10kV配电线路智能断路器改造方案和实践

谭年晃

（广东电网有限责任公司江门开平供电局,广东 开平 529300）

0 前言

随着社会经济的不断发展，人们对电力依赖的加强，供电企业的供电可靠性更具有了较高标准。国内的配电网进步较为滞后，大多都是单辐射型的配电线路，这样即便单点故障也极易出现大范围的停电，供电可靠性极低。为了适应电网发展精益化的管理需求，尽量提升供电可靠性，智能断路器则被广泛的运用于配电线路上。

1 国内配网智能断路器的介绍

国内的电力行业起步很晚，在20世纪90年代对应电网的整体构架非常薄弱。2002年~2012年电网增长趋势不断上升，配电网更是出现了种类繁多的设备以及面临着各类技术水平差异很大的困境。

智能断路器是利用相关的微电子技术及数字化控制设备、新型传感器这三者共同组成并编程的，构建新型的断路器二次体系，并呈现智能化开断电路。现阶段国内所研制应用的趋向是智能分界真空断路器、电压时限型真空断路器以及电流时限型真空断路器等高效率智能断路器。不同种类断路器在进行具体的施工改造时，需要提前对相关现场实行详细勘察，并针对性的委托设计以及制作开关支架以及PT支架。组装相关支架断路器的安装中，若是出现断路器的规格不同，应根据特制的尺寸来进行支架的制作，工程施工人员应依据对应断路器的规格，重新勘察设计，这样就导致了人力及物力的浪费，并且在一定程度上延迟的工期。

2 设计方案

2.1 制作形式

该方案设计要基于简单实用、安全可靠、实用性强的原则，采用了固定型与组装型这两类方案。固定型制作，相关支架应利用整体性焊接方法，并适宜于把特定型号断路器装置在特定的型号杆塔之上，这样安装便捷、快速，还可以有效的降低现场工作难度，不过其结构较为复杂，针对不同的线路适应性以及互换性较差，型号繁多与前期的准备时间很长。普通的组装型支架要利用现场组装方法，并适应于把特定型号的断路器装置在其特定的型号杆塔之上，结构相对较为简单，运输也很便捷，不过在现场的组装工作难度很大，型号也较多并互换性很差。合理的结合固定型及通用型组装优势，制定出通用组装型的有效制作方案，相关支架使用现场组装方式，并适宜于各类型号的断路器装置在不同型号的杆塔之上，其相应结构较为简单，并且互换性较强，虽说现场的组装难度很大，不过综合装置时间有了很大的缩减，其有着较强的现实运用价值。

2.2 断路器支架材料选择

应选择不锈钢的材料，坚固性强且耐腐蚀，但其相应的成本较高，需要使用专用设备进行制作，相关的制作水平标准及要求也很高，制作难度较大。镀锌角钢成本较低，机械强度也高，经济使用性强，并且制作的时间短，可以进行大规模的生产。

2.3 断路器支架链接方式选择

焊接法应依据相应的设计系数来对材料进行合理截取，并选择焊接制作，其制作简单，结实耐用，不过其需要一次性成型不能满足多类型号断路器装置标准及要求，通用性较差；螺栓连接组装方式，其应该选用特制的角铁，并依据相关尺寸标准留有一定的洞孔，并使用螺栓进行固定，这样便于依据相关工作的实际要求随时进行组装多类形式的支架，不过其现场的装置较为复杂；焊接及螺栓连接组装方式，其要依据对应的设计尺寸进行材料截取，再展开焊接制作，利用螺栓固定。其制作简单并结实耐用，这样利于依据工作实际标准及要求随时进行多类形式支架组装，其适宜大范围推广使用。相应的开关支架底座应使用长圆形式的螺栓孔洞，依据装置的相关尺寸来体现双向调节的功能，并满足于多类型号的断路器装置标准及要求。

2.4 效果检测

通用断路器支架在使用之后，相同的施工人员状况之下装置一台断路器平均需要的时间为3h，比以往的6h直接缩减了一半的时间，这就促使工作效率提升了一倍。这样合理有效的确保了其安全稳定的运行；经相关调查统计，对进行智能化改造的线路，展开计划停电，并利用新型工艺之后停电计划缩减至一半，每一次的计划停电为10h，并依照线路的平均负荷电流(150A)来对其进行计算，最终的结果是可以多供电一倍以上，可以为供电企业增加更多的经济效益。

3 智能断路器在配电线路上的应用

3.1 智能断路器在重要用户端及分线路混合配电线路上应用

重要的用户及分支线路的混合型配合电线路，为了确保其重要用户的可靠供电，装设采用方向性分界开关。如图1所示：

图1 智能断路器在重要用户端及分线路混合配电线路简图

若是分支线路出现了单相的接地事故，分界开关会直接性的跳闸，对应的变电站断路器不会有所动作，配电线路也不会出现停电，这也就很好的确保了重要客户供电可靠性、连续性；若是相关分支线路出现短路事故时，分界开关检测到线路电压为零后分闸，其变电站的断路器重合成功，配电线路中没有事故的部分则就可以恢复正常的送电。该状况下只会导致重要用户短时间的停电，其时间小于20s。

3.2 智能断路器在主干线带多分支配电线路应用

电网电压等级在不断的简化，目前的各类变电站设计大多利用110kV或者是10kV的双绕组变压器直接的给用户供电，这样极易出现主干线路带有多分支线路供电相应配电线路。该类线路的装置利用方向性分界开关，这样可以很好的降低停电的范围，并有效的提升供电可靠性。如图2所示：

图2 智能断路器在主干线带多分支配电线路简图

若是分支线路出现了单相接地事故，分界开关则会直接性的跳闸，以便于将接地的分支切除，变电站的相关断路器不会进行动作，并未接地的分支与主干线的线路不会出现停电现象，这样就很好的避免了接地选线，也合理有效的确保了非事故部分连续性正常供电；若是分支2出现了事故，相应的分界开关2检测出一定的电流，并启动过流闭锁，这是变电站的断路器则会跳闸，在分界开关2检测到线路电压为零后分闸，在分界开关1、3、4位置由于并未出现事故电流记忆所以不会进行相关动作。变电站相关断路器重合成功，配电线路的无事故部分的供电恢复。该状态下，只有故障分支开关进行故障切除动作，并对故障点进行隔离，这样就很好的避免了线路全停，并且相应的停电范围极度缩减。

4 结语

总而言之，10kV配电网与用户有着极大的关联，其直接链接着各个用户且点多线长面广，相应的运行环境非常复杂，其安全稳定运行的水平直接决定着供电可靠性。要积极的推广新型技术以及新设备的使用，有效的提升供电可靠性，满足社会经济全面进展的各类标准及要求，更好的满足于用户用电需求与可靠性。通过对智能断路器优化与创新，很好的解决断路器安装时所存在的各类通用性问题，并合理有效的简化了其现场安装程序，有效的降低了停电时间并提升了其工作效率。

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[2]杨桢，李鑫.新型高压真空断路器智能控制装置的设计[J].低压电器，2012(09).

[3]何国盛.配电线路过负荷监控装置的设计与应用[J].中国新技术新产品，2012(15).