淺析SOG智能負荷開關(guān)在德清配網(wǎng)中的應(yīng)用

吳悅倩，郭建武

（德清縣供電局，浙江 德清 313200）

隨著城市化進程的擴大，配網(wǎng)線路網(wǎng)架越來越復雜，配網(wǎng)運行維護的工作量加大，對配網(wǎng)設(shè)備智能化的要求也越來越高。據(jù)德清配網(wǎng)故障率的統(tǒng)計，配網(wǎng)接地短路故障以及隱性故障占總故障率72%。由于大多數(shù)配電系統(tǒng)屬于非接地系統(tǒng)，要發(fā)現(xiàn)一些高阻接地故障往往沒有很有效的方法，最終可能使故障演變成惡性的大面積短路停電事故。同時，由于接地故障的特殊性，一般通過在變電所試切饋線查找發(fā)生接地故障的方法，也同樣會造成大量的用戶停電。

為了防止這類事故擴大停電范圍，在10 kV線路的主干線與分支線（分界點處）設(shè)置一種具有故障隔離及鎖定功能的智能型負荷開關(guān)（SOG），可以防止供電事故的擴大，盡早地掌握故障點的信息，從而縮短搶修時間，提高供電可靠性。

1 SOG智能負荷開關(guān)的主要功能

（1）SOG智能負荷開關(guān)采用SF6氣體絕緣，體積小、重量輕、開斷性能優(yōu)異，能同時測量零序電流和零序電壓，結(jié)合零序電流和電壓的大小，以及零序電流與零序電壓之間的相角來判斷接地事故發(fā)生的位置，采用零序電流方向檢測方式提高了檢測可靠性，避免單一使用零序電流大小判斷方式所帶來誤動作的可能性。

（2）以往的開關(guān)大多數(shù)是采用內(nèi)置二相電流互感器來判斷過電流事故方式，在支線安裝使用的情況下，當區(qū)域發(fā)生類似雷擊導致異相單相接地（實際為短路）故障時，由于缺相的原因會誤判為單相接地故障令開關(guān)跳閘造成開關(guān)損壞事故。SOG智能負荷開關(guān)采用三相電流互感器判斷過電流，可確保判斷故障性質(zhì)的正確性。

（3）由于非接地系統(tǒng)的接地故障事故在初期階段故障電流較小，難于準確檢測，長期帶故障運行會給配網(wǎng)安全運行帶來極大的危脅。為盡早發(fā)現(xiàn)故障，必須提高檢測靈敏度和精度。SOG智能負荷開關(guān)有很大的動態(tài)范圍，即使流過700 A以上大電流后，殘留特性輸出電流僅有不到150 mA，為準確判斷故障提供了可靠的保證。

（4）控制裝置具有自我診斷功能，能定期檢測開關(guān)的跳閘回路和SOG裝置本身的檢出回路，一旦發(fā)生異常，報警顯示燈點亮，報警動作輸出，以便維修人員及時處理。

（5）能直接顯示因接地或短路故障發(fā)生跳閘的情況。即使在停電狀態(tài)時，磁性顯示器能維持原動作狀態(tài)，便于維護人員判斷事故原因。

（6）能自動隔離故障，減少停電范圍。當用戶側(cè)發(fā)生接地事故時，及時從配電線路上隔離，可使配電線路不停電是其主要功能之一。因此，當負荷側(cè)發(fā)生接地事故時，必須優(yōu)先于變電所斷路器動作之前進行跳閘；而當負荷側(cè)發(fā)生短路事故時，通過變電所的斷路器跳閘線路失壓期間（重合之前），SOG智能型線路保護開關(guān)進行分閘，保證重合成功。通過與斷路器的配合達到隔離故障區(qū)域，減少停電范圍的目的。

（7）即時故障定位，準確上報故障信息。SOG負荷開關(guān)的數(shù)據(jù)通過中國移動公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。SOG智能型線路保護開關(guān)控制器內(nèi)部配有GPRS無線通信終端，可將每臺SOG智能型負荷開關(guān)動作情況（如接地事故，短路故障）發(fā)送至指定的手機上。運行單位就能及時得出線路運行情況或故障范圍，可在最短的時間內(nèi)準確故障定位。

2 SOG智能負荷開關(guān)跳閘動作分析

SOG智能負荷開關(guān)在發(fā)生接地故障時能立即或延時跳閘；在發(fā)生短路故障時，開關(guān)能自動記憶事故現(xiàn)象，等電源側(cè)（變電所）的斷路器動作、線路停電后自動跳閘，保證變電站斷路器的一次重合成功。

SOG根據(jù)故障種類做出相應(yīng)動作如表1所示，波形圖見圖1。

表1 故障動作分類

圖1 非接地系統(tǒng)接地故障波形

當配電線路發(fā)生短路故障后，線路跳閘，線路電壓和短路電流均消失后，SOG開關(guān)跳閘延時為A。重合器和斷路器等設(shè)備重合再送電的時間為B，必須保證B>A。

當配電線路發(fā)生單相接地時，會產(chǎn)生接地電流（零序電流），帶有方向性SOG智能型負荷開關(guān)，能測量零序電流的大小，同時能檢測零序電壓，進而能判別故障發(fā)生在開關(guān)的電源側(cè)還是負荷側(cè)。對于中性點采用滅弧線圈接地的配電系統(tǒng)，通過調(diào)整相位特性同樣能檢出接地故障的區(qū)域。

3 SOG智能開關(guān)的應(yīng)用情況

為了解決10 kV線路發(fā)生故障后，故障點查找困難，導致用戶的停電范圍和停電時間擴大等問題，要求負荷開關(guān)必須具備：故障后能快速地自動隔離故障；具有通信功能，能準確及時告知運行維護人員故障地點或范圍；安裝方便、開斷性能優(yōu)異。在負荷開關(guān)設(shè)備選型時，發(fā)現(xiàn)有些負荷開關(guān)不具備自動隔離功能，更多的不具備通信功能，不能達到預(yù)定要求。

SOG智能負荷開關(guān)完全滿足所要求的條件，在10 kV線路上試點應(yīng)用效果顯著。最終確定將SOG智能負荷開關(guān)安裝在35 kV庾村變的10 kV南路112線試運行。經(jīng)過5個多月的調(diào)試、數(shù)據(jù)采樣、運行分析，發(fā)現(xiàn)SOG智能負荷開關(guān)運行狀況良好，各項測試數(shù)據(jù)達到預(yù)定效果。

南路112線在2009年裝設(shè)一般負荷開關(guān)時故障跳閘14次，重合失敗9次，消耗2 250停電時戶數(shù)。而在2010年裝設(shè)SOG負荷開關(guān)后故障跳閘7次，重合失敗0次，消耗912.4停電時戶數(shù)，比實施前減少1 337.6時戶數(shù)。針對目前德清配網(wǎng)的SOG智能負荷開關(guān)實際運行情況，在1條10 kV線路上安裝1臺SOG智能負荷開關(guān)后，一旦發(fā)生故障，至少可減少1/3～1/2用戶的停電范圍。

4 結(jié)語

德清配網(wǎng)應(yīng)用SOG智能負荷開關(guān)后，不僅可以迅速定位配網(wǎng)供電線路故障范圍、隔離故障點，而且還能在第一時間告知運行維護人員具體故障線路、故障范圍，減輕了人員的維護工作量，減少了用戶的停電時戶數(shù)，提高了配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行水平和供電可靠性，滿足了當前配網(wǎng)運行維護的需要，值得在配網(wǎng)中推廣應(yīng)用。

[1]陸文彪，鮑威.SOG智能型線路保護開關(guān)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].能源工程，2009（5）:13-17.

[2]尹惠慧.10 kV配網(wǎng)線路分界斷路器開關(guān)及故障指標器的應(yīng)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（17）:131-132.