智能电网与低压电器智能化的发展

　　引言

　　当前为了保证电网的安全稳定运行，提高电能质量，充分发挥分布式清洁电源的使用，因而必须提高电网管理水平和效率，最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工的替代，这使智能电网(Smart Grid) 成为世界瞩目的热点。智能电网是一个完整的体系，涵盖发电、输电、配电、调度、变电、用电等各个环节，并且智能电网需要智能化的开关电器和先进的传感技术的支持[1-3]，因而智能电网与低压电器的智能化有密切的关系。本文从智能电网的角度，介绍低压电器智能化的最新进展。

　　1 、低压配电系统的选择性保护与低压断路器

　　智能电网最主要目标就是要保证供电的可靠性与连续性，对低压配电系统来说实现这一目标的重要手段是采用选择性保护。国际电工委员会的IEC 标准和我国国家标准按使用类别把断路器分成A 类和B 类两种类型，A 类断路器在短路情况下，无明确指明其有选择性保护功能，而B 类断路器则明确指明有选择性保护功能。图1 表示低压配电系统前后级断路器安装位置及其保护特性配合。选择性保护是指当支路1 发生短路时，仅下级支路断路器QF2 开断短路电流，而上级开关QF1 不动作，这就不会影响其他支路如支路2和3 的正常供电，因而选择性保护对提高低压配电系统的工作可靠性有重要作用。

　　如何实现配电系统上下级断路器的选择性匹配，主要决定于两者保护特性的配合，一般上级断路器采用有三段保护特性的选择型B 类断路器。如图1(b)所示，QF1 具有三段保护特性，即作为线路过载保护的长延时，短路情况下的短延时和瞬时三段保护，而QF2 作为下级支路开关，仅具有长延时和短路瞬时两段保护特性。当支路1 短路时，若短路电流为I1，则从图1(b) 的特性配合来看，短路电流使QF2 首先动作，而QF1 由于短延时而没有动作，这就保证了其他支路，如支路2和3 的可靠供电。

　　生产发展和人民生活的提高，低压配电系统的用电设备和分支回路日益增多，选择性保护变得越来越受到人们关注，当前选择性断路器的技术向以下方面发展:局部选择性提升到全局选择性;低压配电系统的选择性保护范围从电源侧向终端侧延伸。

　　当两台上下级串联的断路器实现过电流保护时，在规定的条件下，下级断路器动作时不会引起上级断路器动作，这是选择性保护基本要求。全选择保护是指当故障电流达到下级断路器最大故障电流时都能实现选择性;而局部选择性只是当下级断路器在规定的故障电流下才能实现选择性保护，因而局部选择性就存在一个选择性门槛，它是实现选择性保护的电流交接值，在该值以下，局部选择性保护可保证选择性，而在该值以上，则不能保证选择性。