10KV配網(wǎng)戶外分界負荷開關(guān)運行分析

賀永佳

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519100）

1 前言

隨著電網(wǎng)供電可靠性要求越來越高，采用技術(shù)手段準確定位隔離故障區(qū)域?qū)μ岣吖╇娍煽啃砸饬x重大。通常在主干線加裝自動化分段開關(guān)判斷隔離故障分段，在重要支線加裝自動化負荷開關(guān)隔離支線故障相配合的方式，縮小故障影響范圍，實現(xiàn)非故障分段的快速復電。

珠海供電局在2006年開始試運行可隔離用戶支線故障的10kV配網(wǎng)戶外用戶分界負荷開關(guān)（簡稱分界負荷開關(guān)），本文對近幾年分界負荷開關(guān)的運行情況進行了分析。

2 分界負荷開關(guān)的簡介

2.1 結(jié)構(gòu)、功能和安裝位置

分界負荷開關(guān)一般由開關(guān)本體及測控單元兩大部分構(gòu)成，如圖1。帶有一套內(nèi)置或外置電壓互感器、一套內(nèi)置電流互感器；內(nèi)部有CPU處理器和通訊模塊；故障跳閘時帶有電壓判斷和故障記憶；具備跳閘閉鎖功能。

運行中可自動切除單相接地故障、自動隔離相間短路故障、快速定位故障點、監(jiān)控用戶負荷、用于操作拉合負荷電流等。分界負荷開關(guān)適用于10kV中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)的10kV架空配電線路或混合線路，安裝在支線上，如圖2。

圖1 分界負荷開關(guān)結(jié)構(gòu)

圖2 分界負荷開關(guān)安裝位置

2.2 分界負荷開關(guān)的分類

根據(jù)是否帶重合閘功能，可將分界負荷開關(guān)分為兩類，第一類“無重合閘”功能，具有隔離界內(nèi)單相接地、相間短路的特點，需要手動儲能。

第二類“帶重合閘”功能，可以隔離界內(nèi)單相接地、相間短路，具備自動重合閘，能躲開界內(nèi)瞬間故障，在電動操作時可以自動儲能（手動操作時仍需手動儲能）。

2.3 分界負荷開關(guān)的動作邏輯

兩類分界負荷開關(guān)的故障處理邏輯見表1。

表1 分界負荷開關(guān)的故障處理邏輯

3 “無重合閘”分界負荷開關(guān)運行分析

珠海供電局在2006年安裝了第一類用戶分界負荷開關(guān)，型號為FZW28-12F（FFK），無重合閘功能，試運行零序延時整定為2S。運行情況分析如下：

3.1 主要運行特點

在不依賴通信的情況下，可隔離界內(nèi)瞬時或永久的單相接地、相間短路故障，可以躲開界外故障；無論是界內(nèi)還是界外，發(fā)生永久故障后，均可以縮小巡線范圍，如分界負荷開關(guān)動作，則巡視界內(nèi)線路，如不動作，則巡視界外線路，從而達到縮小巡視范圍的目的；在發(fā)生界內(nèi)永久性相間短路故障時，非故障線路可迅速復電，未安裝分界負荷開關(guān)前，需全線巡視后方可復電，而安裝后界內(nèi)故障線路被隔離，其他界外非故障線路經(jīng)重合閘迅速恢復供電。

3.2 存在的不足的分析

在發(fā)生相間短路時，因其不具備開斷短路電流能力，故不能在變電站出線保護動作前對支線的短路故障進行隔離。

該類開關(guān)不能認定界內(nèi)故障性質(zhì)，只能全部當作永久性故障進行處理后方可送電，這將延長界內(nèi)用戶復電時間。

在界內(nèi)瞬時單相接地時，自動跳閘會造成用戶不必要的失電。其中，對于瞬時單相接地故障試運行設(shè)置的零序保護動作時間是2s，躲不過較長時間的接地故障。根據(jù)運行經(jīng)驗，改成60s運行效果有待觀察。

對于界內(nèi)瞬時相間短路，延長界內(nèi)用戶復電時間。未裝分界負荷開關(guān)時，瞬時故障經(jīng)變電站重合后即可全線復電；在裝有分界負荷開關(guān)時，界外線路經(jīng)重合可快速復電，但因不能斷定界內(nèi)線路故障類型，故需巡線后方可對界內(nèi)送電，從而延長復電時間。對于瞬時性相間短路，考慮通過重合閘功能進行改進。

在不帶通訊的時候，分界負荷開關(guān)跳閘不能及時察覺，有些被動?？煽紤]加通信模塊解決此矛盾，但需要有后臺支持，也將增加設(shè)備和通信成本。

每次合閘之后均需手動儲能，否則在故障時不能自動跳閘。這意味著即便帶通信功能，遙控合閘后還要派人到現(xiàn)場手動儲能，需改進為自動儲能。在管理上，第一，需該加強該類開關(guān)特點的培訓；第二，通過在制定停送電操作票規(guī)范，在票面增加檢查儲能位置及檢查蜂鳴提示項；第三，在后臺增加開關(guān)未儲能報警。

在動作記錄方面，該批分界開關(guān)只能保存50條SOE記錄，因此，如果下載或上傳不及時，將被后面的動作記錄覆蓋，影響對故障的分析。

在定值管理方面，涉及開關(guān)界內(nèi)支線的改造，須經(jīng)自動化管理人員審核，避免因線路參數(shù)變動而導致拒動和誤動。

4 “帶重合閘”分界負荷開關(guān)運行分析

珠海供電局在2008年和2009年分批安裝了第二類用戶分界開關(guān)，型號為GDFZ1-12F（FFK），具有重合閘功能，內(nèi)置了通訊模塊，零序延時整定為60s。運行情況分析如下：

4.1 主要運行特點

從運行的情況看來，第二批“帶重合閘”的分界負荷開關(guān)繼承了第一代“無重合閘”分界負荷開關(guān)的3個特點，同時具有以下新特點：通過設(shè)置重合時間參數(shù)，可以躲過一些瞬時性的故障；在選擇電動操作模式時，可以不用進行手動儲能。

4.2 存在的不足的分析

在第二批嘗試安裝了通訊模塊，從運行的情況來看需要注意4個問題：

1）模塊容易掉線，增加維護工作量。首先、現(xiàn)場分界開關(guān)控制器或者通訊模塊的質(zhì)量問題或者設(shè)置問題；其次、主站召測時間可能過短。（為解決這個問題，我們將系統(tǒng)確認信號返回的次數(shù)從1次改成了連續(xù)召測3次不成功才認為失敗，效果不太明顯）；再次、現(xiàn)場的信號，對于通訊不好的終端，我們請運營商到現(xiàn)場進行了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境測試，并沒有信號弱的問題，這個原因排除。

2）因廠家不生產(chǎn)通訊模塊，先后批次的通訊模塊廠家不一、規(guī)約不一，使得前置機的通訊軟件變得復雜。

3）無線通訊方式下的遙控功能存在一定風險。

4）必須建立專網(wǎng)，不允許上公網(wǎng)，否則會引發(fā)數(shù)據(jù)安全問題，病毒問題也難以控制。

對此，我們也安裝了無線通訊后，從技術(shù)上可以解決這個問題的愿望實際上沒有達到我們的理想。

對于界內(nèi)發(fā)生瞬時單相接地或瞬時相間短路故障時，分界負荷開關(guān)均會動作跳閘，不能通過自動裝置迅速恢復用戶供電，必須要運行人員到現(xiàn)場巡視未發(fā)現(xiàn)線路異常后，方可操作合閘恢復正常供電，給用戶造成不必要的停電損失。

帶有通訊功能的分界負荷開關(guān)在停電操作時，應當注意在分開關(guān)后分刀閘前增加控制手柄從“自動”位置切換到“手動分”位置項，避免此時主站發(fā)送合閘信號，導致帶電分刀閘誤操作。

在送電操作時，應在合刀閘前，應增加檢查控制手柄在“手動分”位置項，避免出現(xiàn)帶負荷和刀閘誤操作。

在與電壓型開關(guān)配合時，應當注意分界開關(guān)內(nèi)部電容的可持續(xù)時間，否則，重合閘功能將因無電不能記時而失效。

在進場檢修后，要有試送電試驗項目，避免恢復安裝送電后開關(guān)誤發(fā)分閘信號。

結(jié)束語

綜上所述，安裝第一、二類分界負荷開關(guān)的線路，在發(fā)生永久性故障時，復電效果比未安裝好；在發(fā)生界外瞬時故障時，效果不明顯；而在發(fā)生界內(nèi)瞬時故障時，第一類效果則比未安裝差，第二類未觀察到重合成功案例無法評價。

因此，該類設(shè)備可以在一定程度實現(xiàn)自動切除單相接地故障和隔離相間短路故障，減少了無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍、縮短用戶停電時間，對提高供電可靠性有一定幫助，在運行管理上注意分界負荷開關(guān)所在支線的變化，否則將引起誤動和拒動。

[1]陳士軍.10kV架空配電線路用戶分界負荷開關(guān)的研制[D].保定:華北電力大學，2006.

[2]宋向東，劉娜.10kV配網(wǎng)用戶分界負荷開關(guān)的應用[B].華北電力技，2010年，第35～38頁。

[3]吳俊.10kV配網(wǎng)中斷路器和負荷開關(guān)的應用分析[B].中國科技信息，2008年第7期，76～78頁。

[4]肖清明，張建民，馮躍龍等.一種智能型用戶分界負荷開關(guān)的作用原理和其在銀川配電網(wǎng)中的應用 [J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009，(06).

[5]楊紹軍.用戶分界開關(guān)的接地檢測原理和故障處理方法 [A].2007年配電系統(tǒng)運行與故障管理技術(shù)研討會暨第三屆配電系統(tǒng)接地方式與故障點測量研討會[C].2007.

[6]張琦珊.10kV線路用戶分界負荷開關(guān)安裝點的探討[J].科園月刊,2008,(01).

[7]趙勝軍,張志強.分界負荷開關(guān)在10kV架空線路上的應用[J].繼電器，2008，(02).