配网自动化多功能接口模拟断路器的研制

关健

摘 要：在当今的电网智能化建设与发展中，多功能接口模拟断路器的研制与应用也得到了越来越广泛的关注。为实现模拟断路器应用效果的良好保障，本文特对其具体研制进行分析，主要包括其研制方案与制作过程。希望通过本次的分析，可以为模拟断路器在智能配电网中的良好应用与发展提供科学参考。

关键词：智能配电网;多功能接口;模拟断路器;研制方案;制作

前言：为促进配电网的智能化发展，本文对一种多功能接口形式的智能电网模拟断路器研制进行分析。该装置的组装方式是集成化回路和多模块连接，将其应用到智能配电网中，可以为多个厂家、多种型号的电缆提供连接接口，以此来有效解决传统断路器接口和电缆不匹配问题。

一、模拟断路器研制方案分析

在对模拟断路器进行研制的过程中，其主要的模块包括四个，第一是电源模块，第二是航插模块，第三是信号回路模块，第四是外形和面板。具体研制中，应该对模拟断路器的实际应用需求加以全面分析，并以此为依据来进行各个模块研制方案的科学制定。以下是本次模拟断路器研制中的具体方案分析：

（一）电源模块研制

为满足该模拟断路器的实际供电需求，需确保其电源具备多元化的形式，可实现稳定电压的输出，且应用到其中的蓄电池应具有优良的尺寸和性能。为达到这一目标，在该模拟断路器研制中，将锂电池用作其电源电池，其尺寸设计为23*7*3mm，输出电压是24V形式的稳定直流电压。具体应用中，可通过交流电源外界的形式来为蓄电池充电。

（二）航插模块研制

通过实际应用需求分析可知，模拟断路器航插模块需要具备安装便捷、放置稳定、线芯接线便捷可靠、安装牢固等的特征，且能够和多种型号的航插进行连接。为达到这一目标，具体研制中，将箱体面板选作航插模块的安装位置，将多种航插型号集中在了同一个航插模块上，以此来实现该模拟断路器和多种航插型号的匹配效果，并通过螺丝进行模块固定，再借助于端子排的形式进行接线处理。在此过程中，应确保航插排布的合理性，以此来实现航插和面板之间的牢固连接。

（三）信号回路模块研制

具体研制中，为实现该模块的良好应用效果，满足模拟断路器的实际应用需求，其逻辑回路的设计应足够简洁，且能够发出馈线终端设备（FTU）所需要的信号，并保障信号节点足够清晰;同时，其中的元件应用也应足够合理[1]。为达到这一目标，本次研制中，特将箱体结构设计为半封闭形式，并对集成电路加以合理应用，通过按键的方式进行操作。

（四）外形和面板研制

通过实际应用需求分析可知，在对该模拟控制器装置进行研制的过程中，应保障其材料和尺寸设计与其实际运维需求相符，并确保搬运的便捷性、放置的稳定性，且其质量不可超过20kg;同时，其面板应足够清晰，每一个模块都应做到合理排布。为达到这一目标，本次研制中，选择了不锈钢材料来进行装置制作，其尺寸是48*46*20cm，然后按照实际需求将各个模块安装到装置箱体上，根据图纸做好接线处理。在完成组装之后，需要将其与FTU连接，以此来实现逻辑校验。

二、模拟断路器制作分析

在对模拟断路器进行制作的过程中，一定要将其研制过程中的设计方案作为依据，对各个模块进行制作，并进行整体装置的组装。同时应做好装置的效用验收工作，以此来确保其应用性能。为实现其应用效果的科学评价，需将该装置应用到实际场景中进行追踪测试。

（一）具体方案实施

在对电源模块进行制作的过程中，根据交流/直流电源模块的具体设计来进行接线，并将整体设计图纸作为依据，在装置二次回路中接入电源模块，让电源形式实现多元化，以此来实现电压的稳定输出，并实现蓄电池尺寸及其应用性能的合理优化。

在对航插模块进行制作的过程中，其主要的制作步骤有四个：其一是将各种型号的航插头合理排布到面板上，并根据相关规范测量好插头尺寸。其二是根据测量的插头尺寸，将对应的孔打设在面板上，通过螺丝依次将每一个航插固定在孔上，并梳理好箱体中的接线，然后通过标准的方式对其进行编号。其三是对相应的设计资料与设计图纸进行认真查看，以此来明确航插线芯具体的定义及其具体位置，这样便可准确找到和航插线芯和逻辑回路之间的连接点。其次是在箱体内做好二次回路的接线处理，保障每一个端子的准确性和紧固性，同时应该对没有定义的连接线做好绝缘包裹以及绑扎工作，以此来有效防止信号误动和回路短路问题的出现[2]。

在对信号回路模块进行制作的过程中，一定要选择质量与型号合格的电气元件以及相应的材料对逻辑回路进行集成化制作。具体制作中，需要将集成电路模块外壳作为依据，对其模块面板进行合理设计，并对相应的接线口进行合理排布，同时应打印和粘贴好面板上的文字，并对专用形式的试验连接线进行科学定制。

在对外形和面板进行制作的过程中，根据本次研制中的设计要求，其材料应选择不锈钢，并将其外壳制作成半封闭箱形式。面板主要通过喷漆形式的铝板来进行制作，并严格根据设计尺寸来进行面板的裁切和焊接处理，使其尺寸满足设计要求。然后根据设计尺寸在模块上的相应位置进行打孔，将端子排安装在箱体底部，做好电池卡槽以及集成回路中的装置卡槽焊接，最后再根据设计来进行各个部件的组装和连接。

（二）装置检查与效用验收

在对模拟断路器装置的研制进行效用验收时，主要包括以下几个方面：第一，检查好装置外壳，确保无应力变形和机械损伤。第二，检查好内部的所有元器件，确保其无变形和损伤问题，运行状态良好。第三，检查好内部回路的具体接线情况，确保二次回路的准确接线。第四，检查好端子排具体的接线情况，确保接线的准确性、可靠性、紧固性，且编号一定要清晰。

（三）应用测试与效果评价

在本次所研制的模拟断路器装置制作完成之后，便对该装置的应用成果进行了三个月的现场应用测试。在具体的应用测试过程中，该模拟断路器共进行了15次的FTU自动调试工作和6次的自动消缺工作，相比较传统的断路器设备而言，该装置在这三个月应用期间所节约的总成本是30125.3元。由此可见，本次所研制的这种模拟断路器装置的经济效益十分良好。

同时，通过具体的应用试验发现，这种虚拟断路器可以在不停电情况下进行FTU的调试与消缺，这样不仅可以及时消除智能电网中的相应異常情况，有效确保整体智能电网的安全稳定运行，同时也可以实现智能电网停电次数的显著降低[3]。经试验对比发现，相比较传统形式的断路器应用而言，在该虚拟断路器应用试验的三个月中，其所在区域配电网的停电总次数减少了20次，总停电时间减少了56.3小时。由此可见，本次所研究的这种模拟断路器装置的社会效益也十分显著。

结束语：

综上所述，在智能电网的运行过程中，通过多功能端口形式的模拟断路器应用，可有效解决传统断路器应用中的匹配困难问题，且能够在不停电状态下实现FTU的自动调试与消缺处理。因此，技术人员一定要加强这种模拟断路器的研究，根据实际需求、结合实际情况来对其进行科学研制，并按照具体的设计来进行装置制作，让各个模块的应用功能都得以充分发挥。这样才可以确保虚拟断路器的研制与应用效果，满足现代电网的智能化运行需求。

参考文献：

[1]刘鑫.断路器虚拟控制器的模拟设计及验证[J].电工技术，2020（15）：44-45.

[2]许继东，丁小龙，吕鹏程，吕程林.一种小巧实用的模拟断路器[J].农村电工，2020（03）：27-28.

[3]王治国，笃峻，于哲，李兴建，宋伟成，刘皋培.继电保护装置整机测试用嵌入式模拟断路器研究[J].计算技术与自动化，2019（03）：55-59.