配电自动化微机保护箱自动温控装置的研究及应用

伍艳云 颜成勇

摘 要：随着配网自动化的推广，自动化开关近几年在配网6～35 kV线路中得到了广泛应用。南方地区气温高且潮湿，导致保护装置不能正确动作的可能性很大。针对这种现状，根据配电自动化微机控制箱现状，研制了一种能自动控温的装置，确保保护装置能正确动作。

关键词：配电自动化微机控制箱;自动温控装置;配网接地

0 引言

6～35 kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。近几年随着配电自动化的广泛应用以及城市、城镇电缆线路的增多，接地电流越来越大，6～35 kV配电网中性点经小电阻接地方式得到越来越广泛的应用。

1 6～35 kV配电网接地方式

1.1    中性点不接地

非有效接地系统的优点是发生单相接地故障时，不形成短路，通过接地点的电流仅为接地电容电流，当单相接地故障电流很小时，只使三相对地电位发生变化，故障点的电弧可以熄灭。熄弧后绝缘可以自行恢复，能自动清除单相接地故障，可以带电运行一段时间，以便查找故障，因而大大提高了供电可靠性。另外，单相接地电流很小，对邻近通信线路干扰也小。缺点是发生单相接地故障时，会产生弧光重燃过电压。这种过电压会造成电气设备的绝缘损坏或者开关柜绝缘子闪络，电缆绝缘被击穿，所以要求系统绝缘水平较高。

1.2    中性点经消弧线圈接地

6～35 kV配电网当单相接地电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流保证接地电弧瞬间熄灭，消除弧光间隙过电压。消弧线圈接地方式在正常运行情况下，中性点的长时间位移电压不应超过电网标称相电压的15%。故障点的残余电流不宜超过10 A，消弧线圈宜采用过补偿方式。

1.3    中性点经小电阻接地

6～35 kV配电网主要由电缆线路构成配电线路，单相接地电容电流较大时，可以采用小电阻接地，电阻值一般在10～20 Ω，单相接地故障电流一般为100～1 000 A。小电阻接地的优点是能快速切除故障，过电压水平低，可采用绝缘水平较低的电缆或设备。但应考虑到供电可靠性要求，故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响，对通信的影响和继电保护技术要求。

1.4    中性点经高电阻接地

高电阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的，电阻值一般在数百至数千欧姆。采用高电阻接地系统可以消除大部分谐振过电压，对单相间隙弧光过电压接地电压有一定的限制作用。单相接地故障电流小于10 A，系统在接地故障条件下持续运行，不中断供电。缺点是系统绝缘水平要求较高。其主要应用于发电机回路。

2 微机保护测控装置优点

配电自动化开关近年来得到了广泛推广应用，与老式普通开关相比，自动化开关增加了微机保护测控装置。微机保护设置三段式过流保护、零序保护。与变电站保护进行配合，能快速隔离故障，缩小故障停电范围，方便运行人员快速查找故障，满足继电保护和自动装置可靠性、选择性、灵敏性、速动性等四项基本要求。

6～35 kV配电网故障以单相接地故障为主，单相接地故障接近70%，以往6～35 kV接地系统通常采用不接地或者经消弧线圈接地，当发生单相接地故障时，需要手动或者配合接地选线装置来判别接地故障线路，由于接地选线装置的不准确性往往导致选线失败，延长故障时间，扩大故障范围，甚至引起触电事故的发生。10 kV配电接地系统大部分改造成经小电阻接地，或者经小电阻并消弧线圈接地方式，这样在发生单相接地故障时，增大接地故障零序电流，达到零序保护整定值，保护装置动作跳闸，快速隔离故障，对于瞬时接地故障可投入继电保护重合闸，恢复线路供电，保证了人身、电网、设备安全。

3 配电自动化微机控制箱现状

微机保护测控装置通常装在微机保护箱里，装设在自动化开关附近的杆塔上，保护箱内通常有微机保护测控装置、通信模块、接线柱、电池等，外壳通常采用普通的钢制材料。现有的微机保护箱正常使用时关闭门板，各种设备在密闭空间运行。在南方炎热的户外，在太阳暴晒下微机控制箱里面温度能达到70～80 ℃，甚至更高。箱内装置都在超高温度下运行，不利于设备工作，微机保护测控异常的情况时有发生，导致保护装置拒动或者异动。

4 配电自动化微机保护箱自动温控装置研究

针对配电自动化微机控制箱存在的问题进行分析研究，发现可对现有微机保护箱进行简单改造，加装一种温湿度控制装置，以降低箱内温湿度，避免箱内设备在恶劣环境下运行，减少箱内设备故障率，确保测量数据准确，保護装置正确动作，提高电力线路运行可靠性。

4.1    配电自动化微机保护箱加装温湿度控制器的主要步骤

（1）在原有微机保护箱接线柱旁加装温湿度控制器，在原有箱体中间接近微机装置的位置放置温湿度探头;（2）在原有微机保护箱下端封板处开5 cm×5 cm方口，加装细微滤网，能进入新鲜空气，同时能防止小动物进入;（3）在微机保护箱后面封板处开10 cm×10 cm方口，加装细微滤网，并在滤网上加装电子风扇，能往外送气，线路连接至温湿度控制器，接受控制器控制;（4）在微机保护箱下面封板内空余位置加装发热装置，用耐高温线连接控制器，接受控制器控制;（5）在原有微机保护箱体外壳增添保温、隔热材料。

改造前的微机保护箱如图1所示，加装自动温控装置后的微机保护箱如图2所示。

4.2    配电自动化微机保护箱温湿度控制装置技术原理

利用温湿度探头，能实时探测箱体内温度、湿度，温湿度高时，启动电子风扇抽气或发热体发热，达到设置的温湿度值时电子风扇自动停止。

考虑热气往上升的原理，将电子风扇装在上面位置，发热体装在下面位置，探头安装在中间位置，这样更能发挥各装置功能。温湿度控制器供应电源为箱体内电源。外壳加装保温隔热材料以增强效果。

5 结语

目前配网自动化程度越来越高，设备越来越多，南方气温高且潮湿，导致保护装置不能正确动作的可能性很大。本文介绍的自动温控装置只需对原有的微机保护箱进行简单改造就可解决目前存在的问题，批量生产成本不高，应用效果好，值得在南方地区推广应用。

[参考文献]

[1] 黄东海.配电自动化与继电保护配合策略研究[J].科技创新与应用，2017（19）：42.

[2] 黄淑霞.分散式微机保护装置在配网自动化中的应用[J].江苏电器，2000（4）：27-29.

收稿日期：2019-12-06

作者简介：伍艳云（1975—），女，广东海丰人，工程师，研究方向：配电自动化。