10kV架空線路饋線自動化系統規劃設計綜述

王 晶

(哈爾濱江南供電設計有限公司，黑龍江 哈爾濱150000)

饋線自動化主要是形容變電站從出線到用戶用電設備這兩個間隔之間的饋電線路自動化運行，其中所包含的內容主要可以到了對于用戶進行檢測和運行優化， 此外， 還能夠針對故障狀態進行檢查、控制、轉移。而這方面的功能恰恰對于電網系統的可靠性、安全性起到了極其重要的作用，所以，必須要對饋線自動化系統規劃加以重視。下文主要針對10kV 架空饋線自動化系統規劃設計加以綜述。

1 饋線自動化工作原理

本模式為10kV 中性點消弧線圈接地系統研發的饋線自動化模式,該模式成套設備由壓型柱上負荷開關、電壓型監控終端及三相－零序組合式電壓互感器三組件組成, 成套設備采用電壓－時限工作原理,與變電站出線斷路器配合, 完成故障的隔離和非故障區間的供電恢復。

1.1 短路故障處理原理

當線路發生短路故障時, 變電站出線斷路器保護跳閘, 經過大于3.5 秒后第一次重合閘,柱上負荷開關一側得電后逐級延時合閘,當合閘到故障點后,變電站出線斷路器再次跳閘,同時監控終端通過電壓－時限邏輯判斷出故障點并閉鎖故障點兩端負荷開關,保證負荷開關再次得電后不合閘(此次重合閘是為了判斷故障點并隔離故障點);變電站出線斷路器第二次重合閘,恢復故障點前端線路供電,聯絡開關延時合閘,自動恢復故障點后端線路供電。

1.2 接地故障處理原理

由于10kV 系統是小電流接地系統, 發生單相接地故障時, 整個10kV 系統都有零序電壓, 此時需要通過人為的拉線法找出故障線路。當找出故障線路后,再人為合上線路出口斷路器,柱上負荷開關單側得電后延時逐級合閘,合閘到非故障區段線路,監控終端檢測不到零序電壓,合閘到故障區段線路后,監控終端檢測到零序電壓,此時監控終端給負荷開關發出分閘命令成功隔離故障,同時故障點后端監控終端感受到一個瞬時電壓也成功閉鎖。 聯絡開關經延時后,自動合閘恢復故障點后端線路供電。

2 饋線自動化保護配置方案(斷路器＋負荷開關＋智能控制器)

本文設計的自動化系統中所涉及到的主要為： 饋線出線斷路器、主干線分段斷路器、主干線分段負荷開關、分支線分界斷路器、分支線分界負荷開關、分支線用戶分界負荷開關。

2.1 饋線出線斷路器

饋線出線斷路器配置二次重合閘,設速斷保護、帶時限過流保護、零序保護裝置。速斷和過流保護動作時間整定為0.3s,零序保護時間整定為1s。 一次重合閘延時5s,二次重合閘延時60s。 二次重合閘閉鎖時間為5s。

2.2 主干線分段斷路器——配備時限電流保護

在饋線主干線上來對于一臺自動化的饋線分段斷路器進行設置。分段斷路器本身配置了零序電流互感器以及三相電流互感器，其中具備了對零序電流、短路電流、負荷電流進行分段處理。 此外，饋線自動化分段斷路器必須要和饋線自動化控制器相連接。

主干線分段斷路器FB 能夠直接將主干線分成兩端， 而在分段過程中所必須加以遵循的原則就在于對線路本身的負荷分布加以重視，而開關兩側所存在的饋線負荷以及線路長度等方面的參數，都要盡量保持協調。

2.3 主干線分段負荷開關

在主干線上來對饋線自動化分段負荷開關進行設置之后，能夠切實有效的達到自動隔離故障區域的目的。分段負荷開關配置電流互感器、三相電壓互感器，本身具備了對負荷電流加以分斷的能力。主干線在進行負荷開關分段的過程中，可以直接依據各方面的實際情況來進行多臺設置，并且可以在主干線上的任何位置進行設置。 饋線自動化負荷分段開關要與自動化控制器相連接。

2.4 分支線分界斷路器——配備時限電流保護

分支線分界斷路器本身主要是在主干線的主分支線路首端倆進行設置，該斷路器所起到的主要作用便是對分支線上所存在的故障現象進行隔離。 分段斷路器之中配置了零序電流以及三相電流互感器，其本身具備了對于負荷電流、短路電流、零序電流等進行分斷的能力，并且在分支線的分斷路器之中還應當要配置上相應的自動化控制器。

在主干線分段斷路器(FB)電源側的分支線上,分支線分界斷路器可整定相間短路動作時限為0.15s,零序保護0.6s,并可在第二級分支線上再增加一個分支線用戶分界斷路器,相間短路保護動作時限整定為0s,零序保護0.3s。

分支線分界斷路器可以直接設置在線路延伸距離長、負荷較重以及故障頻發的支線首端上。并且在單獨一條線路之上不應當有過多的電流保護動作，尤其是保護時間為0s 的分界斷路器，這樣做的目的是為了避免出現瞬間故障而導致斷路器跳閘的可能性。

2.5 分支線分界負荷開關

分支分界符合開關在進行處理的過程中，應當要直接安裝在相應的分支線首端上，該措施所起到的主要作用就是為了能夠對分支線上所存在的故障加以隔離。 分支線分界符合開關之中配置了電流互感器、三相電壓、零序互感器等，具備了對零序電流以及負荷電流進行分斷的功能，并且還能夠對單相接地故障進行隔離，分支線的分界負荷開關必須要和自動化饋線控制器相結合。

分支線以設置分支線分界負荷開關為主,所帶負荷較重的大分支線可在分支線首端設置分支線分界斷路器,下級設置分界負荷開關。

2.6 分支線用戶分界負荷開關

分支線用戶的相應分界開關， 應當要裝在10kV 配網架空線路的分支線上來對于用戶具體出門位置的責任分界點之上。這一環節具備了分斷負荷電流、單相接地故障等自動隔離的功能，在用戶分界負荷開關之上必須要配置上相應的零序電流互感器、三相電流互感器。

分支線用戶分界負荷開關與分支線分界負荷開關的功能基本相同,應選擇安裝在重要用戶與公網線路的責任分界點,尤其是曾多次發生用戶出門事故的用戶。

CB 為帶時限保護(過流：0.30s,零序1.0s)和二次重合閘功能的饋線出線斷路器;FB 為帶時限保護(過流：0.15s,零序0.6s)和二次重合閘功能的主干線分段斷路器;FSW1～FSW2 為主干線分段負荷開關;ZB1 為帶時限保護(速斷0s,零序0.3s)和二次重合閘功能的分支線分界斷路器;ZSW1 為分支線分界負荷開關;YSW1～YSW3 為分支線用戶分界負荷開關;LSW 為聯絡開關;方框表示斷路器,圓圈表示負荷開關;開關填充黑色表示閉合,填充白色表示分閘。

3 結語

綜上所述，在饋線自動化系統規劃之中，涉及到了多個不同的重要部分，任何一個環節的設置不當，都有可能會導致饋線自動化系統出現故障。 因此，務必要各個重點環節加以控制，防止出現任何隱患，這對于整個電網系統的長久運行來說，起到了極其重要的作用。

［1］朱學森.饋線自動化的模式及應用[J].農村電工，2004(9).

［2］董霞威.配電網自動化中饋線自動化的實現及分析[J].內蒙古電力技術，2003.