10kV智能斷路器、智能尋址儀、故障指示器如何在配電網(wǎng)中配合安裝使用

翟躍東 等

摘 要：柱上智能斷路器（帶保護(hù)的高壓斷路器）在10KV配網(wǎng)中起著極其重要的作用，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)10KV配網(wǎng)線路的合理分段，同時(shí)可作為線路短路故障時(shí)的保護(hù)單元，以期達(dá)到通過(guò)柱上開(kāi)關(guān)有效切斷本級(jí)故障，以保證故障不越級(jí)，不破壞主干線及上級(jí)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行為目的；智能尋址儀可以對(duì)線路三相電流進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，當(dāng)根據(jù)某相發(fā)生故障后，智能尋址儀指示燈閃同時(shí)將信息發(fā)送到后臺(tái)系統(tǒng)，后臺(tái)系統(tǒng)可以將短信分發(fā)至運(yùn)維人員手機(jī)上；故障指示器對(duì)線路故障電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)故障發(fā)生后，指示燈會(huì)閃，便于運(yùn)維人員查找故障范圍。如何合理配合安裝以上三種設(shè)備將大大提升10KV配網(wǎng)供電可靠性，同時(shí)將大大減少巡線查找故障的工作量。

關(guān)鍵詞：智能斷路器；智能尋址儀；故障指示；配電網(wǎng)

本文根據(jù)《山西省電力公司配電網(wǎng)建設(shè)改造樣板工程建設(shè)方案》的整體建設(shè)規(guī)劃要求，同時(shí)結(jié)合晉中市各縣、市配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)中壓配電網(wǎng)架10kV配電線路分段安裝智能斷路器位置、定值設(shè)置、智能尋址儀、故障指示器進(jìn)行了具體明確。本文主要規(guī)范10KV配網(wǎng)線路桿上開(kāi)關(guān)安裝位置選擇及定值設(shè)置、智能尋址儀及故障指示器安裝位置選擇，以期達(dá)到通過(guò)柱上開(kāi)關(guān)有效切斷本級(jí)故障，以保證故障不越級(jí)，不破壞主干線及上級(jí)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；智能尋址儀及故障指示器輔助巡線查找故障縮短停電時(shí)間的目的，同時(shí)確保配網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

1 總述

1.1 適用范圍

本文根據(jù)供電區(qū)域劃分范圍，針對(duì)不同供電區(qū)域，不同供電方式，對(duì)智能斷路器安裝位置選擇、定值設(shè)定、智能尋址儀、故障指示器提出了相應(yīng)指導(dǎo)意見(jiàn)及方法。

本文適用于各相關(guān)供電區(qū)域10kV配電網(wǎng)智能尋址儀、故障指示器、智能斷路器安裝位置選擇、定值設(shè)定。

1.2 供電區(qū)域定義

A+區(qū)域定義：適用于供電區(qū)負(fù)荷密度σ≥30MW/km2的區(qū)域。

A區(qū)域定義：適用于供電區(qū)負(fù)荷密度15MW/km2≤σ<30MW/km2區(qū)域。

B區(qū)域定義：適用于供電區(qū)負(fù)荷密度6 MW/km2≤σ<15MW/km2區(qū)域。

C區(qū)域定義：適用于供電區(qū)負(fù)荷密度1MW/km2≤σ<6MW/km2區(qū)域。

D區(qū)域定義：適用于供電區(qū)負(fù)荷密度0.1 MW/km2≤σ<1MW/km2區(qū)域。

1.3 智能斷路器、智能尋址儀、故障指示器安裝位置基本總則

智能斷路器：10kV配電線路主干線、農(nóng)村部分支線起始桿（分支線之和長(zhǎng)度大于6km，支線跨越林區(qū)）；

智能尋址儀：10kV架空線路主干線、支線起始桿、10kV電纜分接箱；

故障指示器：電纜出線第一基桿塔、分支線起始桿。

2 智能斷路器安裝位置確定

2.1 供電區(qū)域劃分為A域的配電線路智能斷路器安裝原則

結(jié)合B域配電線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，智能斷路器安裝位置選擇按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

線路主干線分3-5段，并合理布置每段搭接配電變壓器容量在3000-4000kVA。

2.2 供電區(qū)域劃分為B域的配電線路智能斷路器安裝原則

結(jié)合B域配電線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，智能斷路器安裝位置選擇按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

線路主干線分3-5段，并合理布置每段搭接配電變壓器容量在3000-4000kVA。

2.3 供電區(qū)域劃分為C域內(nèi)的配電線路智能斷路器安裝原則

結(jié)合C域配電線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，智能斷路器安裝位置選擇按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

線路主干線分3-5段，并合理布置每段搭接配電變壓器容量在3000-4000kVA。

2.4 供電區(qū)域劃分為D域內(nèi)的配電線路智能斷路器安裝原則

結(jié)合D域配電線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，智能斷路器安裝位置選擇按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

線路主干線分3-5段，每段主干線長(zhǎng)度不小于6km或每段搭接配電變壓器容量在3000-4000kVA；支線長(zhǎng)度大于6km，支線起始桿加裝智能斷路器；支線跨越林區(qū)，支線起始桿加裝智能斷路器。

3 智能尋址儀、故障指示器安裝位置確定

3.1 在變電站出口第一基桿塔上安裝一組故障指示器，這樣可以判明故障是否由線路原因造成，還是由變電站出線電纜故障造成的。

3.2 對(duì)于C域配電線路支線（未加裝智能斷路器）起始桿加裝智能尋址儀，分支線加裝故障指示器。

3.3 對(duì)于D域配電線路支線與分支線長(zhǎng)度之和小于6km時(shí)，在支線起始桿加裝智能尋址器；支線與分支線長(zhǎng)度之和大于6km時(shí)，在支線中間桿處加裝智能巡址儀進(jìn)行分段；分支線加裝故障指示器。

3.4 在B、C、D域配電線路安裝非智能斷路器時(shí)，在斷路器電源側(cè)加裝智能巡檢儀。

3.5 纜化線路在電纜分接箱內(nèi)，各分支電纜頭安裝電纜型智能尋址儀。

4 故障判斷方法

以某10kV線路15號(hào)桿、32號(hào)桿安裝智能管路器；1號(hào)桿、架空線路某分支線1號(hào)桿安裝故障指示器；23號(hào)桿、10號(hào)桿、某支線10號(hào)桿安裝智能尋址儀為例，進(jìn)行故障判斷。

4.1當(dāng)架空線路40號(hào)桿后發(fā)生故障時(shí)

接地故障：40號(hào)、23號(hào)智能巡址儀發(fā)信息，1號(hào)故障指示器單相翻牌，經(jīng)分析判斷40號(hào)桿后線路接地，拉開(kāi)15號(hào)桿斷路器進(jìn)行巡線。

過(guò)流故障：40號(hào)、23號(hào)智能巡址儀發(fā)信息，1號(hào)故障指示器翻牌，32號(hào)桿智能斷路器掉閘，經(jīng)分析判斷40號(hào)桿后線路故障，對(duì)40號(hào)桿后線路進(jìn)行巡線；若23號(hào)智能巡址儀發(fā)信息，32號(hào)桿智能斷路出線開(kāi)關(guān)、15號(hào)桿智能斷路器掉閘，經(jīng)分析判斷23號(hào)桿至32號(hào)桿線路故障，對(duì)23號(hào)桿至32號(hào)桿線路進(jìn)行巡線；若1號(hào)故障指示器翻牌，出線開(kāi)關(guān)、15號(hào)桿智能斷路器掉閘，經(jīng)分析判斷15號(hào)桿至23號(hào)桿后線路故障，對(duì)該段線路進(jìn)行巡線。

主干線路故障以此分析判斷進(jìn)行逐個(gè)故障排查。

4.2 當(dāng)架空線路某分支線1號(hào)桿后發(fā)生故障時(shí)

接地故障：支線10號(hào)、干線23號(hào)智能巡址儀發(fā)信息，干線1號(hào)、某分支1號(hào)桿故障指示器單相翻牌，經(jīng)分析判斷為某支線10號(hào)桿后線路接地，拉開(kāi)某支線1號(hào)桿斷路器進(jìn)行巡線。

過(guò)流故障：支線10號(hào)、干線23號(hào)智能巡址儀發(fā)信息，干線1號(hào)、某分支1號(hào)桿故障指示器翻牌，某支線1號(hào)桿智能斷路器掉閘，經(jīng)分析判斷某支線10號(hào)后線路故障，對(duì)某支線10號(hào)桿后線路進(jìn)行巡線：若某分支線1號(hào)桿故障指示器翻牌，則為該支線1號(hào)桿后線路故障；若某分支線1號(hào)桿故障指示器未翻牌，則為該支線10號(hào)桿后線路故障。

速斷故障：支線10號(hào)、干線23號(hào)智能巡址儀發(fā)信息，干線1號(hào)、某分支1號(hào)桿故障指示器翻牌，出線開(kāi)關(guān)、某支線1號(hào)桿、15號(hào)桿智能斷路器掉閘，經(jīng)分析判斷為某支線10號(hào)桿后線路故障，對(duì)某支線10號(hào)桿后線路進(jìn)行巡線：若某分支線1號(hào)桿故障指示器翻牌，則為該支線1號(hào)桿后線路故障；若某分支線1號(hào)桿故障指示器未翻牌，則為該支線10號(hào)桿后線路故障。

5 柱上開(kāi)關(guān)保護(hù)定值計(jì)算方法

速斷保護(hù)的整定：柱上開(kāi)關(guān)速斷保護(hù)的啟動(dòng)電流小于變電站或上一級(jí)開(kāi)關(guān)速斷保護(hù)的整定電流，應(yīng)躲過(guò)本柱上開(kāi)關(guān)所接后段線路變壓器的勵(lì)磁涌流，時(shí)限為0S。

過(guò)流保護(hù)的整定：柱上開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)的啟動(dòng)電流為開(kāi)關(guān)電流互感器的一次額定電流，這取決于柱上開(kāi)關(guān)互感器變比選擇，一次額定電流應(yīng)大于開(kāi)關(guān)安裝所接線路的實(shí)際最大電流，并取1.2-1.3的可靠系數(shù)，但應(yīng)小于變電站出線線路的過(guò)流保護(hù)定值；時(shí)限設(shè)置，只有一級(jí)開(kāi)關(guān)的設(shè)備為0.2S，有兩級(jí)開(kāi)關(guān)的設(shè)置下級(jí)為0.2S，上級(jí)開(kāi)關(guān)為0.4S，以此類推。

但結(jié)合實(shí)際線路運(yùn)行情況，更有效設(shè)置斷路器定值，所有智能斷路器均采用三段式保護(hù)配置，現(xiàn)級(jí)段只投過(guò)流I段（速斷）保護(hù)，時(shí)限為0S。每臺(tái)智能斷路器過(guò)流定值為該斷路器至未端所帶配變總?cè)萘康?.5倍。

結(jié)合不同供電區(qū)域劃分情況，合理在10kV配電網(wǎng)布置安裝智能斷路器、智能尋址儀、故障指示器，將極大提高10kV配電網(wǎng)的智能化水平，不僅能縮短停電范圍，縮短故障搶修時(shí)間，減少故障巡線工作量，將為實(shí)現(xiàn)故障主動(dòng)搶修提供方便，提升公司優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。