配电自动化与10kV智能化开关

　　0 引言

　　随着我国电力供需矛盾的缓和，电力市场由卖方市场逐步转向买方市场。由于我国城市供电网、配电网网架比较薄弱，城市配电网已经成为城市供电的一个瓶颈。为缓解这一矛盾，近几年国家投入数千亿资金，在全国234个城市开展城网建设与改造工程，加强配电网的网架建设，逐步建立环网供电、开环运行的供电模式，同时对配电网一次设备开关进行改造和更新，这一切为实施配电自动化打下了良好基础。许多城市在城网改造的同时，为了进一步提高供电可靠性，提高配电网运行管理水平，改善对电力用户的服务质量，正在开展配电自动化示范工程。随着电力部门对配电自动化的需求越来越迫切，智能化开关的应用需求已迫在眉睫。

　　1 我国配电自动化基本模式

　　根据我国配电网网络结构及行政管理体制的特点，配电自动化系统一般采用分层控制处理模式，典型的城市10 kV配电自动化系统分为4层(见图1)。

　　根据配电网的规模和网络结构，配电自动化系统亦可以分为3层或2层结构。无论如何，终端层是基础。终端层是由配电自动化终端和一次设备开关组成，主要完成数据采集、故障检测与识别、对开关的控制等功能。

　　目前，配电自动化终端层大多由配电终端FTU和10 kV开关组成。FTU主要完成保护、测量、控制、远动等功能，属于二次系统;开关是一次系统。通常，二次系统和一次系统由不同厂家生产，但随着技术的发展，越来越多的电力企业要求一次设备开关和二次系统统一起来，从整体设计出发，实现10kV一次设备开关智能化，从而简化系统内部接线，降低成本，缩小体积，节省占地面积，节省电缆，减少现场安装调试工作量，降低系统运行费用。10kV开关的智能化是今后配电开关发展的必然趋势。

　　随着我国加入WTO，国外10kV智能化开关必将冲击国内配电开关市场，“十五"期间，国内配电开关每年需求量10几万台[1] ，为了增强国内10kV开关竞争力，提高一次系统技术含量，电力自动化研究院正在与有关厂商合作开发10kV智能化开关。

　　2 配电自动化与一次设备开关

　　配电自动化与一次设备开关密切相关，配电自动化故障自动隔离和网络重构，都是通过计算机对一次设备开关进行远方操作来实现。配电自动化数据采集和控制，也是通过一次设备开关的相关接口来完成。因此，从配电自动化系统需求出发，对 10kV开关(包括柱上开关和环网柜开关)有如下基本要求：开关具有电动/手动操作功能;具有直流电动、弹簧储能操作机构，操作电源采用直流48 V/24V，容量要求尽可能小;开关应无油化、绝缘化、小型化和低功耗;开关与电压互感器(TV)、电流互感器(TA)一体化设计，TV作为单相电源，容量应为50VA～100VAI应装三相TA，且TA饱和度介于测量TA和保护TA之间;状态信号包括开关分/合闸位置信号、弹簧储能信号、刀闸信号等;控制接口具有分闸/合闸外接的控制接点。