摘要：提高电网建设水平，将很大程度地提升我国电力输送能力。近些年，乡村电网也逐渐由传统简陋型向智能化和数字化的方向发展。在乡村电网升级改造中，性能优越的新型自动化设备开始被普遍应用。智能断路器可更加快速准确地检测出故障，并及时排除故障，对乡村电网智能化建设意义重大。本文介绍了智能断路器在乡村配电自动化中的应用以及应用优势。
关键词：智能断路器；乡村配电；自动化；应用
一、智能断路器在乡村配电自动化中的应用价值
（一）配电网自动化的优势
农村居住人口较为分散，电网覆盖结构以及智能化水平还有待提高，当传统配电网发生故障时，需要依靠电力人员及时赶到现场进行故障排查，必要时需要沿线逐一排查故障。由于配电网本身的结构庞杂，加之地理环境的复杂性，想要快速找到故障点，尽早恢复供电，不仅浪费时间，而且耗费的人力、物力、财力不可计量。而配网自动化技术在电力系统结构以及接线方式、设备能耗、分支线路合理性方面都有明显的改善。同时，通过配电网自动化系统可对电网状态、设备使用情况、负荷情况以及开关动作情况的实时监控，从而提高配电网的安全性和可靠性。
（二）智能断路器在配电网中的价值体现
配网自动化是现阶段乡村电网建设的发展发现，而智能断路器在配电网自动化的建设和运行中发挥着重要的作用。其主要功能是合理分配电能，兼具保护线路和电源免受过载、短路、单向接地等故障的危害。断路器中的传感器人与工智能化的综合技术，可实现对配电变压器监测、负荷管理、电能质量分析等功能，拓宽了智能断路器在配电网中的应用空间。另外，智能断路器内部结构的模块化设计，增强了断路器应用和维护功能。
二、智能断路器的工作特点
（一）智能断路器的结构组成
智能断路器集合了计量、控制和通信功能，按照电压等级可将智能断路器分为高压断路器和低压断路器，一般3KV以下为低压断路器，大于3KV则为高压断路器。智能断路器的结构组成包括断路器本体、左右端盖、智能控制模块等。另外，其内部含有重要的电动操作机构与新型电流互感器、传感器等构件。其中智能控制模块为智能断路器的核心部件，智能断路器各种功能的实现以及性能表现的优劣基本都和智能控制模块的质量息息相关。智能控制模块也就是智能控制单元，它的结构较为复杂，一般由电源单元、交流采样单元、MCU处理单元以及液晶显示单元和通信单元组成。
（二）智能断路器工作原理
智能断路器采用了微电子技术、网络技术和传感器技术相结合的高水平工作技术。通过新的组合技术替代了传统断路器中辅助开关和继电器的机械组合。在配电网日常运行中，智能断路器中的智能控制单元可独立采集运行数据，包括采集电流互感器中的剩余电流、采集测量与保护一体化电流中的三项电流、采集智能断路器中的温度，并结合断路器中的辅助部件，根据监测到的不同故障电流，实现智能断路器自动分闸、合闸功能，过流、过载、短路保护功能，同时可对执行机构发出调节信息，当调节完成后，在发出合闸信号。智能断路器的网络技术使得它较传统断路器具备明显的优越性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当发生故障时，智能断路器可及时发出故障信号，并采取一定的事故规避操作，断路器中的GPS通信和WiFi智能通信组件可实现现场以及远程数据通信功能，便于配电网管理人员及时发现故障和了解故障严重程度，以及时派遣电力员工实施抢修工作。
三、智能断路器在乡村配电自动化中的应用
（一）智能断路器的故障检测功能
电网运行中常见的故障类型可以从低压单户故障、低压干线和支线故障、中压线路设备故障这三种类型划分。在进行10KV线路故障恢复时，中压线路设备故障会涉及到网络和通信系统、人力分配、物资配送等众多问题，所以需要的时间最长。其中的难点在于没有监控定位，也缺乏故障隔离时间的统计工作，修复过程需要的紧急物资无法及时的送达，对电力班组人员协调不当等问题都会延长故障恢复的时间。而自动化技术的完善和智能断路器的运用将有效提高故障修复效率。标准意义上的智能断路器还具有检测和诊断的附加功能，如新型传感器与数字化技术的结合，可根据对采集数据的分析，发现设备缺陷，可在缺陷变为事故前进行排除和预警。
目前大多数乡村变电站采用的是110KV/10KV双绕组变压器直接连接用户的接线法，为提高供电安全和质量，通常会在电网线路中安装方向性分界开关。当分支线路出现单向接地故障时，分支处的分界开关会自动切断故障分支线路，此时断路器不动作，从而使分界开关反向的线路保持正常，避免了配电线路大面积停电，提高了电网的供电可靠性。当出现分支线路短路故障时，分界开关会第一时间动作，开启闭锁过流保护功能，同时断路器会跳闸。如若分界开关检测到分界处线路内无电压，则会立刻分闸，此时智能断路器恢复合闸，电网线路无故障处会在短时间内恢复正常供电。
（二）配电网中常见故障分析以及智能断路器使用注意事项
智能断路器在使用过程中可能会出现不能合闸或者不能够电动储能的状况。如果断路器发生无法合闸现象，一般是由于欠压脱扣器无电源电压，即电源电压未接通，或是因为智能断路器在操作后没有恢复控制面板上的红色控制按钮。对此，应检查并接通欠电压脱扣器电源，按下复位按钮。若智能断路器无法电动储能，首先应接通电源，并检查操作电压是否达到85％Ue。另外，为提高智能断路器的可靠性，应对智能断路器进行定期检修维护，而且不仅是对断路器本体维护，并且对断路器内部附件的运行状态和工作参数进行定期查验，同时应通过后台对智能断路器的周期性运行参数进行数据分析，为配电网故障检修提供理论支撑。
四、结语
乡村配电网虽然用电量不如城市大，但是乡村电网直接与用户相连，电网的运行环境相对复杂。而电网的运行水平直接关系着居民的用电成效和生活质量，同时也影响着居民对供电部门的评价结果。提高乡村电网配电自动化水平，提升供电质量，满足广大用户的用电需求，电力行业应积极引进高科技智能设备，智能断路器的应用和发展前景不可小觑。
参考文献
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[3]徐正安,王虎.新型智能断路器的应用[J].农村电工,2015,2311:37-38.
论文作者:母昌成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/26
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