10 k V架空線就地型饋線自動化開關應用研究

溫健鋒

(廣東電網有限責任公司江門臺山供電局，廣東江門 529200）

10 k V架空線就地型饋線自動化開關應用研究

溫健鋒

(廣東電網有限責任公司江門臺山供電局，廣東江門 529200）

介紹了10 k V就地型饋線自動化開關的數量及布點要求，通過對自動化開關的應用，能夠有效降低事故發生率，提高供電可靠性。

10 k V就地型饋線自動化開關；數量；布點；應用

0 引言

配電網配套建設中，配網自動化系統是主要內容之一。由于供電區域配電自動化的覆蓋率逐漸增大，其建設投資也在不斷擴大，因此做好自動化設備工作，能夠在很大程度上提高配電自動化的投資效益。饋線自動化是配電自動化的基本組成部分，也是配電自動化具備的所有功能中最為主要的功能，能夠有效提高配電系統的供電可靠性。饋線自動化的主要功能有檢測、定位、隔離故障及網絡重構等。就地型饋線自動化不依賴配電自動化主站，而是通過配電自動化終端，利用自身的邏輯控制能力，實現故障檢測、定位、隔離，并恢復無故障區域的正常供電，其具有投資少、收益高、效果好的特點。

1 10 kV就地型饋線自動化開關的數量及布點要求

1.1 10 kV就地型饋線自動化開關的數量要求

實施饋線自動化就必須對以往的舊開關進行自動化改造，或在新建線路時選擇使用自動化開關。自動化開關的數量越多，受到故障影響的用戶數量就越少，時間就越短，但工程造價相比就較高了。某電網公司統計了10 k V線路發生故障的部位，結果顯示，配網線路主干線的故障率達到43%，而分支線的故障率達到57%，且一級分支線故障比例為24%，而二級以上分支線的故障比例為33%。通過運用10 k V架空饋線接線方法，配置不同數量的就地型饋線自動化開關，對投資效益和開關數量進行分析，結果如表1所示。表1數據表明，自動化開關數量不斷增加，投資效益會有所下降。為達到效益好、投資低的目標，研究表明，把10 k V架空饋線主干線的分段以及聯絡開關改造為自動化開關，其總體收益就會達到最高。除此之外，分支線的自動化開關數量要控制在3臺以內，包括聯絡開關時不可超過4臺。

表1 配置不同數量自動化開關的投資效益

1.2 10 kV就地型饋線自動化開關的布點要求

對于電壓—時間型自動化開關進行布點時，要綜合考慮線路的負荷、長度及用戶數量等。線路主干線采用自動化負荷開關時，要按照三分段一聯絡的規定要求，在主干線設置2臺自動化分段開關，如果主干線的線路比較長，可按照實際需要增加1臺分段開關，即主干線開關包括聯絡開關不超過4臺；如果分支線的線路比較長，設備老化、易發生故障，對于供電可靠性不高的線路，可設置自動化負荷開關；若要求較高的供電可靠性，可設置自動化斷路器。

對于電壓—電流型自動化開關進行布點時，要綜合考慮線路的實際長度、用戶數量和負荷等。通常情況下，主干線線路要設置2臺或3臺分段負荷開關，把主干線路平均分為3段或4段。因為電壓—電流型自動化開關在變電站第一次重合閘后，如果沒有發現、檢測出故障信息，閉鎖分閘，從而使此開關在變電站第二次重合閘時始終處于閉合狀態，在此情況下，如果線路比較長，且故障處于線路末端，就有可能導致變電站開關誤動，影響發生故障區域用戶的正常用電。因此，對于線路比較長，主干線和分干線自動化分段開關分段大于5段時，要設置1臺主干線分段斷路器，減少停電范圍。

2 10 kV就地型饋線自動化開關的應用

2.1 電壓—時間型自動化開關的應用

電壓—時間型自動化開關系統示意圖如圖1所示。CB為饋線出線斷路器，具有帶時限保護與二次重合閘的功能；FSW1和FSW2是主干線的分段負荷開關；ZSW1是分支線的負荷開關；LSW是聯絡開關。

圖1 電壓—時間型自動化開關系統示意圖

工作原理:(1）K1發生永久故障，CB繼電保護分閘，FSW1、FSW2以及ZSW1因失壓分閘，LSW一側失壓，計時5 s后，第一次重合閘，因為K1發生永久故障，CB開關分閘，閉鎖二次重合閘；FSW1開關得電，3 s內失壓，閉鎖合閘；LSW一側失電45 s后，延時合閘；FSW1因閉鎖合閘，無法合閘，K1故障被隔離，未發生故障區域恢復正常供電。(2）K2發生永久故障，CB分閘，FSW1、FSW2以及ZSW1因失壓分閘，LSW一側失壓，計時5 s后，CB第一次重合閘，7 s后，FSW1合閘，因為K2為永久故障，CB分閘；FSW1合閘后3 s內，失壓，閉鎖合閘；FSW2得電，3 s內失壓，閉鎖合閘；5 s后CB第二次重合閘，LSW一側失電45 s，延時合閘；FSW1、FSW2無法合閘，K2被隔離，未發生故障區域恢復正常供電。(3）K3發生永久故障，CB分閘，FSW1、FSW2以及ZSW1分閘，LSW一側失壓，計時5 s后，CB第一次重合閘，7 s后，FSW1、FSW2延時合閘，因K3為永久故障，CB分閘；FSW2合閘后，3 s內失壓，閉鎖合閘；LSW得電，3 s內失壓，閉鎖合閘；5 s后CB第二次重合閘，FSW1、ZSW1延時合閘；FSW2、LSW 閉鎖合閘，K3被隔離，未發生故障區域恢復正常供電。(4）K4永久故障，CB分閘，FSW1、FSW2和ZSW1分閘，LSW一側失壓，計時5 s后，CB第一次重合閘，7 s后FSW1、FSW2延時合閘，12 s后ZSW1合閘；因為K4為永久故障，CB分閘，FSW1、FSW2和ZSW1延時分閘；5 s后CB第二次重合閘，FSW1、FSW2延時合閘；LSW兩側有壓，開關分閘，閉鎖合閘，K4被隔離，未發生故障區域恢復正常供電。

2.2 電壓—電流型自動化開關的應用

電壓—電流型自動化開關系統示意圖如圖2所示。CB為饋線出線斷路器，具有帶時限保護與二次重合閘的功能；FSW1和FSW2是主干線的分段負荷開關；FB是分段斷路器；ZB1為分支線的分界斷路器；LSW為聯絡開關。

圖2 電壓—電流型自動化開關系統示意圖

工作原理:(1）K1、K2點存在永久故障，其動作原理和電壓—時間型一致，但故障隔離時間較短。(2）K3永久故障，FB分閘，FSW2因失壓分閘，LSW一側失壓，計時5 s后，FB第一次重合閘，7 s后FSW2延時合閘，FB分閘；同時FSW2合閘，3 s內檢測到故障電流，分閘、閉鎖合閘；LSW得電，3 s內失壓、合閘；5 s后，FB二次重合閘；FSW2、LSW無法合閘，K3被隔離，未發生故障區域恢復正常供電。(3）K4永久故障，ZB1分閘，5 s后ZB1一次重合閘，CB分閘；二次重合閘，K4被隔離，未發生故障區域恢復正常供電。

3 結語

10 kV架空線就地型饋線自動化開關適用于城市郊區等多采用架空線路的地方，網架完善、用戶數量多、通信不好、線路故障多的地方也比較適用。通過改變自動化開關的狀態，降低故障發生率，可以提高電壓質量以及供電可靠性。

[1]張延泰.10 k V架空線就地型饋線自動化開關的應用[J].電氣技術，2013(4）

2014-10-24

溫健鋒(1978—），男，廣東臺山人，電氣工程師，研究方向:配網自動化。