智能配电网自动化开关在配网调度的应用分析

于迎凤

摘  要：现如今智能配电网自动化开关已得到了智能配电网的广泛应用，是一项成熟的技术，同时配合配网主站系统、故障指示器等设备自动化技术应用于配网调度工作过程中，能够提高故障定位的时效性与准确性。基于此，本文对智能配电网自动化开关在配网调度中的应用进行分析。

关键词：智能配电网;自动化开关;配网调度;应用

1.自动化开关概述

不同于传统开关，自动化开关具备全新的特性，其主要组成部分为隔离开关、变压器、接地开关以及断路器等，同时还需要采用一些其他辅助设备，如电子设备、数字控制设备、通信接口等。自动化开关具备保护、控制及通信等功能，各功能单元独立运行，能够及时检测系统运行阶段存在的安全威胁，采取有效的处理措施。目前应用的自动化开关属于可视化户外设备，微型计算机对其进行保护，对其通信功能进行分析，能够对开关或者开关盒实施集成化操作。对目前发展趋势进行分析，插入式开关系统是目前常用的自动化开关设备[1]。自动化开关能够以智能传感器技术与微机处理为基础，通过数字通信技术追踪与监视电力设备情况，对故障设备进行有效隔离。另外自动化开关能够通过控制板、电子元件与变成组合达到电路自动化开关的控制单元，同传统开关相比更容易控制。

2.传统开关馈线模式与自动化开关馈线模式对比

对馈线配置传统开关这一模式进行分析，其主要优势体现在安装简单，成本较低，对故障的隔离效果较好，同时也存在诸多不足，主要体现在下述几个方面：（1）线路中出现永久或瞬时故障均会导致变电站发生开关跳闸问题。（2）站内开关跳闸可导致全线路停电，非故障段也会发生停电。（3）隔离故障需要开关多次分、合闸配合，才能尽量缩小确认故障范围，减少停电用户，操作过程中导致停电现象反复，对系统造成较大影响。（4）明確故障位置时需要工作人员对全线进行巡检，花费大量的时间与精力。如果无法确定故障，需要分段试验。因此，传统开关无法满足现代化工作要求。自动化开关能够通过断路器或负荷开关将线路划分为多个区段，提高断路器继电保护与负荷开关逻辑保护的协调性，同时通过变电站开关二次重合，能够有效弥补传统开关存在的不足，另外自动化开关的成本较低，通过与其他技术配合能够有效保证智能配电网基础功能的有效发挥。

3.自动化开关的应用原理

3.1负荷开关的自动化终端功能要求

自动化开关需要具备速断、过流、零序保护与二次重合闸等功能。对其功能要求进行分析，主要包括下述几点：（1）电压互感器与电流互感器能够实现对三相电流、三相电压及零序电流的采集，第一个分段负荷开关的电压互感器连接电源侧，避免自动转供电的过程中倒转至母线。（2）负荷开关需要具备完善的电压-时间的闭锁逻辑控制功能。也就是说开关的两侧失压后能够自动分闸，如果开关一侧具有电压能够延时合闸。（3）开关需要具备非遮断电流保护功能，失电后能够延时分闸，得电后能够延时合闸，单侧失压延时合闸，双侧具备合闸功能。（4）闭锁合闸功能。短时间内得电与检测到残压，能够自动分闸同时闭锁合闸。

3.2联络开关的自动化终端功能要求

首先需要具备良好的闭锁合闸功能，如果开关的两侧具有电压，开关分闸同时闭锁合闸。其次，需要具备失压合闸功能，如果开关一侧失压，另一侧有压，能够延时后合闸。

3.3保护整定与重合闸配置要求

对变电站开关保护与重合闸的整定来说，速断保护的动作时间与零序保护时间整定均为0s。一次重合闸时间与二次重合闸为8s。对主干线分段负荷开关的保护定值整定原则进行分析，需要加强与出现开关重合闸整定时间的配合。为了能够提高故障范围及位置判断的准确性，需要在出线断路器第一次重合后，对故障进行判断时只能采用一台分段负荷开关进行检测。根据顺序将自动化负荷开关的时间间隔整定为5-7s，结合实际情况确定。

3.4 配置要求

自动化开关的配置合理性对其使用效果有决定性影响，对其配置时需要注意下述要求：（1）需要保证自动化安装的简单、规范，为后期维护工作的展开提供便利。（2）安装过程中需要合理分段，避免随意安装，如果未进行合理安装可导致成本增加。（3）对配网线路的同一电源路径来说，不可安装多余2台开关，保证开关的正确动作。（4）分支线分界断路器的可安装在负荷较重、线路延伸距离较长同时故障发生风险较大的大分支线首端。（5）通常情况下，对主干线来说，需要设置2-3个分段负荷开关，同时将线路划分为3-4端。如果线路较长，主干线与分支线的自动化开关分段需要多于5段，采用1台分段断路器，同时将其安装在线路1/3处，不但有助于减小停电范围，同时能够减少出现开关跳闸次数。

4.自动化开关在配网调度中的应用效果

某地区共328个回线路设置自动化开关，同时应用自动化逻辑功能，其正确动作率为96.04%，通过统计计算可知自动化开关的应用有效减少开关跳闸415次，因此自动化开关具有极高的应用价值，能够减少故障导致的停电范围，同时该年度共减少永久性故障事件215起，提高了配电网运行的安全性与稳定性。

但是在实际应用阶段，也存在一定的问题。主要体现在以下几个方面：（1）部分自动化开关向主站发送错误的“保护动作”预警信号，导致调控运行人员对开关动作研判不正确的问题。因此管理部门需要及时告知厂家进行修改，对设备进行更新。（2）部分自动化开关向主站传输的信息不包括保护工作信息，因此事故预警触发的条件为保护信号与开关变位信号同时存在，因此存在监控不全面的问题。另外调控运行人员难以判断故障跳闸的具体类型。因此需要对现场开关的SOE信息进行全面检查，了解其具体原因。（3）部分自动化开关无法将跳闸问题及时传输至主站，主要原因可能为该地区处于山区，无线公网的信号不佳，因此难以充分发挥自动化开关功能。可采用光纤通信的方式提高其在线率。

5.结语

综上所述，自动化开关在智能配电网中的具有极高的应用价值，能够为配电网中的故障定位、快速隔离、复电提供技术保障，提高配网的智能化、信息化水平。同时自动化开关在实际应用过程中仍存在一定的问题，因此还需要深入研究，加大技术更新力度，不断提高自动化开关的应用水平。

参考文献：

[1] 麦宇恒. 配电网自动化开关故障诊断方案探究[J]. 电气开关，2021，59（2）：4-6.