1引言
近年来，极端天气对电网造成很大隐患，大面积停电甚至应急保供电往往呈现突发性强，准备时间短，环境恶劣，保障难度大等特点。重要电力用户对重要负荷允许中断供电的时间有着特殊要求，主接线方式和供电电源应满足可靠性，灵活性，安全性要求，因此绝大多数重要电力用户有自备包括EPS，UPS和柴油发电机等一系列的应急电源，自备应急电源的切换方式和启动时间应满足允许中断供电时间的要求。一旦重要用户面对电网突发事件或不可抗力，主备供电源停止供电，自备应急电源因疏于管理无法启动或遭受破坏，无法提供电源支持时，重要电力用户的供电安全得不到保障，此时寻求供电部门的支援，应急供电发电车将会成为重要负荷供电的最后保障。但目前应急供电发电车并未在重要电力用户中得到普遍应用，或者未考虑到需要在低压配电柜上设计安装与应急供电发电车相匹配的智能断路器而使应急供电发电车起不到保障供电的作用。
2现状
广州气象卫星地面是供电部门认定的一级重要电力用户，而作为一级重要电力用户，由供电部门提供了双回路供电模式来保障供电安全。同时广州气象卫星地面站是国家气象卫星中心旗下的全国四个气象卫星资料地面接收站之一，对气象卫星资料的接收，保存与传输有着不可替代的作用，为了保证卫星资料的完整，保障业务运行的安全，重要负荷的供电时间不允许中断，因此重要负荷都接入了UPS以提高用电质量并保证不间断供电，低压负载端也都连接了柴油发电机，保障在主备供电源停止供电时，柴油发电机能够及时启动，提供电源支持。但广州气象卫星地面的应急供电措施也存在着诸多隐患，以下一一列举：
（1） 双回路供电非双电源供电
供电部门提供的双回路供电线路不是独立的双回路电源，主供高塘F25，备供高塘F34，双回路均来自同一个110KV变电站的电源——高塘变电站，所以当高塘变电站发生故障或者遭受破坏而停止向外送电时，卫星站（以下简称卫星站）的外部供电将被完全切断。以下图1为双电源供电，图2为双回路供电。
（2） 停电跳闸次数多
图3
如图3，2014年全年卫星站配电房共停电跳闸12次，其中低压端空气开关跳闸2次，高压端主备供电源开关共跳闸10次，其中高压跳闸（即由外部电源线路造成的供电中断）占到全部总数的83%，因此外部电源中断是卫星站市电停电的主要来源。
图4
如图4，10次高压电源开关跳闸中，主供高塘F25占7次，备供高塘F34占3次，而主供电源是主要的供电电源，因此主供电源的稳定性需要加强。
图5
如图5，10次高压电源开关跳闸的原因有6次得到供电部门的回复，其中3次是由于供电线路架设处于山区密林，突遇台风，暴雨等极端恶劣天气及其衍生出来的泥石流，塌方等地质灾害使得供电线路遭到破坏而突然停电，另外3次是供电部门对电网线路进行检修维护而提前通知有计划的停电，最后还有4次高压停电未得到供电部门的回复，属于未明原因的突然停电，因此停电跳闸突发性强，应急保供电压力大。
（3） 高度依赖柴油发电机，柴油机用于长时间供电的能力不足
卫星站配备一台功率450KW的柴油发电机，附带1000L的0#柴油，此柴油发电机的油耗率为203g/kw.h，功率因数为0.8，0#柴油的密度为0.84kg/l，根据公式：
得出理想状态下满负荷的柴油机发电时间为11小时，因此极端情况下连续停电超11小时，在燃油得不到及时补充的情况下，柴油机将无法再提供电源支持。此外该柴油机为配备的唯一一台柴油机，在UPS由于蓄电池容量限制只能保证短时供电的情况下，长时间发电只能依靠此柴油发电机提供电源支持，因此当柴油机故障无法启动或遭到破坏，长时间供电无其他备份手段，卫星业务将会面临中断运行的风险。
针对隐患（1）与（2）我们积极与供电部门沟通，供电部门已答应为卫星站重新调配两个不同的变电站，以实现双电源供电；重新规划通往卫星站的供电线路，尽量避开地质灾害高发路段，同时加强供电线路的巡视与维护。针对隐患（3）我们将采购与现有柴油机同型号相匹配的新机，实行双柴油机互为备份，同时我们决定改造低压配电柜，新增加一台进线断路器，当低压配电柜无市电并且无发电的情况下，及时向供电部门申请急供电发电车保障供电。总之无论是调整变电站，重新规划供电线路还是购买并安装新的柴油发电机都是大型的工程改造，需要较长的时间，而应急供电智能断路器的改造，只需要在配电柜上增加一个智能断路器，可以在短时间内完成这项技术改造，从而完善我们的应急手段，降低停电的风险。
3应急供电智能断路器改造
3.1 电路设计及改造方案
（1）电路设计
图6为改造前低压柜专变线路的连接方式，即1#，2#专变低压系统为单母线分段制，1#，2#电压器互为备份，K1，K2，K3低压开关（智能断路器）之间存在电气机械联锁装置，使得三开关只能三合二。
图6
图7为改造后的线路连接方式，即在1#专变进线柜与联络柜之间增加安装应急供电进线开关（智能断路器）K8，新增的应急供电进线开关K8与开关K1，K2之间加装电气联锁，使得K8与K1，K8与K2不能同时合闸。
图7
（2）改造方案
在原有低压配电柜（1#专变进线柜与联络柜之间）加装应急电源进线柜，在应急电源进线柜中安装E1S1000/4型智能断路器（代号K8），如图7所示，使K8分别与1#专变开关K1及联络开关K3的母线连接，并且分别在K8与K1，K8与K2之间加装电气联锁，使得K8与K1，K8与K2不能同时合闸，最后在低压配电柜无市电和无发电情况下，接入发电车应急电源并合上K8及联络开关K3，可以为低压柜上所有负荷提供电源支持。整个改造施工持续8个小时，期间完全有现有450KW柴油机提供电源，由柴油机提供电源的负载优先级为：业务系统用电＞业务区域空调用电＞其他办公用电＞居民生活用电
3.2 智能断路器的选择
（1）智能断路器的工作原理与特点
智能断路器是用微电子、计算机技术和新型传感器建立起来新的断路器二次系统。其主要特点是由电力电子技术、数字化控制装置组成执行单元，代替常规机械结构的辅助开关和 辅助继电器。它的工作原理是使新型传感器与数字化控制装置相配合，独立采集运行数据，检测设备缺陷和故障，在缺陷变为故障前发出报警信号，以便采取措施避免事故发生。
（2）E1S1000/4型智能断路器
由于卫星站配电房建设时采用的断路器都是ABB出产的Emax系列智能断路器，所以为了线路系统的匹配，本次改造采用的也是Emax系列智能断路器，型号为E1S1000/4：带有PR122/P失压延时电子脱扣器。E1S1000/4型智能断路器为抽出式4极断路器，最大载流能力为1000A，配备的PR122/P失压延时电子脱扣器具有：过载保护，选择性短路保护，瞬时短路保护，可调延时接地故障保护，相不平衡保护，超温保护，L、S热记忆功能等众多保护功能。
4结语
本文所阐述的应急供电智能断路器的改造前提具有一定的特殊性，但是在气候环境日益极端的今天也带有一定的普遍性。当电网遭受外力袭击或者不可抗力而发生大面积停电时，该电网片区所属重要电力用户的应急措施就显得尤为重要，而增加应急供电进线断路器实现了供电部门与重要电力用户之间的双方联动，完善了停电应急措施，避免了因重要电力用户停电而造成的重大经济损失，环境污染，人员伤亡及严重影响社会生活秩序等一系列的灾难后果。
参考文献
[1] 陈吉生. 浅谈10kV配电线路智能断路器的改造方案和实践[J]. 军民两用技术与产品, 2017(24):1.
[2] 李海涛, 翁俊铿, 钟儒祥. 广州气象卫星地面站风云三号机房节能设计初探[C]// 国家卫星气象中心业务运行与气象服务技术交流会. 2011.
