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。文章就該產品應該具有的功能進行了分析，提出了該產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。

配網自動化是智能電網的核心，因此實現配網自動化是搭建智能電網的基礎。目前，電力部門已經全面啟動配網自動化改造項目，在配網自動化改造中，為了保障配網運行的可靠性，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，隔離故障區域，縮小停電范圍，方便故障檢修，提高配電網供電可靠性，實現配網自動化功能。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聯動的隔離刀閘，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域內，為此分界斷路器必須能斷開用戶出現短路、接地等故障時所產生的故障電流，也就是當用戶側出現短路或接地故障時，分界斷路器能及時分閘，防止故障電流進入電網。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，僅出現故障的用戶停電，可以迅速找到故障點，快速修復。

3.2.3 監控負荷變化。分界斷路器可將實時監測支線回路的負荷情況，并將數據上傳電力部門，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絡工作方式。

在分段工作方式下，控制器將執行有壓合閘、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。

在聯絡工作方式下，控制器將監測開關兩側的電壓，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網供電時在主環上作為分段、聯絡開關使用。

4.1.2 電壓電流模式。在該模式下，控制器將執行有壓合閘、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網供電時在主環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，控制器將發出跳閘命令。對于失壓保護，如果裝置記錄有相間保護發生，則直接跳閘，沒有記錄到相間保護發生，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跳閘命令，只記錄故障情況將信息上傳至主站監控系統，作為主站系統判斷故障區間的依據。該工作模式適用于通信及主站可靠性較高場合，可減少對系統的沖擊，快速實現故障區段的隔離及非故障區段的恢復供電。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（光口、電口可選）通信接口，采用IEC870-5-101/104通信協議，方便用戶根據現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控系統。

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

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）同一規格產品可適用于不同中性點接地運行方式的電力配電系統；（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，而且能及時將數據上傳，接受調度的指令，能夠在外部電源消失后控制器連續運行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控系統，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供電可靠性，低成本實現配網自動化功能。

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