李曉紅（國網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

10kV農(nóng)配網(wǎng)線路柱上真空斷路器智能化改造方式探索

李曉紅
（國網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的逐步完善，電力系統(tǒng)和電力供應(yīng)情況已經(jīng)成為了社會各界關(guān)注的焦點，它與廣大百姓的日常生活息息相關(guān)，直接影響著社會用電情況。10kV農(nóng)配網(wǎng)線路是電力供應(yīng)的主要網(wǎng)絡(luò)，柱上真空斷路器是電力網(wǎng)運行的主要設(shè)備，直接關(guān)系到電力的可持續(xù)運行和電力供應(yīng)的質(zhì)量。在電力改革逐步推進的大背景下，以往的10kV農(nóng)配網(wǎng)線路柱上的真空斷路器設(shè)備在實際運行過程中還存在較為嚴(yán)重的問題，設(shè)備的運行效率不高，不利于供電質(zhì)量的提高，嚴(yán)重阻礙了電力的可持續(xù)運行。針對這樣的現(xiàn)象，我國各級電力管理部門一定要了解10kV農(nóng)配網(wǎng)線路供電的真實情況，結(jié)合廣大百姓對電力運行質(zhì)量的需要，將真空斷路器進行智能化改造，控制好電流輸出、電力供應(yīng)、電能傳送等各個環(huán)節(jié)，并降低設(shè)備的壞損率，提高電能供應(yīng)質(zhì)量，完善智能化改造工作，促進我國電力供應(yīng)水平的發(fā)展完善。

關(guān)鍵詞：10kV農(nóng)配網(wǎng)線路；真空斷路器；智能化；改造方式

眾所周知，電力供應(yīng)和供電情況是國家基礎(chǔ)建設(shè)的重點工作，與廣大百姓的日常生活息息相關(guān)，它一直以來都是黨和國家關(guān)注的焦點，是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。由于我國國土面積廣闊、人口數(shù)量眾多，農(nóng)配線路網(wǎng)在農(nóng)村供電中的重要性不言而喻，而柱上真空斷路器作為線路網(wǎng)運行的基礎(chǔ)設(shè)施，其運行情況和質(zhì)量水平直接關(guān)系到電力的持續(xù)供應(yīng)?，F(xiàn)如今，電力改革步伐逐步加快，農(nóng)配電線路網(wǎng)在農(nóng)村電力建設(shè)中的數(shù)量逐年遞增，10kV農(nóng)配網(wǎng)線路的平穩(wěn)運行就顯得更為重要。以往的真空斷路器存在較為嚴(yán)重的缺陷，已經(jīng)很難適應(yīng)電力供應(yīng)的新變化和新趨勢，與現(xiàn)代化電力供應(yīng)不相適應(yīng)。為了切實提高電力運行的質(zhì)量，保證10kV農(nóng)配網(wǎng)線路的平穩(wěn)運行，我們一定要找到真空斷路器在實際工作中存在的缺陷，并對其實施智能化改造，解決互不相容的問題，從而促進供電整體質(zhì)量的提高。

一、真空斷路器相關(guān)概述

真空斷路器是一種新型的斷路器，屬于10kV農(nóng)配網(wǎng)線路上最重要的設(shè)備之一，它主要是一種以氣體分子極為稀少、分子之間平均自由行成較大電子與分子碰撞機會極少的真空空間為介質(zhì)的新型設(shè)備。它的研發(fā)始于20世紀(jì)60年代，目前我國在10kV農(nóng)配網(wǎng)線路柱上使用的標(biāo)準(zhǔn)型真空斷路器短路開斷電流為25-50kA，且其重?fù)舸┞实陀?%。

根據(jù)使用條件的不同，真空斷路器的結(jié)構(gòu)也分為戶內(nèi)和戶外兩種不同的形式。但是其內(nèi)部構(gòu)造卻基本一致，主要由主體部分、滅弧室部分以及操作機構(gòu)組成部分共同構(gòu)成。其中的主體部分則包括導(dǎo)電回路、密封件、絕緣系統(tǒng)和外殼部分，它的結(jié)構(gòu)為三相一體式。此外，電動儲能是操作的主要機構(gòu)，電動分合閘也具有以往的手動功能，其整個結(jié)構(gòu)體系相當(dāng)完備，由完整的組成系統(tǒng)結(jié)合而成。它的工作原理主要是利用高真空電流流過零點時，等離子體的快速擴散功能，對電弧實施熄滅而完成的切斷電流的目標(biāo)。其動作原理則包含多個過程，即儲能過程、合閘操作過程以及分閘操作過程，三部分的有機結(jié)合共同實現(xiàn)了10kV農(nóng)配網(wǎng)線路網(wǎng)柱上真空斷路器的高效運行。

二、10kV農(nóng)配網(wǎng)線路柱上真空斷路器無法滿足智能化需求的主要原因

在上述內(nèi)容中，我們已經(jīng)清晰直觀地看到了真空斷路器在10kV農(nóng)配網(wǎng)線路中的重要作用，理解了它的運行原理和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。但是由于設(shè)備技術(shù)的限制以及智能化特征的需求，使其無法配合智能化的高要求，具體而言其原因如下：

第一，真空斷路器智能化運行模式的不同使其與農(nóng)配網(wǎng)線路不相適應(yīng)。具體來說，我國目前農(nóng)配網(wǎng)線路柱上的配電智能化模式主要包括電流型和電壓時間型，但是它主要依靠開關(guān)動作配合離地實現(xiàn)智能化特征，不同的智能化特點無法完美的結(jié)合在一起，無法安裝在一條線路上，不利于電力的平穩(wěn)運行。

第二，真空斷路器缺乏與FTU之間緊密相連的應(yīng)接口。由于真空斷路器在生產(chǎn)中存在較大的差異，它們的內(nèi)部構(gòu)造不同，二次回路結(jié)構(gòu)也不相一致，即便是相同系列的設(shè)備也存在差異。因此，兩者在對接中無法實現(xiàn)緊密結(jié)合，應(yīng)接口存在很多問題。

第三，其他問題限制。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些真空斷路器生產(chǎn)廠家由于不夠誠信經(jīng)營，再加上成本限制，使其為了降低資金使用數(shù)量，導(dǎo)致設(shè)備之中缺少電動操作機構(gòu)，無法實現(xiàn)電動操作。一些國產(chǎn)的真空斷路器設(shè)備還缺少正確的采樣輸入信號，無法起到指令性作用。該設(shè)備在制作中提前預(yù)留的二次線端子上存在的輸出點不能實現(xiàn)成套連接，真空斷路器狀態(tài)信息獲取不準(zhǔn)確。

三、10kV農(nóng)配網(wǎng)線路柱上真空斷路器智能化改造的有效方式及實際案例分析

通過作者以上內(nèi)容的介紹和探討，我們不難發(fā)現(xiàn)真空斷路器在10kV農(nóng)配網(wǎng)線路中的重要作用，對其進行智能化改造也就成為了大勢所趨。四川省電力公司某市級供電公司有10kV線路390條，分段開關(guān)859臺，公用柱上配電變壓器8229臺。在經(jīng)歷了兩次改造以后，農(nóng)網(wǎng)線路得到了進一步完善，供電線路導(dǎo)線截面積日趨合理化，電力供應(yīng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、有效性都得到了提高。但是由于該地區(qū)受到惡劣環(huán)境和天氣因素的影響，其經(jīng)常遭受雷電、大風(fēng)等的影響，電力供應(yīng)所需電壓、電流、開和狀態(tài)都要依據(jù)人工確定，無法保證改造的精準(zhǔn)性。

四、改造目標(biāo)的確定

智能化改造目標(biāo)的確立，是保證10kV農(nóng)配網(wǎng)線路柱上真空斷路器得以有效運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，也是改造的最終結(jié)果。該市按照試點先行原則，對管轄范圍內(nèi)的其中250條10kV公網(wǎng)線路實施改造，目的在于實現(xiàn)遙測、遙感、遙信、遙調(diào)“四遙”的功能。10kV農(nóng)配網(wǎng)線路安裝單位利用最先進的技術(shù)手段，集成一個最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對采集到的數(shù)據(jù)進行有效的分析，并采用動態(tài)管理的方法為配網(wǎng)的運行提供精確的數(shù)據(jù)。此外，還要實時探測運行中所需的具體參數(shù)，清晰直觀的反映故障發(fā)生區(qū)域，保證時間合理性，減少人力物力花費。

（一）智能化改造后主站系統(tǒng)所具備的功能

第一，主站系統(tǒng)功能。主站系統(tǒng)是真空斷路器智能化改造最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它主要用于線路信息、設(shè)備信息以及管理信息的維護之中，它能夠接受數(shù)據(jù)，并對其進行精準(zhǔn)的分析，實時監(jiān)控線路的運行情況。一旦發(fā)現(xiàn)線路出現(xiàn)接地故障，系統(tǒng)可以快速確定問題出現(xiàn)的區(qū)域，遠程控制前端的采集裝置，對故障區(qū)域進行隔離和區(qū)分。用戶操作系統(tǒng)的界面被稱為人機界面模塊，它能夠通過圖形樣式表現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，利用控制臺模塊可以采用智能化措施確保操作的安全性。另外，數(shù)據(jù)通信模塊可以實現(xiàn)智能化的串口通信，對接收到的數(shù)據(jù)予以處理；運行狀態(tài)監(jiān)控模塊則可以實時監(jiān)測到各監(jiān)測點的負(fù)荷電流情況，找準(zhǔn)用電所需狀態(tài)，避免人工管理存在的缺陷，真正實現(xiàn)智能化管理。

第二，通信系統(tǒng)功能。通過對10kV農(nóng)配網(wǎng)線路的精準(zhǔn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所轄區(qū)域內(nèi)的154條線路的移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)該進行智能化改造，采用GPRS無線通信方式進行改造。它可以實現(xiàn)即裝即用，且資金花費數(shù)量少，網(wǎng)絡(luò)使用更加安全，且維護成本低廉。通過智能化改造和無線通信網(wǎng)絡(luò)的安裝，該可以實時在裝置與系統(tǒng)主站之間進行數(shù)據(jù)傳輸，運用后臺管理的方法對斷路器進行遠程操作。

第三，接地故障巡查裝置智能化改造。測試信號發(fā)生裝置、手持信號檢測裝置以及數(shù)據(jù)的接受裝置共同構(gòu)成了接地故障巡查裝置，它能夠在線路發(fā)生故障時檢測故障出現(xiàn)的具體地點。通過智能化改造，向線路故障相注入檢測信號，找到故障點，并在線路正常運轉(zhuǎn)時檢測到符合的電流。

第四，前端采集裝置的智能化改造。前端采集裝置是真空斷路器能夠良好運行的關(guān)鍵，它集保護、通信、運動以及直流電源于一體。在改造過程中，通過與普通型號斷路器的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對線路運行情況的實時監(jiān)測，并將搜集到的信息數(shù)據(jù)送達到主站軟件系統(tǒng)。前端采集裝置還要利用三個測量用電流，對電流信號進行互相感應(yīng)，將取電裝置換位24V直流電源，減輕自然環(huán)境破壞造成的影響。

結(jié)語

總而言之，在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)逐步完善的大背景下，電力供應(yīng)系統(tǒng)作為國家建設(shè)的基礎(chǔ)行業(yè)，其平穩(wěn)運行的關(guān)鍵性不言而喻。為了保證電力的持續(xù)平穩(wěn)運行，提高10kV農(nóng)配網(wǎng)線路的應(yīng)用效力，電力部門一定要對其真空斷路器裝置進行智能化改造。具體而言，要加強該設(shè)施的智能化、自動化特征，利用先進手段改變以往的手動操作困難，完善主站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、接地故障巡查裝置、前端采集裝置等設(shè)施，從而保證電力供應(yīng)的平穩(wěn)性，保證高質(zhì)量供電。

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