新型智能化斷路器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

王佳鴻

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司揭陽供電局，廣東 揭陽 522000

0 引言

在實際的電力系統(tǒng)運行中，存在大量的電子元器件，這些元器件在實際的使用過程中可能會發(fā)生故障，因此需要對其進(jìn)行處理。在電力系統(tǒng)正常的運行過程中，需要保證其工作的穩(wěn)定性，使其能夠正常的進(jìn)行開斷處理，從而能夠根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，靈活調(diào)整電路的運行狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生電路故障時，能夠立即進(jìn)行局部的切斷處理，快速響應(yīng)，將故障范圍限定在一個區(qū)域內(nèi)，保證整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。通常情況下，高壓斷路器能夠快速反應(yīng)，切斷電路故障。斷路器最重要的任務(wù)是快速熄滅電弧，因此要求具備各種結(jié)構(gòu)的滅火裝置，而不同的構(gòu)造會影響斷路器的性能。其中，新型智能化斷路器具有良好的應(yīng)用效果，因此得以廣泛應(yīng)用。

隨著人們用電需求的不斷增加，電力行業(yè)不斷發(fā)展，配電線路的容量也在不斷擴(kuò)大，新型智能化斷路器的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今配電行業(yè)發(fā)展的一個趨勢。因此，在對新型智能化斷路器進(jìn)行應(yīng)用的過程中，一定要做好其安裝、驗收以及維護(hù)，從而使新型智能化斷路器在配電線路中實現(xiàn)良好的應(yīng)用，發(fā)揮出其充分的優(yōu)勢，實現(xiàn)對配電線路的進(jìn)一步優(yōu)化，保障電力輸送的安全穩(wěn)定，讓人們的用電需求得到滿足，對電力行業(yè)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用[1]。

1 新型智能化斷路器概述

新型智能化斷路器在工作中利用相應(yīng)的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)動靜觸頭產(chǎn)生電弧，其實現(xiàn)原理是能夠在高溫的情況下產(chǎn)生一定的蒸汽，同時由于其結(jié)構(gòu)的特殊性能夠在充電時產(chǎn)生相應(yīng)的電磁場，根據(jù)相應(yīng)的物理原理，能夠?qū)崿F(xiàn)電弧沿表面切線方向的動作，并且在金屬壁上能夠發(fā)生凝結(jié)，電弧也會隨著移動距離逐漸增加而熄滅，此時觸頭兩端恢復(fù)原有的狀態(tài)。

1.1 組成

新型智能化斷路器可劃分為2個部分，一是氣密絕緣系統(tǒng)及外殼部分；二是導(dǎo)電系統(tǒng)和屏蔽系統(tǒng)。其中，氣密絕緣系統(tǒng)是由陶瓷和玻璃材料制成的一種具有良好氣密性的絕緣筒裝置，由各種蓋板和管密閉組合形成真空的狀態(tài)。該部分的結(jié)構(gòu)不僅要保證整體結(jié)構(gòu)的氣密性狀態(tài)，同時要防止材料本身漏氣。當(dāng)前應(yīng)用廣泛的是縱磁場技術(shù)，具有有效的斷閉能力。同時，應(yīng)保證屏蔽系統(tǒng)的絕緣效果，使弧室內(nèi)的電廠分布均勻[2]。

1.2 特點

新型智能化斷路器具有以下特點：觸頭的開距較小，使得機(jī)械動作形程較少，使用壽命較長；實現(xiàn)燃弧時間較短，當(dāng)電弧熄滅過后，觸頭間的介質(zhì)能夠快速恢復(fù)；開斷過程中觸頭的磨損情況不會太嚴(yán)重，具備長期的使用性；整體的體積較小，方便進(jìn)行安裝和運輸。新型智能化斷路器具有以上的優(yōu)質(zhì)特點，因此被廣泛應(yīng)用于變電系統(tǒng)中。

2 新型智能化斷路器的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)斷路器設(shè)備相比，新型智能化斷路器的體積更小、性能更高、可靠性更強，同時其在實際的使用過程中能夠進(jìn)一步保障對電流和電壓采集的準(zhǔn)確性，從而更加精準(zhǔn)地對輸配電網(wǎng)的故障類型進(jìn)行判定。

2.1 防護(hù)等級較高

新型智能化斷路器將高精度電壓傳感器、高精度流傳感器以及取電單元一次采集部分融合在絕緣套管內(nèi)并整體屏蔽，不僅絕緣可靠性高，而且結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕，有利于現(xiàn)場安裝；本體采用全絕緣、全密封、防淋露、免維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，整體滿足戶外IP67的防護(hù)等級，運行安全可靠。

2.2 檢修時間較短

新型智能化斷路器能夠?qū)崿F(xiàn)電力一次設(shè)備與二次設(shè)備的有效整合，并推動輸配電網(wǎng)終端設(shè)備向小型化、智能化方向發(fā)展。新型智能化斷路器的研發(fā)和使用，降低了相關(guān)工作人員的操作和使用難度，工作人員在經(jīng)過一定的培訓(xùn)之后，不需要停電，就能夠通過即插即用的方式實現(xiàn)對斷路器設(shè)備的更換以及維修，縮短了斷路器檢修時間，提升了輸配電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。

2.3 適用范圍較廣

新型智能化斷路器適用于接地、不接地系統(tǒng)、小電阻及消弧線圈接地系統(tǒng)。可采集三相電流及三相對地電壓信號，可準(zhǔn)確判斷出故障的方向，智能型的自適應(yīng)核心算法精準(zhǔn)判斷出故障類型。內(nèi)置完善的保護(hù)功能，方便用戶編寫復(fù)雜的保護(hù)邏輯：三段定時限過流、二段反時限過流；低電壓、相角保護(hù)，低周/過周保護(hù)；三次重合閘、方向保護(hù)、距離保護(hù)、SOG小電流接地保護(hù)；二次諧波閉鎖功能；開關(guān)磨損檢測功能等。

2.4 通信性能較強

為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信與控制，新型智能化斷路器通常會設(shè)置獨立的智能終端，能夠自動完成對本地數(shù)據(jù)的采集和上傳。一般來講，智能終端能夠與其他設(shè)備開展點對點的通信，因此新型智能化斷路器能夠運用于分布式電網(wǎng)。另外，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及進(jìn)步，新型智能化斷路器的相關(guān)技術(shù)越來越成熟，其通信性能也隨之提升，從而有效降低工作人員的工作量[3]。

3 新型智能化斷路器在電力系統(tǒng)中的運用

新型智能化斷路器在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的運用范圍越來越廣泛，并且其功能也越來越多，這對于保障電力系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定運行具有重要作用。

3.1 負(fù)載監(jiān)控

負(fù)載監(jiān)控指在設(shè)備運行過程中，結(jié)合功率以及電流特征實現(xiàn)對負(fù)載的監(jiān)控，因此負(fù)載監(jiān)控與傳統(tǒng)監(jiān)控方式具有較大的差異。智能化斷路器應(yīng)用于負(fù)載監(jiān)控中，通常以輸配電網(wǎng)的有功功率數(shù)據(jù)為主，無論是卸載還是返回的延時時間均為定時限，啟動值不小于返回值；以電流為依據(jù)的動作原則；過載與動作反時限特征相同，獨立設(shè)置曲線速率和動作值；將負(fù)載的恢復(fù)延時時間設(shè)定為定時限，返回值不超過啟動值。

3.2 智能化保護(hù)

在二次設(shè)備技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步的形勢下，新型智能化斷路器之間的相互作用和關(guān)聯(lián)主要反映在主電路斷路器和二次控制器之間的相互作用，以及二次控制器和其他二次控制器之間的相互作用。在新型智能化斷路器與用戶之間的相互作用的電力系統(tǒng)中，輸電線路的短路故障是由于自然災(zāi)害、鳥類、害蟲等暫時性性能故障所造成的。新型智能化斷路器可以通過高精度的電流和電壓信號檢測來精確地確定故障。通過與二次控制裝置的相互作用，智能選擇再啟動模式，可以快速消除故障，恢復(fù)線路電源，減少用戶停電造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高電源可靠性和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 新型智能化斷路器的故障問題及解決對策

4.1 真空度降低

新型智能化斷路器會出現(xiàn)真空度降低的情況，往往是由于室內(nèi)漏氣、焊接不緊密或者存在微孔。對此，通常采用火花計法、觀察開斷電流時的弧光色、工頻耐壓法等來檢測斷電器的真空度，也可以采用專門的真空度測量儀進(jìn)行檢測。通過以上方法能夠檢測斷路器的真空度，從而能夠及時更換真空滅弧室。

4.2 滅弧室觸頭電磨損

由于滅弧室內(nèi)的觸頭會經(jīng)過多次的斷開和連接，會發(fā)生磨損以及被灼傷，當(dāng)觸頭磨損后，將導(dǎo)致整個的機(jī)構(gòu)動作增加行程，增加觸頭表面的電阻。當(dāng)觸頭使用次數(shù)超過規(guī)定的范圍后必須進(jìn)行更換處理。如果未達(dá)到使用次數(shù)但是出現(xiàn)性能下降的情況，則應(yīng)當(dāng)對間隙進(jìn)行調(diào)整。

4.3 拒分故障

新型智能化斷路器如果不能夠正常斷路，發(fā)生故障。這種情況往往是由于電路回氣故障，或者機(jī)械回路故障造成?？筛鶕?jù)頂桿的鐵心運動狀態(tài)來判斷故障，若鐵心不發(fā)生運動，則說明是電氣回路問題，否則是機(jī)械回路故障，再進(jìn)一步的通過試驗進(jìn)行判別。

4.4 拒合故障

新型智能化斷路器會發(fā)生拒合的故障。故障原因可能是電磁操作機(jī)構(gòu)的頂桿長度不夠，則需要調(diào)整其高度和相應(yīng)的機(jī)構(gòu)間隙以滿足要求；可能是輔助開關(guān)斷開時間過早，或者限位裝置的位置不合理，使得不能準(zhǔn)確的合閘，應(yīng)當(dāng)調(diào)整機(jī)構(gòu)之間的間隙和位置。另外，往往需要及時更換合閘彈簧，保證其合閘的功率。

5 結(jié)束語

新型智能化斷路器具有分?jǐn)嗄芰Ω摺⒖焖俚南ɑ⌒阅?、使用期限長等良好性能，并且便于運輸安裝以及維修，因此在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。文章詳細(xì)介紹了新型智能化斷路器的組成結(jié)構(gòu)及其特征，并介紹了高壓新型智能化斷路器的常見問題及相應(yīng)的處理辦法，使維修人員能夠根據(jù)這些對策來掌握新型智能化斷路器的維修方法，進(jìn)行快速維護(hù)，保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而使其為生產(chǎn)提供可靠的供電服務(wù)。