摘要：经济的发展，促进社会对电力的需求也逐渐增加，这有效地推动了电力企业的发展。从微电网的运行方式来说，分为并网运行方式和独立运行方式，短路电流的差异比较大。低压微电网系统运行中短路电流的主要来源为变压器和光伏以及风电；当处于独立运行状态时由应急发电机和储能系统等提供，前者的短路电流值比较大。微电网对设置的保护设备有很高要求，其必须要能够保证微电网处于任意运行模式下都可以可靠运行，并且能够有选择性地切断故障，保护难度较大。本文就低压交流微电网中智能型断路器的应用展开探讨。
关键词：低压交流微电网；智能化；断路器
引言
断路器是构成智能电网的关键产品之一，在电网中承担着接通、承载、分断和转换电能的作用。用于智能电网的断路器还必须符合智能电网的构成要求，应具有检测、调控、保护、管理和通信等功能，即断路器智能化。在低压电器领域中，断路器是一种非常重要的元件之一。它可以对变配电系统、电力输送系统和用电设备的过载、短路、单相接地以及欠电压等实现保护，以避免或减小故障给电力系统及用电设备所造成的损失，确保供电系统的安全性和可靠性。
1智能化断路器的功能
1.1信息采集以及反馈功能
在实际运行中采集系统电压信息和电流信息等，并且进行分析和处理以及记录，能够显示曲线和棒图，自动化生成相应的报表。除此之外，能够对开关量实施动态化监视；记录并且打印柜内的开关状态和事故跳闸信息等。
1.2速判断、处理和决策功能
对采集到的信息跟断路器的约定设置进行分析和对比，确定保护方案或实施规避措施等，并发出指令迅速执行最合理的保护措施。
1.3高执行力
当检测出故障信息以后，能够精准定位故障所在点位，缩小故障范围，以免上级断路器装置越级动作。
1.4诊、自愈和自恢复功能
对比分析各种实测参数和预测参数，自动修正或提示修正某些状态设置或参数设置，使断路器处于可靠的运行状态；还可根据电网管理的需要，实现故障状态预检和远程自动故障复位等功能。
1.5高抗干扰性能
使用的智能断路器装置，其抵御环境或者电磁干扰的能力很强。
1.6网络通信功能
智能电网的构架中，智能型断路器的各种功能必须依赖于一个强大、有效的基于现场总线的工业自动化管理网络，而断路器具有的通信功能就是进入这种智能网络化管理的基本通道。
2过电流保护曲线特点
智能型断路器的过电流保护特性由时间一电流曲线来组成，曲线位于直角坐标系中，纵坐标与横坐标均对数化。纵坐标为动作时间，横坐标是过电流倍数。脱扣器的信号检测部分采用的是罗可夫斯基线图。不仅具有良好的线性度和不饱和性，并且能真实的反映在回路中故障电流的变化和大小，使特性曲线在对数直角坐标系中是一些平行的直线段。
3低压交流微电网中智能型断路器的应用实例
案例概述：以某商场低压交流微电网为例。在此商场的顶楼可利用面积大约为1万m2，布置了太阳能发电系统，总装机容量大小为450kV；变压器容量大小为1000kVA；应急发电机容量大小为630kVA；低压侧系统电压参数为AC400V。从系统的建设情况来说，变压器低压出线和母联断路器以及光伏发电系统，都使用了Emax断路器装置。现结合断路器的具体应用进行分析。
3.1实现独立运行下的功率控制
电网由并网到离网的过渡阶段必须抑制功率下降，以防发电机停电。
分级减载功能可在此过程中保护电网，减少意外断电，加快恢复供电，提高供电连续性，延长发电机的使用寿命。当接口设备断开进入独立运行状态时，利用内部电路和传感器来测量电网的电气参数，估算发电量，计算出有功功率的缺额，主动切掉优先级低的负载，恢复功率平衡，从而避免频率下降使发电机保护跳闸，减少电网停电。
3.2智能控制
设置在变压器低压出线侧的智能型断路器，被用于电网与配电网的PCC点接口设备以及同期重合闸设备，主要控制低压交流电网的以下运行阶段：（1）并网转为独立运行模式；（2）独立运行模式；（3）重新并网运行模式；（4）并网运行模式。在实际运行中如果中压侧产生运行故障，设置的智能断路器装置将会检测出故障，同时利用接口保护的频率变化率功能，进行故障判断，当诊断为紧急非平衡状态，自动将电网从主网络断开，使其独立运行，并且和光伏接口断路器和柴发保护断路器通信，自动关闭光伏发电系统，同时启动柴油发电机。若突然发生断电的情况，设置的智能断路器装置能够实现对功率的控制，自动高效计算有功功率的缺额，同时主动切断预设的优先级很低的负载，例如空调等，恢复功率平衡。变压器系统重新供电后，智能断路器可以启动同期重合闸，同时重新并网，此时分级减载的荷载将会依据次数自动重合闸。布置在光伏系统接入点位置的智能断路器，能够精准判断电网实际运行情况，同时和PCC点位的智能断路器通信，确定光伏系统投入运行或者退出运行。当电网侧产生运行故障时，自动切断光伏系统，停止对故障点的供电，实现反孤岛操作控制。
3.3远程控制功能
远程控制室中可实现如下功能：(1)可以远程对现场智能断路器进行合、分闸操作。经试运行，没有出现误操作现象。(2)可以远程监控到所有连接在DeviceNet网络上电器产品的状态、报警和参数设置等信息。(3)在不断电的情况下，可在控制室中对低压电器产品的参数进行修正、更改。(4)采用组态软件后，利用工控机的强大处理和数据存储能力，可实现历史数据记录、用电峰值统计、电能统计、无人监控等功能。
3.4保护功能
设置的变压器只能断路器自适应保护，当并网切到独立运行模式时，依据柴油发电机为主电源的运行状态以及用电负荷状态，能够自动化变化馈线保护的过电流预设值，确保处于独立运行模式下电源和负载侧保护的过电流选择性配合。设置在发电机出线侧的智能断路器，其配置的脱扣器，主要用于发电机的保护。从其功能角度来说，主要包括提供低电压功能；提供过电压功能等。
4注意事项
（1）系统集成时，尽量选用同一厂家的智能型断路器及通信产品，对不同智能化功能的取舍要作系统分析。(2)在投运前，必须根据负载实际情况实现前后级保护特性的匹配，对其故障保护的动作电流和动作时间进行整定，以保证配电网络的稳定、安全和可靠。(3)对智能型断路器的定期维护，不但要注重断路器本体，更要注意其内部附件的运行状态、工作参数。在每次短路分断后应对断路器触头进行检查。(4)必须注意各种因素引起的发热对成套开关柜内智能型断路器的影响，应采取必要的通风措施。(5)对存在谐波源的应用场合，应采取措施规避集肤效应，必要时可降容使用。(6)应通过后台对智能型断路器周期性运行参数(如三相电流、三相电压、功率因数、谐波等)进行数据分析管理，以便掌握系统运行情况并帮助诊断故障。
结语
综上所述，低压交流微电网中智能断路器装置的应用，发挥着积极的作用，实现了快速通信以及独立运行下的分级减载等功能，提高了微电网运行的水平。文中结合实际案例，分析了智能断路器应用的功能及其实现方式。
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