10KV配網戶外分界負荷開關運行分析

賀永佳

（廣東電網公司珠海供電局，廣東 珠海 519100）

1 前言

隨著電網供電可靠性要求越來越高，采用技術手段準確定位隔離故障區域對提高供電可靠性意義重大。通常在主干線加裝自動化分段開關判斷隔離故障分段，在重要支線加裝自動化負荷開關隔離支線故障相配合的方式，縮小故障影響范圍，實現非故障分段的快速復電。

珠海供電局在2006年開始試運行可隔離用戶支線故障的10kV配網戶外用戶分界負荷開關（簡稱分界負荷開關），本文對近幾年分界負荷開關的運行情況進行了分析。

2 分界負荷開關的簡介

2.1 結構、功能和安裝位置

分界負荷開關一般由開關本體及測控單元兩大部分構成，如圖1。帶有一套內置或外置電壓互感器、一套內置電流互感器；內部有CPU處理器和通訊模塊；故障跳閘時帶有電壓判斷和故障記憶；具備跳閘閉鎖功能。

運行中可自動切除單相接地故障、自動隔離相間短路故障、快速定位故障點、監控用戶負荷、用于操作拉合負荷電流等。分界負荷開關適用于10kV中性點不接地、經消弧線圈接地或經低電阻接地系統的10kV架空配電線路或混合線路，安裝在支線上，如圖2。

圖1 分界負荷開關結構

圖2 分界負荷開關安裝位置

2.2 分界負荷開關的分類

根據是否帶重合閘功能，可將分界負荷開關分為兩類，第一類“無重合閘”功能，具有隔離界內單相接地、相間短路的特點，需要手動儲能。

第二類“帶重合閘”功能，可以隔離界內單相接地、相間短路，具備自動重合閘，能躲開界內瞬間故障，在電動操作時可以自動儲能（手動操作時仍需手動儲能）。

2.3 分界負荷開關的動作邏輯

兩類分界負荷開關的故障處理邏輯見表1。

表1 分界負荷開關的故障處理邏輯

3 “無重合閘”分界負荷開關運行分析

珠海供電局在2006年安裝了第一類用戶分界負荷開關，型號為FZW28-12F（FFK），無重合閘功能，試運行零序延時整定為2S。運行情況分析如下：

3.1 主要運行特點

在不依賴通信的情況下，可隔離界內瞬時或永久的單相接地、相間短路故障，可以躲開界外故障；無論是界內還是界外，發生永久故障后，均可以縮小巡線范圍，如分界負荷開關動作，則巡視界內線路，如不動作，則巡視界外線路，從而達到縮小巡視范圍的目的；在發生界內永久性相間短路故障時，非故障線路可迅速復電，未安裝分界負荷開關前，需全線巡視后方可復電，而安裝后界內故障線路被隔離，其他界外非故障線路經重合閘迅速恢復供電。

3.2 存在的不足的分析

在發生相間短路時，因其不具備開斷短路電流能力，故不能在變電站出線保護動作前對支線的短路故障進行隔離。

該類開關不能認定界內故障性質，只能全部當作永久性故障進行處理后方可送電，這將延長界內用戶復電時間。

在界內瞬時單相接地時，自動跳閘會造成用戶不必要的失電。其中，對于瞬時單相接地故障試運行設置的零序保護動作時間是2s，躲不過較長時間的接地故障。根據運行經驗，改成60s運行效果有待觀察。

對于界內瞬時相間短路，延長界內用戶復電時間。未裝分界負荷開關時，瞬時故障經變電站重合后即可全線復電；在裝有分界負荷開關時，界外線路經重合可快速復電，但因不能斷定界內線路故障類型，故需巡線后方可對界內送電，從而延長復電時間。對于瞬時性相間短路，考慮通過重合閘功能進行改進。

在不帶通訊的時候，分界負荷開關跳閘不能及時察覺，有些被動。可考慮加通信模塊解決此矛盾，但需要有后臺支持，也將增加設備和通信成本。

每次合閘之后均需手動儲能，否則在故障時不能自動跳閘。這意味著即便帶通信功能，遙控合閘后還要派人到現場手動儲能，需改進為自動儲能。在管理上，第一，需該加強該類開關特點的培訓；第二，通過在制定停送電操作票規范，在票面增加檢查儲能位置及檢查蜂鳴提示項；第三，在后臺增加開關未儲能報警。

在動作記錄方面，該批分界開關只能保存50條SOE記錄，因此，如果下載或上傳不及時，將被后面的動作記錄覆蓋，影響對故障的分析。

在定值管理方面，涉及開關界內支線的改造，須經自動化管理人員審核，避免因線路參數變動而導致拒動和誤動。

4 “帶重合閘”分界負荷開關運行分析

珠海供電局在2008年和2009年分批安裝了第二類用戶分界開關，型號為GDFZ1-12F（FFK），具有重合閘功能，內置了通訊模塊，零序延時整定為60s。運行情況分析如下：

4.1 主要運行特點

從運行的情況看來，第二批“帶重合閘”的分界負荷開關繼承了第一代“無重合閘”分界負荷開關的3個特點，同時具有以下新特點：通過設置重合時間參數，可以躲過一些瞬時性的故障；在選擇電動操作模式時，可以不用進行手動儲能。

4.2 存在的不足的分析

在第二批嘗試安裝了通訊模塊，從運行的情況來看需要注意4個問題：

1）模塊容易掉線，增加維護工作量。首先、現場分界開關控制器或者通訊模塊的質量問題或者設置問題；其次、主站召測時間可能過短。（為解決這個問題，我們將系統確認信號返回的次數從1次改成了連續召測3次不成功才認為失敗，效果不太明顯）；再次、現場的信號，對于通訊不好的終端，我們請運營商到現場進行了網絡環境測試，并沒有信號弱的問題，這個原因排除。

2）因廠家不生產通訊模塊，先后批次的通訊模塊廠家不一、規約不一，使得前置機的通訊軟件變得復雜。

3）無線通訊方式下的遙控功能存在一定風險。

4）必須建立專網，不允許上公網，否則會引發數據安全問題，病毒問題也難以控制。

對此，我們也安裝了無線通訊后，從技術上可以解決這個問題的愿望實際上沒有達到我們的理想。

對于界內發生瞬時單相接地或瞬時相間短路故障時，分界負荷開關均會動作跳閘，不能通過自動裝置迅速恢復用戶供電，必須要運行人員到現場巡視未發現線路異常后，方可操作合閘恢復正常供電，給用戶造成不必要的停電損失。

帶有通訊功能的分界負荷開關在停電操作時，應當注意在分開關后分刀閘前增加控制手柄從“自動”位置切換到“手動分”位置項，避免此時主站發送合閘信號，導致帶電分刀閘誤操作。

在送電操作時，應在合刀閘前，應增加檢查控制手柄在“手動分”位置項，避免出現帶負荷和刀閘誤操作。

在與電壓型開關配合時，應當注意分界開關內部電容的可持續時間，否則，重合閘功能將因無電不能記時而失效。

在進場檢修后，要有試送電試驗項目，避免恢復安裝送電后開關誤發分閘信號。

結束語

綜上所述，安裝第一、二類分界負荷開關的線路，在發生永久性故障時，復電效果比未安裝好；在發生界外瞬時故障時，效果不明顯；而在發生界內瞬時故障時，第一類效果則比未安裝差，第二類未觀察到重合成功案例無法評價。

因此，該類設備可以在一定程度實現自動切除單相接地故障和隔離相間短路故障，減少了無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍、縮短用戶停電時間，對提高供電可靠性有一定幫助，在運行管理上注意分界負荷開關所在支線的變化，否則將引起誤動和拒動。

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