摘要：随着配网自动化建设步伐的加快和对供电可靠性的要求越来越高,柱上智能断路器在10kV线路中得到广泛应用。但是,由于目前智能断路器生产厂家众多,设备型号、性能、参数、内外部结构等存在很多差异,所以在设备安装、日常运行维护、故障分析判断上也存在很多差异,在实际使用过程中存在接线不正确、定值计算录入错误、故障信息难以查看等问题。
关键词：智能断路器；10kV线路；应用
1智能断路器的工作原理和工作方式
智能断路器的核心部件是智能控制单元，主要由智能诊断模块、温度监测模块、机械特性模块、电动底盘控制模块、智能调节装置等组成。温度监测模块由新型传感器把断路器触头的温度实时传给后台监控，方便管理人员了解断路器的运行情况；电动底盘控制模块把断路器底盘位置情况实时发生给监控系统，以便管理人员对断路器进行远程操控，机械特性模块把断路器的实时数据以数字信号的型式传给诊断模块，诊断模块对机械特性模块所发生的数据进行分析处理并把分析结果发送给操作管理人员；智能调节装置根据诊断系统模块的分析结果和决策结合智能测控装置的命令，对断路器的操作机构进行调节，从而改变其运动特性和最佳的动作时间，使断路器处于最佳的性能。
2智能断路器在10kV线路中的应用
2.1设备安装
应根据日常的故障情况统计分析判断,将智能断路器安装在故障率高的地段或区域。安装高度要根据厂家说明书要求,结合实际地理位置和操作需要等确定。在智能断路器安装过程中,必须配置线路电压互感器(有些厂家出厂时已经配好),电压互感器的作用是提供220V保护装置电源和测量用100V电压,所以在安装过程中一定要接电源侧,一般取两相电压(线电压),同时把二次线接入保护装置。安装多台时要做好相互配合,分级管理,如有条件可在线路的每条分支线首端各安装一台,把故障控制在各分支线,进一步缩小停电范围。
2.2智能断路器的电流互感器与保护装置
(1)在出厂智能断路器时,通常会带有电流互感器,主要的电流比设计包括三变流比、双变流比与单变流比。相比之下,最灵活的是三变流比,100/5和200/5使用最多,能够充分应用到10kV线路中。工作人员可按照运行的实际负荷对变流比进行选取。要想让变流比发生改变非常容易,只需根据说明书中的流程进行二次线的改接工作即可,通常断路器侧面会进行抽头的设置。当改变了变流比以后,若条件允许,应开展相应传流实验,当确保没有错误后就能够正常使用,可以修改互感器中变流比具体系数,让一测电流的测量更加具有精确性和准确性。
(2)智能断路器会设置相应保护装置,发挥控制、测量、保护等多种作用。一般来讲,断路器、保护装置通常在相同电杆上进行安装,连接时主要使用出厂自带连接线。整个保护装置箱处于全封闭形式,并发挥过负荷、重合闸与过流三段等多种保护作用,对可以采集的无功功率、有功功率、电压、电流等多种内容进行测量,故障报警的有关信息也包含在其中。同时,借助操作面板,能够开展数据录入、数据查看等多种工作,操作面板上面有告警灯、指示灯,并包含多种操作按钮,可以有效控制智能断路器。
2.3定值计算
智能断路器的定值非常关键,定值的合理与否直接关系到断路器能否准确切除故障点并保证无故障设备的正常运行。定值计算时要做好与变电站出口断路器的配合,不能出现越级跳闸现象。目前35kV变电站10kV出线大部分为终端线路,末端线路保护定值一般取瞬时速断和定时限过电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆瞬时速断按照短路电流计算,时限0s跳闸;定时限过电流按照最大负荷电流整定,时限0.3s跳闸(微机保护级差为0.3s)。在配合上一定要结合变电站出口保护,数值和时限都要小于总保护。这里有一个问题是,瞬时速断如果故障电流很大,动作电流达到了变电站的总保护和智能断路器的动作电流,那么就会引起两台断路器同时跳闸,所以智能断路器一般不投入重合闸,如果出现速断动作,两台断路器同时动作的情况,变电站总保护的重合成功率是很高的。为了更有利的配合,也可以将变电站的总保护改为瞬时速断、限时速断、定时限过电流,这样更有利于下级保护的配合。
2.4智能断路器的安装
在安装过程中,需要判断、分析、统计平常的故障信息,在故障频繁的地区安装智能断路器。具体高度需要按照说明书要求、操作需要、具体位置等信息综合确定。进行安装工作的时候,应对电压互感器进行设置,若厂家事先配好便无需重复配置。电压互感器能够为100v测量电压与220v装置电源进行提供,因此需要对电源侧进行接入,通常采用的是两相电压,然后保护装置中还要有二次线接入。如果要对多个智能断路器进行安装,需要进行分级管理工作,确保不同智能断路器间配合协调,应将智能断路器安装于各个分支线的首端处,从每个分支线入手控制故障,使停电范围大大缩小。
2.5故障后的分析判断
故障动作后,首先查看智能断路器是什么保护动作。通过事件记录、事件查询菜单查看是相间故障还是过流故障,以及动作报文里面动作时间、动作电流、动作类型等。根据这些信息判断是近距离短路,还是远距离短路,帮助确定故障点,快速准确找到故障点,并在短时间内消除故障,恢复供电。
2.6日常检查维护
平时要定期检查智能断路器工作状态,检查电源小型空气断路器是合还是分,电源指示灯是否亮着,液晶屏是否老化,数据显示是否正常,动作指示灯、运行指示灯显示是否正常,断路器弹簧储能机构是否有未储能或储能不到位情况,断路器的分合指示位置正确与否等。这些日常的检查维护,可确保智能断路器在故障时能够可靠、快速、准确切除故障,确保无故障设备安全运行,发挥智能断路器应有的作用。
2.7断路器的智能监控系统
开关设备综合监测装置以ARM系统为核心，采用多优先级中断服务机制，提高了控制的实时性。该装置根据燃弧电流的大小及燃弧时间的长短，每次开断电流的大小和次数分析推断出触头的电磨损程度和磨损量；根据检测到的分合闸机械波形，分合闸电磁铁、储能电机电流波形和在线温度实时状态；出对断路器的状态进行综合诊断，得出断路器各个环节是否正常，绝缘状态是否良好，对出现异常情况进行报警、处理。装置下级外置功能单元采用模块化设计，各功能模块相互独立，由开关设备综合监测装置统一管理和控制。各功能单元模块分别实现各自信号的处理和测量，通过统一的通信总线接口与综合监测装置连接并实现可靠通信，最终由综合监测装置实时显示各种测量参数和设备运行状态，综合监测装置具有大容量数据存储及历史数据查询功能。
结论
总而言之,研究10kV线路中应用智能断路器的主要策略具有十分重要意义。相关人员应对当前智能断路器概况有一个全面的认识,通过电流互感器与保护装置、维护检查与判断分析、智能断路器安装、定制录入与定值计算,让智能断路器得到10kV线路更好的应用,从而推动电力行业的长期稳定发展。
参考文献：
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论文作者:张瑞
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
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