10kV自动更换式跌落熔断器控制系统的研究解析

10kV自动更换式跌落熔断器控制系统的研究解析

徐丐象、章建勇、徐文达、章琼渊、温丙仁

浙江冠丰达电力装备有限公司   浙江省温州市   325000

【摘要】跌落熔断器长期运行，很容易因为电磁谐振、低频饱和电流、短路、负荷过大等因素，出现熔断问题，应当10KV配电线路正常运营。同时，熔丝断开以后，需要人工换合闸恢复正常供电，这样不仅较为繁琐，也是延长恢复供电时间。对此，为解决该项问题，逐渐将自动更换式跌落熔断器控制系统运用到10kV配电线路中，本文也针对该方面进行了研究，目的就是实现自动更换，以及自动分合闸功能，减少人工操作。

关键词：10kV；自动更换式跌落熔断器；控制系统；

引言：

熔断器属于配电线路中的保护装置，但是在长期运行期间，经常因为断路、短路、暂态过程等出现熔断问题，进而影响熔断器保护性能。所以，为提升熔断器的保护性能，逐渐研发出自动更换式跌落熔断器，将其安装到10kV配电线路中，能够实现远程遥控功能，做到一键分合闸、一键熔丝更换，做到故障产生以后，自动更换熔丝以及分闸、合闸，促使10kV配电线路在短时间恢复正常运行，满足人们用电需求。

1、10kV跌落熔断器概念

10kV跌落熔断器也叫做跌落式开关或者跌落式保险，并且在运行期间，熔丝两个触头会与熔丝相互贴合，将磷铜制作成静触头【1】。同时，将熔丝卡紧，以此保证配电线路的正常运行。电流通过10kV跌落熔断器以后，如果电流相对较大，超出额定电流范围，由此导致熔断器出现异常，熔丝被熔断。另外，熔丝在熔断以后，10kV跌落熔断器拉力就会消失，紧锁机构触头就会松开，并且在重力的作用下，就出现跌落情况，电路断开，将故障切除，以此完成保护动作，确保10kV配电线路正常运行。

2、10kV自动更换式跌落熔断器控制要求

2.1一般情况下，10kV自动更换式跌落熔断器安装在变压器高压侧，并且停电操作应当先拉开负荷侧地压开关，再将跌落式熔断器启动，以此保证10kV配电线路可以正常运行。同时，根据操作顺利进行送电，可以避免变压器反送电情况的产生，并且减少冲击启动电流、电压波动等问题产生，确保10kV配电线路运行的安全性和稳定性。

2.210kV自动更换式跌落熔断器控制运行期间，如果遇到停电情况，应当先拉中间相，然后再拉两边相，并且送电应当先合两边相，两边相合完成以后，将中间相进行合闸。同时，电流经过10kV自动更换式跌落熔断器以后，如果电流超出额定范围，这时就需要将中间相拉开，其他跌落式熔断器相距就会相对较远，这样可以避免因为电弧过程出现短路故障【2】。另外，10kV自动更换式跌落熔断器控制系统将FTU控制配网真空断路器为主，这样也有效提升熔断器的保护性能，减少10kV配电线路故障产生概率。

3、10kV自动更换式跌落熔断器控制系统设计要点

3.110kV自动更换式跌落熔断器控制系统结构相对较为复杂，主要包括自动更换式跌落熔断器、视频摄像头、控制箱、远程控制装置、计算机、低压电空气开关等，并且不仅具有自动合闸和开闸的功能，也是实现一键操作，实现减员增效。另外，10kV自动更换式跌落熔断器控制在设计期间，应当确保三相熔断器处于独立、不联动等状态，并且停电应当根据先中后边的原则、送电应当先边后中的原则，变压器停电影响根据由高到低的原则，送电应当根据由高到低的原则，这样10kV自动更换式跌落熔断器控制系统可以形成逻辑控制模式，以此提升熔断器的保护性能。

3.210kV自动更换式跌落熔断器出现熔丝熔断以后，控制系统会结合实际情况，自动更换熔丝，并且更换以后自动重合【3】。但是，在熔丝更换期间，控制系统应当对熔丝备件数量、传动能量电池、熔丝状态、分闸和合闸状态等进行检测，并且可以利用物联网技术提升监控性能，以此保证10kV自动更换式跌落熔断器控制性能。另外，在10kV自动更换式跌落熔断器控制系统研究期间，还需要对操作模式和基本功能进行明确，以此提升系统的应用效果，表1为：10kV自动更换式跌落熔断器控制操作模式和控制功能。

表1为：10kV自动更换式跌落熔断器控制操作模式和控制功能

注：表1中√表示操作模式下所具备的功能，并且10kV自动更换式跌落熔断器控制系统具备4种功能，主要有：自动化分闸和合闸、自动更换熔丝、元件自动检测、双确认等功能。

3.3对信息传输方面，10kV自动更换式跌落熔断器控制系统主要以MQTT协议为主，这样可以实现一对一的通信方式，以及对熔断器进行远程控制【4】。同时，10kV自动更换式跌落熔断器控制系统运行期间，利用UART指令方式进行通信模块配置，以此保证通信的及时性。同时，从元件自动检测的角度来说，主要是根据10kV自动更换式跌落熔断器运行状态，对熔丝以及备用熔丝进行自动监测，判断是否存在异常，如果存在则需要立即进行解决，以此保证10kV自动更换式跌落熔断器控制系统的运行性能。另外，从双确认角度来说，主要是判断系统操纵以后，将实际位置作为基础，利用间接方式确定位置的合理性。间接方式在确定位置期间，需要将非同源原理和非同源指示作为基础，如果两者同时发生变化，即可证明位置产生变化。

3.410kV配电线路如果发生谐振故障，这样就会导致自动更换式跌落熔断器的熔丝出现熔断的情况，然而控制系统首先将低压侧空气开关断开，根据顺序将三相熔断器拉开，目的是将故障进行隔离；其次，需要根据熔断器运行状态，对各个元件和熔丝进行自动检测，判断哪个元件和熔丝出现异常或者损坏。同时，在自动检测完成以后，需要等待1min，确保自动更换式跌落熔断器控制系统自动更换熔丝【5】；最后，等待时间应当延时1min，根据顺序将三相熔断器进行合闸，低压侧空气开关也需要进行合闸，如果可以在短时间内10kV配电线路恢复正常运行，即可证明瞬时故障，反之则证明永久故障，这时就需要人工接入，进行故障处理，恢复10kV配电线路正常、稳定运行。

结束语：

综上所述，为保证10kV配电线路正常、稳定运行，本文提出自动更换式跌落熔断器控制系统，根据操作顺序，做好自动检测、自动开闸和合闸，自动更换，以及双确认，确保瞬时故障可以短时间内解决。但是，如果是永久故障，10kV自动更换式跌落熔断器控制系统则可以进行隔离，通过人工接入得以有效解决。总的来说，自动更换式跌落熔断器控制系统可以对10kV配电线路运行状态进行有效保护，确保供电的稳定性和可靠性，减少故障的产生。

参考文献：

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[2]倪伟, 宫衍平 ,王欣悦, 等. 10kV跌落式熔断器故障分析 [J]. 电子技术, 2023, 52 (09): 244-245.

[3]吴远密, 彭俊臻, 许守东. 10 kV自动更换式跌落熔断器控制系统的研究 [J]. 云南电力技术, 2023, 51 (03): 26-29.

[4]吴远密, 许守东. 10 kV自动更换式跌落熔断器的设计及仿真分析 [J]. 云南电力技术, 2022, 50 (03): 73-76.

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