(宝武集团韶关钢铁有限公司炼铁厂 512123)
摘要：随着我国社会的不断发展，社会生产以及居民生活都对电力供应提出了较高的要求，近些年来，为了更好的管理维护不断扩大的电力网络，我国一直致力于构建智慧电网，引入自动化技术实现配电网运行控制和保护的自动化。本文将以高压电器智能化和配电网保护自动化为主题进行探讨研究，希望可以为我国电力行业发展提供一定的参考。
关键词：高压电器智能化；配电网保护自动化；自动化系统
前言：市场需求的不断增大为电力行业的发展创造了良好的契机，一直以来电力行业都是我国国民经济的重要组成部分，它对我国经济发展做出了巨大的贡献。近几年来，我国在电力行业的投入不断增大，许多先进的技术手段都在电网建设中得到了应用。高压电器智能化使配电网保护自动化实现的主要推力，它能够有效减少设备运行间的冲突，促进用电安全水平的提升。
1.智能电器与配电网保护自动化分析
1.1智能电器和智能控制
目前，在我国电力行业发展的过程中，智能电器已经得到了广泛的应用，其性能和功能也在不断发展的历程中逐步完善[1]。智能电器在智能化控制中应用的优势在于对外部环境条件的有效评估，其主要是通过模拟人的思维模式对信息进行处理。随着配电网的不断升级发展，智能电器在配电系统中的应用呈现出简易化的发展趋势，实现了对电路的转化和监测，为电器设备的维护以及智能化控制的全面覆盖提供了良好的帮助。智能电器在电器控制领域的应用使得自我诊断和在线监测得到实现。智能控制属于组织控制，关键点在于针对实际环境做出科学的规划和决策，因此智能控制需结合符号信息处理和启发式程序设计的方法，对自动推理和决策功能进行优化。
此外，智能电器在变电站综合自动化系统中也广为应用，其作用主要是结合外界制定的信号特征，实现专家控制系统设计。这样一来，一旦电力系统中出现问题，即可以在不需要人工干预的前提下，自动切断电路，或是对电路进行转换、控制和维护[2]。目前，智能电器技术中最常见的包括计算机技术、传感器技术和自动化控制技术。
1.2高压智能电器与配电保护自动化
配电系统自动化在电力系统控制和管理中都发挥着重要的作用，结合实践来看，其功能可以概括为以下四个方面：首先，对系统故障位置进行精确定位，斌对故障进行隔离控制，避免事态扩大。其次，对电力系统载重进行周期性测试和管理。再次，结合实际情况对电网运行方式进行科学调整。最后，对设备运行过程中的电能消耗进行合理的控制。此外，它能够实现配电维修费用的降低，提高供电质量。由于配电保护系统仍旧存在一定的缺陷不足，因此在配电系统出现故障时，需要采取变电站维护的方式，以便在故障发生后的短时间内将电路切断。
在进行配电保护的过程中，需要遵循以下几点基本原则：首先，在配电系统出现短路故障的情况下，电源侧后备重合器可以实现故障的及时隔离。其次，配电网故障段往往会出现永久性故障，导致断电现象。再次，在开关设备和电源相距较近的情况下，在断路前可以采取永久性保护。最后，配电网中各个环节都能够得到相应的保护。此外，要将分段器安装在重合器的负荷一侧，且保障分段器启动环节电流不超过最小分闸电流的80%和最小故障电流，最好是根据预期负荷电流进行科学分析[3]。
2.某钢铁厂高压变配电系统设计
某钢铁厂内部假设处一条从供电部门引回的220kV双回路的架空线，其中一条作为工作用电源，一条作为备用电源。
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2.1对负荷进行计算
负荷计算是供电系统设计中的关键环节，负荷计算的精确性和合理性会对导线电缆以及系统中的高压电器产生较大的影响。在具体工作中，必须结合工程实际数据进行分析，根据需要系数的方法对各组电力负荷进行计算。
2.2无功功率的补偿
对于工业类企业，若其供电功率因数未达到0.9以上，根据我国用电技术相关规定，必须结合企业实际情况进行一定的无功功率补偿。比较常见的做法是使用并联电容器通过总压降变电所低压来实现，将整体功率因数提升到0.9以上。具体来讲，首先要对补偿前的功率因数进行计算，在此基础上明确所要提升的功率，之后选择并联电容器以及苯甲基硅油纸等材料执行补偿工作。
2.3对变压器进行合理的选择
在进行变压器选择时应该根据补偿完成后变电所低压侧实载，选择两个相互备用的主变，采用并联运行方式。需要注意的是，变压器运行的过程中必须满足钢铁厂的运行要求，一般情况下，SNT≥0.7S30=4930KVA。可以以此为依据对变压器的具体型号进行选择。
2.4选择主接线方案
钢铁厂变电所高压侧采用内桥接线方式，在这种接线方式下，即使线路某一段出现故障进行切除，其他回路的正常工作也不会受到影响。在具体实施的过程中，需要使用到三台断路器进行桥形接线。相较于同单母的分段接线形式，内桥接线可以减少断路器以及隔离开关的使用数量， 两台主备变压器会除了独立使用的断路器外，还共同拥有一个断路器，这种极限方式还可以起到节省母线的效果，降低接线的成本。
2.5对电气设备进行选择
首先，选择短路点。这项工作需要技术人员对出现短路的情况进行计算，掌握短路电流的具体数值。在本次钢铁厂工程中，根据计算获得的数值对电路图进行计算，同时根据电气设备运行的安全要求，进行了稳定性和热稳定性的实验，对各类电气设备进行选用，具体结果如下：在220kV一侧使用SW2-220/600类型的高压断路器、GWS-35G/600-72型高压隔断开关、JDJ-220类型电压互感器、ZSX-220/4悬挂式棒式绝缘子以及LCW-220类型的电流互感器。另一侧则采用GN6-10/600-52类型隔断开关、SN10-10工/630类型少油断路器以及JSJW-10型三相五柱油浸式电压互感器等设备。
结语：综上所述，现阶段电力行业的发展受到了国家和人民的广泛关注，在计算机、网络、信息一体化发展的背景下，配电保护体系也得到了有效的优化和完善。总体上来讲，电力工业的发展已经渐渐和当代社会发展接轨。近些年来，我国电力体制改革使得供电企业面临的竞争压力剧增，为了保障发展，各企业均加大了电网建设力度。电网结构密度的增大使得发展可靠性和安全性配电设备电动化会成为热点，对此必须积极引入先进技术，为配电网自动化发展提供助力。
参考文献：
[1]王豫民. 高压电器智能化与配电网保护自动化研究[J]. 河南科技,2013(12):118+138.
[2]. 现代配电网保护、控制及自动化专题研讨会成功召开[J]. 供用电,2012,29(03):60.
[3]范开俊. 智能配电网分布式控制技术及其应用[D].山东大学,2016.
[4]龚德煌. 某市配网继电保护自动化改造设计[D].吉林大学,2017.
论文作者:杨永俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/25
标签：智能论文; 配电网论文; 电器论文; 断路器论文; 钢铁厂论文; 负荷论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第25期论文;