10 kV配網架空線路饋線自動化技術

嚴宏

摘 要：簡要介紹了10 kV配網架空線路饋線自動化技術的工作原理和保護配置方案，并在此基礎上提出了饋線自動化技術的故障處理方案和具體措施，以期為我國電力企業合理運用饋線自動化技術提供可行性建議。

關鍵詞：10 kV電力配網；架空線路；饋線自動化；保護配置方案

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.150

隨著國民經濟和自動化技術的發展，人們對電力資源的需求量越來越大，同時，對供電可靠性的要求也越來越高。配電網的可靠、經濟運行在很大程度上取決于配電網結構的合理性、可靠性、靈活性和經濟性，這些又與配網的自動化程度緊密相關。饋線自動化技術是10 kV配網架空線路的重要技術之一，采用饋線自動化技術能夠為10 kV電網配網架空線路的安全性和傳輸速率提供一定的保障，能夠實施故障隔離，恢復對健全區域的供電，提高供電可靠性。但是，在選用相關技術時，要對饋線自動化技術的原理和特征有所認識，并針對可能發生的故障作出一定的預案。本文簡要探討了工作中存在的問題，以提高饋線自動化技術在10 kV配網架空線路中的運用水平。

1 饋線自動化技術概述

饋線自動化是指變電站出線到用戶用電設備之間的饋電線路自動化，其內容可以歸納為兩方面：①正常情況下的用戶檢測、資料測量和運行優化；②事故狀態下的故障檢測、故障隔離、轉移和恢復供電控制。在一定的工作技術原理下，饋線自動化技術可以實現變電站中出線斷路器與運轉的配合。這在某種程度上滿足了饋線自動化技術的兩大需求，即不發生故障時的供電需求和有故障時的隔離需求。

2 保護配置方案簡析

在10 kV電力配網中，饋線自動化技術常見的保護配置方案主要是由智能控制器、負荷開關和斷路器組成的，而主要的設備有主干線的相應設備、分支線的相應設備和分支線中用戶需要的分界負荷開關。

3 故障處理方案

3.1 故障處理原理

3.1.1 發生短路故障

如果發生短路故障，變電站中斷路器進行保護性跳閘，3.5 s之后第一次重合閘，柱上負荷開關在一側得電后依次合閘，當合閘到達故障點之后，第二次跳閘。監控終端通過電壓檢測系統進行一定的邏輯判斷，對需要操作的故障部位兩端的負荷開關進行閉鎖操作，負荷開關再次得電后不會進行合閘操作，但會在準確判斷故障點后作相應的隔離處理。在變電站的出線斷路器中進行第二次重新合閘操作，及時恢復供電，將故障對整個電路的影響降到最低。

3.1.2 發生接地故障

發生單相接地故障時，10 kV配網系統作為一種比較小的電流配網系統，會存在一定的零序電壓。這時，采取傳統的拉線法能夠及時找出故障線路。在具體操作中，將線路的出口斷路器合上，然后逐級合閘。這時，監控終端就要發揮其作用，在檢測到零序電壓時將其隔離，然后對故障點進行閉鎖操作，在工序結束后自動合閘，恢復電力。

3.2 在10 kV配網架空線路中的應用

在故障實例分析中，根據相關操作原理，采用構建模型的方式進行實例分析。饋線自動化構建模型如圖1所示。

圖1中，CB是帶有時限保護和二次合閘功能的饋線出線斷路器，而FB是帶有時限保護功能和二次重合閘工能的主干線分段斷路器，FSW1和FSW2是主干線的分段負荷開關，ZB1是帶有時限保護和二次合閘功能的分支線分界斷路器，YSW1、YSW2、YSW3是分支線用戶分界負荷開關，ZSW1是分支線分界負荷開關，LSW是聯絡開關，圓圈是負荷開關，方塊是斷路器，黑色填充就是閉合，白色填充表示分閘狀態。

3.2.1 主干線的分段斷路器電源側故障

當FSW1與FB之間發生故障時，CB就會進行跳閘動作保護，然后FSW1、FSW2、ZSW1、YSW1、YSW2、YSW3在失壓后也會隨之跳閘，緊接著CB會在5 s之后進行重合閘操作，而FSW1也會延時合閘。如果故障持續，則CB再次跳閘，FSW1在失壓后分閘，對合閘進行閉鎖。這時，CB會在1 min后進行第二次重合閘操作。如果重合成功，那么，故障就解決了。一般情況下，整體的故障處理時間在1 min左右。

3.2.2 主干線分段斷路器負荷故障

如果FSW2與ZSW1之間發生故障，那么，FB會進行保護性跳閘，FSW2、ZSW1、YSW3會在失壓后分閘，然后FB會在5 s之后重新合閘。因為FS2一側有電壓，所以，會延遲5 s合閘。永久故障會導致FB再次跳閘，FSW2分閘，然后開始閉鎖合閘，大概60 s之后FB開始二次合閘，故障被成功解決。

3.2.3 分支線分界負荷開關的負荷側故障

當ZSW1與YSW3之間發生故障，FB保護動作跳閘，FSW2、ZSWI和YSW3在失壓后快速分閘，FB在5 s后重合閘，FSW2一側有壓，在延時5 s后合閘。FSW2在3 s后閉鎖分閘，ZSW1一側有壓，在延時5 s后合閘。鑒于故障情況，FB再次跳閘，ZSW1分閘并閉鎖合閘，FSW2保持合閘，FB在60 s后第二次重合閘。ZSW1成功隔離故障，隔離故障耗時約75 s。

3.2.4 分支線分界斷路器的負荷側故障

當ZB1與YSW1、YSW2之間發生故障時，ZB1保護動作跳閘，ZB1在5 s后重合閘。鑒于故障原因，ZB1再次跳閘，并閉鎖合閘，ZB1成功隔離故障，隔離故障耗時約5 s。

3.2.5 分支線用戶分界負荷開關故障

當用戶YSW3發生永久故障，如果是相間短路故障，FB保護動作跳閘，FSW2、ZSW1、YSW3失壓后快速分閘；如果是單相接地故障，則YSW3跳閘隔離故障，其余開關不動作——FB會在5 s后重合閘；FSW2一側有壓，在延時5 s后合閘，FSW2會在3 s后閉鎖分閘；當ZSW1一側有壓時，會在延時5 s后合閘，在3 s后閉鎖分閘；YSW3一側有壓，會在延時S s后合閘。鑒于故障原因，FB保護動作跳閘，YSW3分閘并閉鎖合閘，FSW2、ZSW1保持合閘。FB在60 s后第二次重合閘。至此，YSW3成功隔離故障，隔離故障耗時約80 s。

4 結束語

綜上所述，饋線自動化功能在整個配網系統中發揮著至關重要的作用，它能夠加強對故障問題的定位、分析、判斷和監測，從而隔離故障，維護配電系統的正常、穩定運行。但是，在實際操作中，也應該注意一些具體的細節，比如主干線分段短路器的設置，饋線出線開關的安排和故障排除，分段負荷開關分閘閉鎖功能的實現，以及對故障影響的優化等。在此過程中，要求技術人員要對饋線自動化技術的工作原理和特征有所認識，具備將理論與實際情況相結合的能力，能夠有效解決饋線自動化技術中的難題。本文簡要探討了10 kV配網架空線路饋線自動化的工作原理和保護配置方案，提出了饋線自動化的故障處理方案，以供相關工作參考，并有效提高饋線自動化在10 kV配網架空線路中的運用水平。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕