智能斷路器在10kV線路中的應(yīng)用研究

張暉

摘要：本文將從智能斷路器的概述出發(fā)，對 10kV 線路中智能斷路器的安裝、選擇、故障判斷進行分析研究，希望為相關(guān)人員提供一些幫助和建議，更好地應(yīng)用智能斷路器。

關(guān)鍵詞：智能斷路器;10kV線路;互感器

隨著配網(wǎng)自動化建設(shè)步伐的加快和對供電可靠性的要求越來越高，柱上智能斷路器在10 kV線路中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于目前智能斷路器生產(chǎn)廠家眾多，設(shè)備型號、性能、參數(shù)、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)等存在很多差異，所以在設(shè)備安裝、日常運行維護、故障分析判斷上也存在很多差異，在實際使用過程中存在接線不正確、定值計算錄入錯誤、故障信息難以查看等問題。

1.智能斷路器的概述

智能斷路器的機構(gòu)處在斷路器正面，且機構(gòu)為自由脫扣器的五連桿機構(gòu)，對貯能形式進行了設(shè)計。在使用智能斷路器的時候，機構(gòu)通常在預(yù)貯能部位，當(dāng)斷路器收到合閘命令后，斷路器閉合可以瞬時完成。從工作原理上看，智能斷路器主要為新型傳感器、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)共同構(gòu)建的斷路器全新系統(tǒng)。數(shù)字化控制和全新傳感器相結(jié)合，對運行的數(shù)據(jù)進行獨立采集，能夠?qū)⒃O(shè)備中存在的故障與缺陷充分檢測出來，當(dāng)缺陷將要變成故障以前把報警信號發(fā)出，從而讓工作人員及時制定并實施措施防止再次發(fā)生事故。智能斷路器將機械儲能變成了電容儲能，將機械傳動變成了直接驅(qū)動，具有非常高的系統(tǒng)可靠性，真正實現(xiàn)了電子操作，有效解決了傳統(tǒng)斷路器中存在的多種問題。

2.智能斷路器的安裝

應(yīng)根據(jù)日常的故障情況統(tǒng)計分析判斷，將智能斷路器安裝在故障率高的地段或區(qū)域。安裝高度要根據(jù)廠家說明書要求，結(jié)合實際地理位置和操作需要等確定。在智能斷路器安裝過程中，必須配置線路電壓互感器（有些廠家出廠時已經(jīng)配好），電壓互感器的作用是提供220 V保護裝置電源和測量用100 V電壓，所以在安裝過程中一定要接電源側(cè)，一般取兩相電壓（線電壓），同時把二次線接入保護裝置。安裝多臺時要做好相互配合，分級管理，如有條件可在線路的每條分支線首端各安裝一臺，把故障控制在各分支線，進一步縮小停電范圍。

3. 保護測控裝置

每一臺智能斷路器都配有一臺保護裝置，實現(xiàn)保護、測量、控制功能。保護裝置箱一般和斷路器安裝在同一電桿上，通過出廠時配好的連接線連接。保護裝置箱為全封閉式，保護裝置可實現(xiàn)過流三段、重合閘、過負荷等保護，測量可采集電流、電壓、有功功率、無功功率等，同時還包括一些故障報警信息等，操作面板可以通過液晶顯示器進行查看和錄入數(shù)據(jù)，操作面板有運行指示燈、告警燈，配有各種操作按鈕，實現(xiàn)對斷路器的控制。

4. 電流互感器的選擇

智能斷路器出廠時一般自帶三相電流互感器，電流比設(shè)計有單變流比、雙變流比、三變流比。一般三變流比比較靈活，常用有 100（200，300）/5，200（400，600）/5等，能夠滿足大多數(shù)線路使用?？梢愿鶕?jù)運行負荷選擇變流比。改變變流比的方法很簡單，按照說明書改接二次線即可實現(xiàn)，抽頭一般設(shè)計在斷路器的側(cè)面。變流比變更后，有條件的可以進行傳流試驗，確定無誤后即可投入使用，并對保護裝置內(nèi)的電流互感器變流比系數(shù)進行修改，以便正確測得一次電流。

5. 定值錄入

智能斷路器的定值非常關(guān)鍵，定值的合理與否直接關(guān)系到斷路器能否準(zhǔn)確切除故障點并保證無故障設(shè)所以智能斷路器一般不投入重合閘，如果出現(xiàn)速斷動作，兩臺斷路器同時動作的情況，變電站總保護的重合成功率是很高的。為了更有利的配合，也可以將變電站的總保護改為瞬時速斷、限時速斷、定時限過電流，這樣更有利于下級保護的配合。

6. 定值計算

合理、科學(xué)的定值決定了智能斷路器是否可以將故障點有效切除，讓無故障設(shè)備的平穩(wěn)運行得到保證。同時，計算定制時應(yīng)加強和出口斷路器間有效配合，不可以有越級跳閘的情況發(fā)生。當(dāng)前大多數(shù) 10kV 出線都屬于終端線路，而對于末端線路，定時限過電流、瞬時速斷是其保護定值。其中，瞬時速斷在計算時應(yīng)將短路電流作為依據(jù)，跳閘時限為 0 秒，定時限過電流在計算時應(yīng)將最大負荷電流當(dāng)作依據(jù)，跳閘時限為 0.3s。應(yīng)加強和出口保護的配合與協(xié)調(diào)，時限、數(shù)值應(yīng)比總保護要低。需要注意，若瞬時速斷存在較大電流，在動作電流超過智能斷路器與變電站的規(guī)定，便會引起兩個斷路器一起跳閘，因此重合閘通常不會投入到智能斷路器之中，若有速斷動作出現(xiàn)且兩個斷路器一起進行動作，那么總保護會具有較高重合幾率。要想使配合更加高效，應(yīng)把總保護修改成定時限過電流、限時速斷與瞬時速斷，從而使下級保護能夠更加方便的配合。

7. 故障后的分析判斷

故障動作后，首先查看智能斷路器是什么保護動作。通過事件記錄、事件查詢菜單查看是相間故障還是過流故障，以及動作報文里面動作時間、動作電流、動作類型等。根據(jù)這些信息判斷是近距離短路，還是遠距離短路，幫助確定故障點，快速準(zhǔn)確找到故障點，并在短時間內(nèi)消除故障，恢復(fù)供電。

8.日常檢查維護

平時要定期檢查智能斷路器工作狀態(tài)，檢查電源小型空氣斷路器是合還是分，電源指示燈是否亮著，液晶屏是否老化，數(shù)據(jù)顯示是否正常，動作指示燈、運行指示燈顯示是否正常，斷路器彈簧儲能機構(gòu)是否有未儲能或儲能不到位情況，斷路器的分合指示位置正確與否等。這些日常的檢查維護，可確保智能斷路器在故障時能夠可靠、快速、準(zhǔn)確切除故障，確保無故障設(shè)備安全運行，發(fā)揮智能斷路器應(yīng)有的作用。

9. 結(jié)束語

總而言之，研究 10kV 線路中應(yīng)用智能斷路器的主要策略具有十分重要意義。相關(guān)人員應(yīng)對當(dāng)前智能斷路器概況有一個全面的認識，通過電流互感器與保護裝置、維護檢查與判斷分析、智能斷路器安裝、定制錄入與定值計算，讓智能斷路器得到 10kV 線路更好的應(yīng)用，從而推動電力行業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1] 董晉陽. 智能斷路器的基本概念與功能特點[J]. 農(nóng)村電氣化，2019，37（01）：26-28.

[2] 劉黎，俞興偉，喬敏.直流斷路器及阻尼快速恢復(fù)系統(tǒng)在舟山多端柔性直流輸電工程中的應(yīng)用[J].浙江電力，2018，37（09）：8-13.

[3] 黃新波，陶晨，劉斌. 智能斷路器機械特性在線監(jiān)測技術(shù)和狀態(tài)評估[J].高壓電器，2015.（03）39-42.

[4] 蘇校冰，鄭圓. 配網(wǎng)線路使用智能斷路器對小電阻接地系統(tǒng)的影響分析[J]. 電子測試，2018.（13）102-104.