摘要：随着经济的发展，电力网络的节点数量也越来越多，特别是在建设智能电网的过程中，如果保证电网的安全和智能做到和谐统一具有非常重大的经济效益和社会效益。本研究成果可以比较彻底的解决失压线圈退出运行存在的安全隐患和人工恢复供电的低效的矛盾，在保证电网安全和用电安全的前提下，实现了自动可靠的恢复供电，提高电力线路低压配电自动化水平，提升供电企业用电可靠性指标，提升供电企业客户服务质量。
关键词：低压自动开关；失压脱扣；重合闸
一、目前存在的技术问题、国内外研究概况
低压自动开关中的失压脱扣是自动开关必备的一项功能，其作用一是保护用户设备不受损坏，二是保护电网，避免线路开关带着负荷合闸所引起的涌流对电网的冲击。GB－50055－93 《通用用电设备配电设计规范》规定：自动开关必须带有失压脱扣装置；失压脱扣装置必须运行完好。由于高压线路检修、雷击、或过负载等原因会引起自动开关开关失压脱扣分闸以保护电网和用户设备的安全，但当线路恢复正常供电后，需要人工对自动开关进行手动合闸操作。
实际运行中，由于低压自动开关的安装面广，使用量大，人工恢复供电费时费力，客户不满意，抢修人员牢骚多。出于无奈，在没有一个有效的技术方案前， 绝大多数用电部门都采用了退出失压脱扣装置运行的办法，使失压脱扣装置失灵，使得用户设备和电网安全都存在着安全隐患。
虽然现在每个变压器出线侧都配有配网检测终端，也可以利用配网终端的三遥端口可以远程控制低压自动开关的合闸动作， 但由于配网终端无法区分低压开关分闸的原因，不知道是由于欠压引起的分闸还是因检修原因的人工分闸，使得直接通过配网终端进行远程合闸控制不具有可行性。
所以研究一种智能控制器可以自动判断低压自动开关分闸原因，并可以在电网正常时自动完成前面由于失压脱扣引起分闸的自动开关合闸动作显得非常有必要，可以作为构建一个安全的智能电网的节点部件。
二、低压断路器欠压（失压）脱扣功能使用现状
电力系统不可避免地存在瞬时电压波动、闪变、瞬间断电，例如冲击负载、大型电动机直接启动、供电系统短路故障、雷电等原因就有可能引起低电压闪变。据了解，有些用户配电系统0.4kV低压侧带有瞬时欠压（失压）脱扣功能的低压断路器，时常因为这些原因发生跳闸[2]。用户往往对突如其来的断电措手不及，因此意见很大。
另外，线路故障跳闸、限电、检修等情况下，0.4kV低压侧断路器也会因为欠压脱扣器失压而跳闸。当线路恢复供电时，必须由人工对低压断路器进行合闸操作：对于有值班电工的配电房，电工在得到线路复电信息后，可以及时将低压断路器合闸送电；对于无值班电工或供电部门管理的公用配电房，则必须由供电部门的运行或抢修人员到现场操作合闸。由于低压断路器安装面广、使用量大，因此出现上述情况时往往需要供电局运行检修人员到现场逐一操作合闸，工作量大，恢复供电时间长。另外，对于有些多雷地区或台风季节，或者电力供应紧张的时候，往往出现刚对恢复供电的线路复电，还没把沿线的低压断路器合闸操作完，线路又要因气象等因素的影响而限电的情况。
以上两种现象，一是电压短时波动、闪变引起低压断路器跳闸造成用户突然断电，二是检修停电后恢复供电时合闸工作量大，导致了用户不满意，抢修人员牢骚多，容易导致用户（包括一些供电单位）表面地误认为欠压脱扣器利小弊大，因此许多用户在安装低压断路器时都取消（闭锁）了欠压脱扣器。
三、主要技术成果
1、分闸动作原因的自动判别
需要通过高速采样和模型匹配算法对自动开关分闸原因进行自动判别，可以非常可靠的判别出是由于失压引起的分闸还是正常的分失压原因分闸（如人工分闸等）。
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2、可靠的抗强干扰的自动随机延时重合闸控制功能
需要研发一个非常可靠的合闸输出控制单元，需要能够在各种强干扰坏境下的正常可靠工作；同时需要另外一个可靠控制单元用于那些非自动储能自动开关的储能控制。
控制器需要会自动经过一个可控范围内的随机延迟后输出合闸信号，以避免同一个变压器供电线路下的多个自动开关同时合闸对供电网络造成冲击，保证供电网络的安全。
3、正常分断和保护动作闭锁重合闸功能
控制器能需要自动判断开关脱扣原因，当发生人工分闸等非失压原因引起的分闸后，再次来电的时候，控制器不能输出合闸信号。人工分闸被控制器识别后在正常来电后需要有明显的告警声音和指示灯指示，提示人工分闸被识别，并闭锁保护重合，以免发生安全事故。
4、负荷侧有电闭锁重合闸功能
控制器需要检测负荷侧（下桩头）有电而自动开关处于分闸位置的时候，将发出告警声和告警信号，并闭锁重合闸功能，以防止企业自发电向电网倒灌事故的发生。
5、断相检测功能
控制器需要检测到线路有缺相情况发生，将发出告警声，并闭合告警输出接点。
6、逆相序检测功能
控制器需要检测线路是否有逆相序情况发生，如有将发出告警声和告警信号
7、提供通讯接口，以便于和其他智能终端（如配网终端等）的连接和协同工作。
四、经济和社会效益预期
随着经济的发展，电力网络的节点数量也越来越多，特别是在建设智能电网的过程中，如果保证电网的安全和智能做到和谐统一具有非常重大的经济效益和社会效益。
本研究成果可以比较彻底的解决失压线圈退出运行存在的安全隐患和人工恢复供电的低效的矛盾，在保证电网安全和用电安全的前提下，实现了自动可靠的恢复供电，提高电力线路低压配电自动化水平，提升供电企业用电可靠性指标，提升供电企业客户服务质量。
有关统计表明，低压电网的自动化程度低，延缓用户报装、恢复供电时间和事故抢修时间，是影响用电可靠性指标的第一因素。另一方面，在供电企业人力资源日趋紧张的情况下，利用科技手段提高低压配电自动化水平展示了创新中求管理，求发展的领先思路。本控制器提供的三项主要功能均能有效提高电力线路低压配电自动化水平，低压自动开关失压脱扣重合闸控制功能更是大大缩短了恢复供电时间，减轻运行抢修人员的劳动强。
参考文献：
[1]GB14048.1-2000•《低压开关设备和控制设备 总则》[S]
[2]连理枝•低压断路器设计与制造•北京：中国电力出版社，2003
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[4]迟长春，张浩•低压空气断路器的运行故障研讨•天津城市建设学院学报，2002，8（2）：123-124
[5]GB 50052-1995•《供配电系统设计规范》
[6]程浩忠，艾芊，张志刚，等•电能质量•北京：清华大学出版社，2006
[7]GB50055-9•《通用用电设备配电设计规范》
[8]陈昌奎•接触器对电动机欠压保护的探讨•电气时代，2004，1：64-66
论文作者:钱傅军,罗立华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/20
标签：电网论文; 低压论文; 控制器论文; 线路论文; 原因论文; 功能论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第13期论文;