一起10kV配電網(wǎng)柱上智能分段開關(guān)倒閘操作異常分析

李承熹 何仁君

【摘 要】針對(duì)一起10kV配電網(wǎng)柱上智能分段開關(guān)送電操作時(shí)發(fā)生的異常進(jìn)行分析。通過(guò)配電網(wǎng)智能分段開關(guān)的“得電自動(dòng)合閘”功能的原理，結(jié)合操作規(guī)程中柱上開關(guān)的倒閘操作步驟和順序，指出在對(duì)智能分段開關(guān)進(jìn)行送電操作時(shí)，必須退出智能分段開關(guān)的自動(dòng)功能，否則將會(huì)導(dǎo)致帶負(fù)荷合刀閘的誤操作事故。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；柱上開關(guān)；智能開關(guān)；分段開關(guān)；倒閘操作

中圖分類號(hào)： TM86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）32-0213-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.099

0 引言

10kV配電網(wǎng)普遍采用安裝于電桿上的斷路器（俗稱“柱上開關(guān)”）對(duì)配電線路進(jìn)行停、送電操作。傳統(tǒng)的柱上開關(guān)只具有人工分合閘及開關(guān)本體的電流速斷保護(hù)功能，而隨著廣西電網(wǎng)大力推行配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，大量的柱上智能開關(guān)[1]開始逐步投產(chǎn)并取代傳統(tǒng)的柱上開關(guān)。目前在配網(wǎng)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣的是“智能分段開關(guān)”。智能分段開關(guān)具有得電合閘、失電分閘的自動(dòng)變位功能。智能分段開關(guān)的逐步應(yīng)用大大提高了配電網(wǎng)自動(dòng)隔離故障并恢復(fù)供電的能力，但同時(shí)也帶來(lái)了一些在倒閘操作中異于傳統(tǒng)開關(guān)的新問(wèn)題。

1 智能分段開關(guān)的功能

智能分段開關(guān)[2]具有得電合閘、失電分閘的自動(dòng)變位功能，典型的配網(wǎng)智能分段開關(guān)分布接線圖如圖1所示。

圖1中開關(guān)CB1為35kV以上變電站的10kV出線開關(guān)，為傳統(tǒng)高壓真空斷路器。開關(guān)FB1和FB2分別為所在10kV配電線路上的兩個(gè)智能分段開關(guān)，這兩個(gè)開關(guān)將線路分割成不同的用戶片區(qū)。正常運(yùn)行狀態(tài)下，開關(guān)CB1、FB1、FB2均在合閘位置，全線路正常供電。當(dāng)該配電線路上出現(xiàn)短路故障時(shí)，智能分段開關(guān)FB1和FB2并沒(méi)有過(guò)流跳閘功能，而是由變電站出線開關(guān)CB1跳閘切除故障。CB1跳閘后，智能開關(guān)FB1和FB2啟動(dòng)“失電分閘”功能，兩個(gè)開關(guān)均自動(dòng)失壓跳閘，跳閘時(shí)間一般整定為2s。由于CB1開關(guān)一般配置自動(dòng)重合閘功能，因此當(dāng)CB1重合成功后，先由FB1單側(cè)得電從而啟動(dòng)“得電合閘”功能，合閘時(shí)間一般整定為7s，即7s后FB1得電合閘，恢復(fù)FB1與FB2之間的線路的供電。隨后，F(xiàn)B2單側(cè)得電，7s后也啟動(dòng)“得電合閘”功能，F(xiàn)B2自動(dòng)合上，恢復(fù)全線路的供電。

2 智能分段開關(guān)操作異常的過(guò)程

某日，如上圖1所示的某線路FB1開關(guān)與FB2開關(guān)之間發(fā)生永久性故障，導(dǎo)致變電站出線開關(guān)CB1跳閘，重合閘后再跳。故障發(fā)生后，CB1、FB1和FB2三臺(tái)開關(guān)均在分閘狀態(tài)。線路搶修班前往現(xiàn)場(chǎng)排查故障，確認(rèn)故障發(fā)生于開關(guān)FB2本體附近導(dǎo)線，因此在拉開FB2開關(guān)兩側(cè)刀閘后，進(jìn)行登桿搶修，與此同時(shí)先恢復(fù)CB1和FB1開關(guān)運(yùn)行，保證一部分負(fù)荷的供電。搶修完成后，F(xiàn)B2開關(guān)具備恢復(fù)送電的條件。線路操作人員隨即按照規(guī)程規(guī)定[3]“合上開關(guān)電源側(cè)刀閘-合上開關(guān)負(fù)荷側(cè)刀閘-合上開關(guān)”的順序恢復(fù)FB2送電，在合上負(fù)荷側(cè)刀閘的時(shí)候發(fā)現(xiàn)刀閘觸頭有強(qiáng)烈電弧，表明發(fā)生帶負(fù)荷合刀閘的誤操作。

3 操作異常原因分析

對(duì)于本次帶負(fù)荷合刀閘的誤操作，我們進(jìn)行了原因分析。FB2開關(guān)兩側(cè)刀閘接線如圖1所示。

圖1中DZ1為電源側(cè)刀閘，DZ2為負(fù)荷側(cè)刀閘。當(dāng)操作班人員合上電源側(cè)刀閘DZ1后，再合上負(fù)荷側(cè)刀閘DZ2時(shí)，發(fā)現(xiàn)DZ2刀閘觸頭有強(qiáng)烈拉弧現(xiàn)象，并且發(fā)現(xiàn)此時(shí)開關(guān)本體FB2已在合上位置。因此我們判斷，是由于合上DZ1后，開關(guān)FB2已單側(cè)帶電，滿足“得電合閘”功能的啟動(dòng)條件，滿足7s的合閘時(shí)限后開關(guān)便會(huì)自動(dòng)合上。而操作班人員進(jìn)行負(fù)荷側(cè)刀閘DZ2的合閘操作時(shí)，F(xiàn)B2已經(jīng)由于自動(dòng)得電合閘而處于合閘位置，從而導(dǎo)致本次帶電合刀閘的誤操作事件的發(fā)生。

4 改進(jìn)措施

針對(duì)此類智能分段開關(guān)得電合閘導(dǎo)致的誤操作事件，我們提出2點(diǎn)改進(jìn)措施，并進(jìn)行了可行性分析。

（1）將開關(guān)兩側(cè)刀閘的操作順序進(jìn)行調(diào)整。即先合上負(fù)荷側(cè)刀閘，再合上電源側(cè)刀閘。這樣的操作順序可以避免智能開關(guān)本體不誤啟動(dòng)“得電合閘功能”，避免帶負(fù)荷合刀閘。但是這種操作順序明顯違反安全規(guī)程，假如在合上電源側(cè)刀閘前開關(guān)由于其他原因“假分”（即指示位置為分閘，但實(shí)際上為合閘），將會(huì)造成帶負(fù)荷合電源側(cè)刀閘，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起上一段線路故障，使停電故障面積擴(kuò)大。因此此措施不予采納。

（2）開關(guān)刀閘的操作順序不變，在操作開關(guān)兩側(cè)刀閘前，退出開關(guān)的自動(dòng)分合閘功能，待開關(guān)送電正常后再投入自動(dòng)功能。退出智能分合閘功能后，此時(shí)的智能開關(guān)就相當(dāng)于傳統(tǒng)的柱上開關(guān)，不會(huì)自動(dòng)得電合閘，保證在刀閘操作時(shí)開關(guān)保持在分閘位置，也有效避免了上述的帶負(fù)荷合刀閘的風(fēng)險(xiǎn)。要對(duì)開關(guān)的自動(dòng)功能進(jìn)行投退，可以通過(guò)投退終端控制器的分合閘壓板或更改控制器保護(hù)定值中的控制字實(shí)現(xiàn)，無(wú)需一次設(shè)備停電，可操作性強(qiáng)，因此該改進(jìn)措施有效可行。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)一起智能分段開關(guān)送電時(shí)發(fā)生的操作異常事件，根據(jù)智能開關(guān)的“得電合閘”功能對(duì)事件進(jìn)行原因分析，并提出在送電操作前退出開關(guān)自動(dòng)化功能的改進(jìn)措施，確保配電線路送電操作時(shí)的設(shè)備和人身安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊樂(lè)新.配電網(wǎng)智能開關(guān)裝置的研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2011

[2]戴新文.配電網(wǎng)自動(dòng)分段開關(guān)選型探討[J].供用電，2002，19（1）：20-21.

[3]Q/CSG 510001-2015《中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程》.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司，2015.