用戶外分界斷路器提高供電可靠性探討

摘要：戶外交流分界斷路器安裝在10kV架空配電線路用戶進戶線的責任分界點處，也適用于符合要求的分支線路和末端線路，可把故障隔離在出現(xiàn)故障的分支線路或末端線路上，保證了非故障線路的正常工作，減小了停電故障的范圍。文章就該產(chǎn)品應該具有的功能進行了分析，提出了該產(chǎn)品在控制方面的功能改進要求。

關鍵詞：戶外分界斷路器；責任分界點；配電線路；停電范圍；供電可靠性 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM727 文章編號：1009-2374（2015）15-0026-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.013

1 提出的背景

近幾年，為了改造老化的電網(wǎng)設備，提高供電的可靠性和安全性，提高能源的利用效率和技術的先進性，提高用戶對電價的可承受能力，適用環(huán)境和氣候的變化，適用可再生能源的接入，降低排放水平。電力部門一直在用信息技術對陳舊老化的電力設施進行徹底改造，開展智能電網(wǎng)研究，以期建設滿足智能控制、智能管理、智能分析為特征的靈活應變的智能電網(wǎng)。

配網(wǎng)自動化是智能電網(wǎng)的核心，因此實現(xiàn)配網(wǎng)自動化是搭建智能電網(wǎng)的基礎。目前，電力部門已經(jīng)全面啟動配網(wǎng)自動化改造項目，在配網(wǎng)自動化改造中，為了保障配網(wǎng)運行的可靠性，尤其是解決支線單一用戶故障波及整條饋線回路用戶的問題，普遍采用在支線與饋線回路連接點，設置分界斷路器，利用分界斷路器的隔離分斷功能，隔離故障區(qū)域，縮小停電范圍，方便故障檢修，提高配電網(wǎng)供電可靠性，實現(xiàn)配網(wǎng)自動化功能。本文結合實際使用過程，提出對戶外分界斷路器的一些改進要求，從而進一步提高配電網(wǎng)的可靠性，保障饋電線路的安全運行。

2 對戶外分界斷路器的組成要求

分界斷路器組件包含真空滅弧室、操作機構、電流互感器、電壓傳感器、智能控制器等元器件。分界斷路器既能開斷額定電流，也能開斷故障電流，同時具備重合閘、智能采集、處理、控制等功能。除此之外，還需考慮以下七點要求：（1）配置與滅弧室相串聯(lián)聯(lián)動的隔離刀閘，刀閘先于真空管合閘，后于真空管分閘；（2）采用電磁機構，可以進行電動、手動合分；（3）配置零序和短路保護電流互感器；（4）配置電壓互感器，提供操作電源；（5）智能控制器與分界開關本體配套，具有檢測故障和保護控制功能；（6）整套結構為免維護設備；（7）配置無線通訊模塊，實施遠程通訊功能。

3 分界斷路器應考慮的主要問題

3.1 分界斷路器的主要功能

分界斷路器應具有的主要功能就是將故障隔離在用戶區(qū)域內，為此分界斷路器必須能斷開用戶出現(xiàn)短路、接地等故障時所產(chǎn)生的故障電流，也就是當用戶側出現(xiàn)短路或接地故障時，分界斷路器能及時分閘，防止故障電流進入電網(wǎng)。為了滿足此要求，需要采集電流、電壓信號；需要進行內部處理；需要進行通訊；需要進行跳閘電壓的判斷；需要對故障進行記憶；而且斷路器跳閘后能閉鎖。

3.2 分界斷路器的主要作用

3.2.1 自動切除故障。用戶支線發(fā)生短路或接地故障時，分界斷路器自動斷開，將故障隔離在用戶側，不影響主線路的正常供電。

3.2.2 快速查找故障點。用戶支線故障造成分界斷路器分閘后，僅出現(xiàn)故障的用戶停電，可以迅速找到故障點，快速修復。

3.2.3 監(jiān)控負荷變化。分界斷路器可將實時監(jiān)測支線回路的負荷情況，并將數(shù)據(jù)上傳電力部門，電力部門可以對支線回路的負荷進行實時監(jiān)測。

4 控制器的主要功能及使用要求

4.1 主要功能

與分界開關本體配套，具有檢測故障和保護控制功能，當開關負荷側發(fā)生相間短路故障，變電站饋線斷路器分閘，線路失電后，控制分界斷路器本體分閘；當開關負荷側發(fā)生單相接地故障時，直接控制分界斷路器本體分閘。

為適應智能開關現(xiàn)場不同場合應用的需要及不同的運行方式，控制器具有多種工作模式，且不同工作模式之間可以通過就地及遠方修改定值在線切換。

4.1.1 電壓時間模式。在該模式下，控制器又可選擇為分段工作方式和聯(lián)絡工作方式。

在分段工作方式下，控制器將執(zhí)行有壓合閘、失壓分閘。如果合閘到故障上，控制器將閉鎖有壓合閘。有壓合閘、失壓分閘的延時時間均可單獨整定。

在聯(lián)絡工作方式下，控制器將監(jiān)測開關兩側的電壓，當一側的電壓失壓后，控制器將延時整定時間后將開關合閘。該工作模式適合線路環(huán)網(wǎng)供電時在主環(huán)上作為分段、聯(lián)絡開關使用。

4.1.2 電壓電流模式。在該模式下，控制器將執(zhí)行有壓合閘、失壓分閘。如果合閘到故障上，控制器將閉鎖有壓合閘。在失壓之前發(fā)生過流，控制器將閉鎖失壓分閘。有壓合閘、失壓分閘的延時時間均可單獨整定。該工作模式適合線路環(huán)網(wǎng)供電時在主環(huán)上作為分段開關使用，可減少故障隔離的時間。

4.1.3 繼電保護模式。工作在該模式下，控制器實現(xiàn)10kV饋線保護功能，具有瞬時速斷、限時速斷、過電流、過負荷、零序接地、失壓保護及三相一次自動重合閘功能，每種保護功能可單獨投退。當開關安裝的分支線上，與上級繼電保護可進行電流時間配合時，控制器可選用該種工作模式。

4.1.4 看門狗模式。工作在該模式下，控制器將根據(jù)故障電流的大小及類型決定是跳閘還是閉鎖，此時控制器具有瞬時速斷、限時速斷、過電流、過負荷、零序接地、失壓保護及三相一次自動重合閘功能，每種保護功能可單獨投退。對于相間保護，控制器將閉鎖并記憶，對于零序接地保護，控制器將發(fā)出跳閘命令。對于失壓保護，如果裝置記錄有相間保護發(fā)生，則直接跳閘，沒有記錄到相間保護發(fā)生，則失壓保護不動作。當開關安裝的分支線上，與上級繼電保護已無法進行電流時間配合時，控制器可選用該種工作模式隔離故障。

4.1.5 主站集中模式。工作在該模式下，控制器基本作為一臺測控裝置使用，仍然具有瞬時速斷、限時速斷、過電流、過負荷、零序接地、失壓保護功能，每種保護功能可單獨投退。但所有保護動作后不發(fā)跳閘命令，只記錄故障情況將信息上傳至主站監(jiān)控系統(tǒng)，作為主站系統(tǒng)判斷故障區(qū)間的依據(jù)。該工作模式適用于通信及主站可靠性較高場合，可減少對系統(tǒng)的沖擊，快速實現(xiàn)故障區(qū)段的隔離及非故障區(qū)段的恢復供電。endprint

4.2 通信接口

控制器具有1路帶高速光電隔離的RS232/RS485、1路GPRS無線通信、1路10M/100M以太網(wǎng)（光口、電口可選）通信接口，采用IEC870-5-101/104通信協(xié)議，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場實際通信情況進行選擇。

4.3 控制器的使用要求

4.3.1 裝置元器件少，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠。

4.3.2 全量程、全工作溫度范圍內電流、電壓通道的測量精度小于0.5%。

4.3.3 控制器單獨運行時間必須準確，裝置能準確記錄各種故障信息。

4.3.4 在外部電源消失后控制器可連續(xù)運行5分鐘以上，確保為開關提供一次分閘操作及故障分閘后將相關信息上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。

4.3.5 控制器應人機接口良好，參數(shù)均以漢字的方式進行顯示，現(xiàn)場整定調試要方便。

5 分界斷路器需要滿足的其他要求

（1）可檢測毫安級的線路零序電流及25倍額定值的相間短路電流，測控準確、動作靈敏；（2）同一規(guī)格產(chǎn)品可適用于不同中性點接地運行方式的電力配電系統(tǒng)；（3）工作電源（電壓互感器）內置，成套設備整體免維護性高；（4）所有部件全密封，耐候性強，抗凝露性能好；（5）全航空插頭電氣連接，安裝投運快捷、方便、正確、可靠；（6）控制器應具有三級看門狗，外部專用看門狗芯片、CPU內部獨立硬件看門狗和多種軟件看門狗，且不同看門狗之間相互進行監(jiān)視，使控制器在任何情況下均不會死機。

6 結語

通過對分界斷路器功能的分析及要求，不難看出，分界斷路器可以將故障隔離在出現(xiàn)故障的分支線路或末端線路上，保證了非故障線路的正常工作，減小了停電故障的范圍，方便修復故障，而且能及時將數(shù)據(jù)上傳，接受調度的指令，能夠在外部電源消失后控制器連續(xù)運行5分鐘以上，確保為開關提供一次分閘操作及故障分閘后將相關信息上傳至監(jiān)控系統(tǒng)，且控制器具有三級看門狗，使控制器在任何情況下均不會死機，從而大幅度提高配電網(wǎng)供電可靠性，低成本實現(xiàn)配網(wǎng)自動化功能。

參考文獻

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作者簡介：陳英明（1957-），男，廣東珠海人，廣東電網(wǎng)責任有限公司珠海供電局配電線路技師，電氣工程師，研究方向：供用電及管理。

（責任編輯：周 瓊）endprint