关的作用。工作结构与原理比较简单，但大部分应用均在工作可靠性上具有较高要求。智能配电网内，隔离开关关键就是在无负载条件下将电路断开，保证电源与设备中主要断开点可以对工作者的人身安全进行维护。因为此类开关缺少灭弧装置，所以很难及时保持短路电流与负载电流，唯有当短路断开的过程中才可以操作此开关。

现阶段，负载开关的通用类型有真空与气体负载开关。按照负载开关具备的结构展开划分，通常存在两种类型，即盒子类型与开放类型。盒子类型关键采用SF6气体达到绝缘的作用。在一般条件下，工作机制不会受到外部更改的影响，很难发生生锈或是腐蚀的情况。开放类型开关所具备的隔离刀闸在布局上同整体布局大体相同。当关闭或打开开关时，就应及时与灭弧装置展开连接。

灭弧室包括真空室与气体产生室。现阶段被广泛使用的为真空室，相比较以往箱型，外部环境可以对该负载开关产生严重影响。最主要的原因为大部分零件均存在于外部，没有充分进行防锈处理，极易生锈。

当前，我国大部分断路器均被看作架空线开关，一些负荷开关一般都会由断路器所替代，所以应根据线路的差异挑选不同的断路器。为使10kV 柱上的断路器具有分断能力，在熄灭电弧时一般都会使用真空开关，同时采取SF6气体对相间绝缘层展开处理，使体积减小。

7.3 解决配网内存在的故障

我国社会经济的不断发展，使我国人民群众逐渐改善生活水平，同时用电需求达到进一步扩大。智能配电网内使用的自动化开关，可以直接判断系统稳定性的零件相连接。在系统内大范围使用自动化开关，能对配电网中出现的故障展开正确处理。现阶段，我国配电网具有愈发复杂的结构，相较于发达国家拥有可靠电源而言，仍然存在一定差距，这造成大量线路出现监控问题。为使问题得到有效解决，相关研究者研究出新解决方法，也就是在对配电网展开线路故障处理时可以使用自动化开关。在对自动化路线展开设计的过程中，挑选的自动化开关应存在控制单元与测量单元，同时将其放于电路中的关键分支中。此方法比较容易操作，其适应价值比较高，能将主管线内出现的短路故障很好解决。

8 配置智能配电网自动化开关的原则

一是自动化开关中的安装设置需具有规范性，且比较简单，这可以全面考虑后期运行的维护工作；二是自动化开关需科学分类，不能随意安装；三是配网线路中相同电源路径应保持安装自动化开关的数量为≤2，确保自动化开关具有正确性；四是若是10kV线路大于规定长度，例如最长路径大于8km，或主干线通过自动化开关进行分段时大于三段，就需为主干线分配分段断路器，如此可以更好配合工作，且当发生故障时会使停电范围缩小；五是通常主干线设置分段负荷开关的数量应为2~3个，把线路划分为三段至四段。若是线路比较长，通过自动化分段开关可以将支干线与主干线进行划分，若是其划分数量＞5，就需要主干线分段断路器与其展开配合，同时将主干线分段断路器放在线路前方的1/3处，不但可以使停电范围更小，也能使变电站降低开关跳闸出现的概率。

综上所述，通过对智能配电网自动化开关在配网调度的应用情况展开分析，提出智能配电网自动化开关在配网调度的应用方法。首先是自动控制系统，自动化开关能对故障展开自动检测与隔离，同时使自动且快速的恢复电源；其次，智能配电网自动化开关在配网调度中需对故障展开自动诊断、隔离，按照不同控制手段对自动化开关展开科学挑选；最后，智能配电网自动化开关在配网调度中应解决配网内存在的故障，能将主管线内出现的短路故障问题得到解决。如此，可以使配电网系统得到科学设计，使智能配电系统得到优化与完善，降低线路损耗，使电源提高可靠性，令设备提升利用率，使电源可以高效且稳定地运行，通过开关设备使电力行业得到改善，促进国民经济增长。