徐 磊 王賽豪 喬艷濤 董豐毅

平高集團有限公司

高壓電器智能化與配電網保護自動化研究

徐 磊 王賽豪 喬艷濤 董豐毅

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隨著電力工程的快速發(fā)展使國家對配電網自動化保護的投資也逐漸增加成為了目前國家實施規(guī)劃中的重點項目工程，同時還受到了電力工程行業(yè)的高度重視。此外隨著計算機、通信等先進技術的發(fā)展和機電一體化高壓設備的成功研發(fā)屺電保護自動化在配電網絡行業(yè)中獲得了富有成效的應用。然而配電網保護自動化的進行需要大量的高壓智能化電器，從而有效的降低設備間的相互作用保證供電的可靠性以及連續(xù)性。

高壓電器；智能化；配電網保護；自動化；研究

1、智能控制與智能電器

當前，在電器領域涌現出了智能電器與智能開關柜，它們都具有自診斷功能與在線檢測功能，該功能是智能電器主要特征。而智能控制的重點是在高層控制，就是指組織控制。它的主要任務就是對實際環(huán)境或者過程開展組織，就是進行決策與規(guī)劃。因此，應該運用符號信息處理、啟發(fā)式程序設計與自動推理與決策等主要技術。此類問題求解過程和人腦的思維過程有一定的類似性，就是具備一定程度的“智能性”。而在變電站綜合自動化與配電自動化系統(tǒng)當中，智能電器是一個重要組成部分，它的動作要與總體規(guī)劃相適應，通常這要涉及到和上級通訊，就需要通過四元結構進行分析。因此，我們把智能電器可以當做：只要是按照外界指定訊號與要求，使用專家控制系統(tǒng)等智能控制方法，不需要人的干預，就可以進行獨立地接通與斷開電路，斷續(xù)或者連續(xù)地轉變電路參數進而實現對電路或者非電對象轉換、控制、維護、檢測、變更以及調節(jié)使用的電氣設備類智能電器。通常智能電器的技術方案包括計算機數據處理技術、自動控制原理、傳感器相應技術、通信技術以及電力技術等方面。

2、配電自動化

首先，對于配電自動化原則來說，應實現配合。如果配電系統(tǒng)因某種因素影響發(fā)生短路，那么位于電源側的重合器就會在關閉前分離負荷側分段器故障。如果因永久性故障導致斷電，就需要控制好最低配電網故障控制，保護配電網各個點的安全。如果開關設備距離電源側較近，那么在閉鎖或斷路以前，就要實現永久保護，或能夠在瞬間切除負荷側保護設備。如果配電主干電路在10千米以上，那么電路就要做到續(xù)分段，分支線的長度要控制在4千米以上，并在合適的位置安裝開關或分段器。

其次，滿足配合要求。要做到這一點應從以下四點入手：第一點，將分段器安裝在重合器負荷處；第二點，開啟分段器的電流要比重合器最小分閘電流小至少0.8倍；第三點，分段器最佳安裝位置的電流應比動熱電流低，重合器斷開時間也要低于熱穩(wěn)定時間；第四點，重合器后備保護時間應比分段器記憶時間低。

3、高壓智能電器配電網絡自動化保護系統(tǒng)的基本組成

3.1 主站系統(tǒng)

主站系統(tǒng)即配電調度系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)中最重要的組成部分洛子站系統(tǒng)都受到它的控制其不但具有信息處理、配電事故記錄及追憶、控制運行程序等數據采集與監(jiān)控(SCAOA)作用還具有自動診斷故障、隔離故障、重構故障電路等DA作用此外仍具有分析網絡數據、潮流計算、重組網絡、分析可靠性及安全性等強大DMS功能，電鍍主站系統(tǒng)一般使用強通用性的數據庫、分布式的軟件、服務器與客戶的先進技術利用軟總線實現數據交換始予用戶開放式的數據庫接口和應用程序接口能與調度自動化系統(tǒng)及MIS系統(tǒng)相連從而實現數據資源的有效共享此外仍能夠與地信系統(tǒng)進行有效的結合為配網設備的運行管理開辟了新的歷程。

3.2 子站系統(tǒng)

變電站子站系統(tǒng)的基礎軟件平臺通常是由多任務與實時操作系統(tǒng)組成。必須保證系統(tǒng)具有較高的可靠性以及良好的實時性保證遠程維護的順利進行與開展子站系統(tǒng)在保證SCADA功能的前提上，仍需具有對故障進行檢測、對故障進行定位、系統(tǒng)恢復劑自動隔離的功能。因為配網的監(jiān)控設備所涉及的面較廣、并且點也較多因此不可能將配電主站與全部終端設備進行直接連接所以要對站端系統(tǒng)進行必要的分層分級同時必須在終端設備和主站間增加配電子站通過其管理配電終端系統(tǒng)的監(jiān)控設備從而使“數據集中器”功能得以有效的實現最終實現電路故障能夠及時的隔離、解決并恢復。另外負荷的轉移必須通過主站的DMS軟件計算后實現從而有效的避開盲目的負荷轉移。

3.3 終端系統(tǒng)終

端系統(tǒng)即配電房的終端裝置其必須具有遙信、遙測以及遙控的作用；能夠實現嚴格的校驗以及自檢作用；能夠實現各功能自動組合河以實現設計模塊化另外保證裝置具有較小的體積且具有比較強防塵、防潮及其抗干擾性及較高的安全可靠性此外還要求其具有較高的穩(wěn)定性通常工作溫度需在零下4D攝氏度至80攝氏度間；能夠如實的記錄運行的工作狀況并且接口能夠靈活的接受各種不同的通信規(guī)約裝置還應具有直觀、可操作性強且維護簡便的人機界面?zhèn)溆秒娫纯煽壳掖_保其在較高溫度下的穩(wěn)定性。另外不僅確保裝置對FTU靈活、實用并且可靠，同時還要保證配電房一次性設備的穩(wěn)定可靠性特別是要求開關設備具有較高的可靠性以及較低的功率消耗。采用成套的光纖互感器檢測故障設備河檢測到許多電路上的故障若其具有錄波的功能觀日要確保其可以準確安全的反映設備的故障點，為自動化系統(tǒng)建立全面的數據源，同時還可給予檢修人員完整的數據資料從而保證較高的檢修率。

總而言之，為滿足社會對電力的需求，國家加大了對電力事業(yè)的投入，在壯大了配電網絡的同時，也使網絡結構更加復雜，加之其他多種因素影響，也給電力企業(yè)工作帶來較大挑戰(zhàn)，所以，一定要不斷提高供電可靠性，實現配電自動化，將先進科學技術應用其中，構建完善的配電自動化系統(tǒng)，只有這樣才能更好的為社會服務。

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