電壓型開關(guān)引發(fā)的事故誤判分析及討論

國網(wǎng)山東省電力公司章丘市供電公司 王怡

電壓型開關(guān)引發(fā)的事故誤判分析及討論

國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司 曹貴明 向珉江 王瑞

國網(wǎng)山東省電力公司章丘市供電公司 王怡

隨著智能配電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電壓型開關(guān)因其自動化程度高、對通信要求低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于配電線路。文中通過電壓型開關(guān)引發(fā)的一起事故進(jìn)行分析，探討電壓型開關(guān)在配電運(yùn)維中存在的問題，為智能配電網(wǎng)饋線自動化方案提供依據(jù)。

電壓型開關(guān)；事故誤判；配網(wǎng)自動化

0 引言

隨著電壓型開關(guān)和智能終端設(shè)備技術(shù)的逐步發(fā)展，“電壓—時間型”配網(wǎng)自動化模式得到了越來越多的青睞。電壓型開關(guān)以其來電合、失電分、維護(hù)簡單和不依賴于通信等特點(diǎn)，在農(nóng)村線路、郊區(qū)線路或供電半徑較長的線路上廣泛應(yīng)用，本文通過分析一起由電壓型開關(guān)引發(fā)的事故誤判，探討電壓型開關(guān)在配電運(yùn)維中存在的問題[1-4]。

1 現(xiàn)場事故實(shí)例

1.1 現(xiàn)場事故簡述

圖1 現(xiàn)場接線圖

10 kV朱齊線與10 kV楊莊線為某變電站同一母線出線，兩線路間安裝電壓型開關(guān)1臺，外置PT兩臺，作為聯(lián)絡(luò)，如圖1所示。當(dāng)時母線接地，調(diào)度試?yán)€路后，判斷為10 kV朱齊線與10 kV楊莊線同時發(fā)生接地故障，經(jīng)運(yùn)維人員現(xiàn)場查明，故障僅為10 kV朱齊線38號桿有接地故障，楊莊線無故障，試送成功。

1.2 現(xiàn)場過程說明

母線接地后，大都采取逐條線路試?yán)ㄟ^觀察母線接地信號是否消失來判斷接地線路。

(1)試?yán)瓧钋f線。當(dāng)拉開楊莊線時，接地未消失，將楊莊線送電，但此時由于電壓型聯(lián)絡(luò)開關(guān)檢測到一側(cè)失電，開始重合計(jì)時，經(jīng)延時后合上楊莊線與朱齊線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

(2)試?yán)忑R線。當(dāng)拉開朱齊線時，由于此時朱齊線由楊莊線轉(zhuǎn)供，因此母線接地信號仍未消失。經(jīng)試?yán)谐鼍€后，調(diào)度發(fā)現(xiàn)接地信號仍未消除，判斷為多條線路接地，遂將所有出線全部停電后，逐條試送。

(3)送上朱齊線，母線發(fā)出接地信號。判斷為10 kV朱齊線有接地，將其拉開。

(4)送上楊莊線，母線電壓正常，聯(lián)絡(luò)開關(guān)經(jīng)延時合閘后，母線又發(fā)生接地，因此判斷楊莊線有接地。

最終調(diào)度判斷來10 kV朱齊線與10 kV楊莊線同時接地。

1.3 事故原因分析

電壓型開關(guān)作為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時，其參數(shù)主要為確認(rèn)隔離故障時間和一側(cè)失電延時合閘時間XL（事先設(shè)定值），延時合閘時間要大于隔離故障時間，確保不擴(kuò)大故障范圍[5]。

通過還原事故過程我們發(fā)現(xiàn)，由于開關(guān)參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確，在一側(cè)失電延時合閘時間與故障確認(rèn)時間不匹配，當(dāng)朱齊線側(cè)失電，控制器開始計(jì)時，計(jì)時超過XL時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動合閘，朱齊線恢復(fù)供電，造成聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘于故障，故障范圍擴(kuò)大。因此在設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)XL值時，應(yīng)大于兩邊線路分段開關(guān)最大的重合時間。

圖2 開關(guān)動作時序表

2 電壓型開關(guān)使用中存在的其他問題

2.1 送電時易造成“帶負(fù)荷合刀閘”

柱上電壓型開關(guān)實(shí)際由負(fù)荷開關(guān)和隔離開關(guān)兩部分組成，負(fù)荷開關(guān)在兩側(cè)或電源側(cè)單側(cè)安裝兩相PT，由于PT取自電源側(cè)及負(fù)荷側(cè)的不同兩相，如圖3所示，在柱上開關(guān)送電時，按照“先合刀閘，再合開關(guān)”的常規(guī)步驟進(jìn)行，就存在巨大安全風(fēng)險。

圖3 電壓型開關(guān)PT接線圖

假設(shè)剛好先合上接有PT的兩個刀閘，控制器就判斷為有電，遵照“來電合”原則，開關(guān)就會自動合閘。此時如果再去合最后一個刀閘，就會造成“帶負(fù)荷合刀閘”的情況，觸犯“五防”底線，造成人身觸電或設(shè)備損壞的情況。

通過對控制器的設(shè)置及負(fù)荷開關(guān)與隔離開關(guān)之間的配合，我們可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的正確操作。最正確、安全的送電步驟應(yīng)該是：先將開關(guān)控制器打到“手動分”位置，再合上三相隔離開關(guān)，然后再將開關(guān)控制器打到“手動合”位置，實(shí)現(xiàn)開關(guān)送電。通過內(nèi)部機(jī)構(gòu)的控制，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷開關(guān)與隔離開關(guān)間相互配合，實(shí)現(xiàn)正確的操作順序。

2.2 電壓型開關(guān)保護(hù)動作時存在反復(fù)停送電的情況

配電線路故障分瞬時性和永久性故障兩類[6-7]：

（1）瞬時性故障時，線路上的電壓型開關(guān)每間隔7 s依次重合，重合成功。

（2）永久性故障時，當(dāng)合閘到故障點(diǎn)上一級開關(guān)時，站內(nèi)出線開關(guān)再次跳閘，隨后故障點(diǎn)上、下兩級開關(guān)將會自動閉鎖。第二次重合時，故障點(diǎn)處上、下兩級開關(guān)將不再合閘。因此，第一次重合閘的目的是判斷故障區(qū)間，對相關(guān)的開關(guān)進(jìn)行合閘閉鎖；第二次重合閘的目的是非故障區(qū)域送電。

因此，當(dāng)線路發(fā)生永久故障時，電壓型開關(guān)在正確判定故障過程會造成線路上用戶反復(fù)停送電，給用戶家中電氣設(shè)備造成一定的沖擊和損壞。對此建議線路上用戶應(yīng)配合使用“無壓釋放”型低壓開關(guān)，緩解多次停送電造成的沖擊。

2.3 開關(guān)兩側(cè)均有電時開關(guān)需要強(qiáng)合

電壓型開關(guān)在兩側(cè)均有電時，不遵循“有電自動合”的規(guī)則，此時合閘需要強(qiáng)合。電壓型開關(guān)可以通過選擇控制器的撥片來選擇開關(guān)處于分段模式（S檔）還是聯(lián)絡(luò)模式（L檔）[8]。無論哪種模式下，兩側(cè)均有電時控制器啟動合閘閉鎖功能，不會自動合閘，其目的是避免合環(huán)運(yùn)行。因?yàn)閮蓚?cè)均有電時，開關(guān)的判斷邏輯認(rèn)為無停電區(qū)域，因此不自動合閘。

3 結(jié)語

電壓型開關(guān)在配電線路自動化中應(yīng)用廣泛，在智能化配電網(wǎng)中起著關(guān)鍵的作用。作為配電線路、設(shè)備的運(yùn)維管理部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)培訓(xùn)，了解電壓型開關(guān)的原理，正確配置參數(shù)，同時采取有效的管理措施和技術(shù)措施，提高運(yùn)行管理水平，避免出現(xiàn)類似問題。

[1]李曉琦，林山，等．智能配電網(wǎng)饋線自動化方案研究及應(yīng)用[J].2013，（9）：16-20．

[2]王興念，秦賀，等．電壓-時間型饋線自動化變電站重合閘配合應(yīng)用與探討[J]．電工技術(shù)，2016，（5）：7-8．

[3]林功平．配電自動化與10kV智能開關(guān)[J].電力系統(tǒng)自動化，2002，（6）：70-72.

[4]楊洪．配電網(wǎng)饋線自動化解決方案的技術(shù)策略[J].工業(yè)技術(shù)，2012，（22）.

[5]劉建，倪建立，等．配電自動化的模式及饋線開關(guān)的選擇[J].電網(wǎng)技術(shù)，2000，24（11）.

[6]林功平．配電網(wǎng)饋線自動化解決方案的技術(shù)策略[J].電力系統(tǒng)自動化，2001，4（10）：52-55．

[7]康文文，張松，等.“電壓-時間”型饋線自動化模式在10kV架空線路的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2013，（5）：33-35.

[8]秦賀，呂妍．淺析配電自動化電壓型開關(guān)及事故分析[J].山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報，2013，16（4）.