淺析SOG智能負(fù)荷開關(guān)在德清配網(wǎng)中的應(yīng)用

吳悅倩，郭建武

（德清縣供電局，浙江 德清 313200）

隨著城市化進(jìn)程的擴(kuò)大，配網(wǎng)線路網(wǎng)架越來越復(fù)雜，配網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的工作量加大，對(duì)配網(wǎng)設(shè)備智能化的要求也越來越高。據(jù)德清配網(wǎng)故障率的統(tǒng)計(jì)，配網(wǎng)接地短路故障以及隱性故障占總故障率72%。由于大多數(shù)配電系統(tǒng)屬于非接地系統(tǒng)，要發(fā)現(xiàn)一些高阻接地故障往往沒有很有效的方法，最終可能使故障演變成惡性的大面積短路停電事故。同時(shí)，由于接地故障的特殊性，一般通過在變電所試切饋線查找發(fā)生接地故障的方法，也同樣會(huì)造成大量的用戶停電。

為了防止這類事故擴(kuò)大停電范圍，在10 kV線路的主干線與分支線（分界點(diǎn)處）設(shè)置一種具有故障隔離及鎖定功能的智能型負(fù)荷開關(guān)（SOG），可以防止供電事故的擴(kuò)大，盡早地掌握故障點(diǎn)的信息，從而縮短搶修時(shí)間，提高供電可靠性。

1 SOG智能負(fù)荷開關(guān)的主要功能

（1）SOG智能負(fù)荷開關(guān)采用SF6氣體絕緣，體積小、重量輕、開斷性能優(yōu)異，能同時(shí)測(cè)量零序電流和零序電壓，結(jié)合零序電流和電壓的大小，以及零序電流與零序電壓之間的相角來判斷接地事故發(fā)生的位置，采用零序電流方向檢測(cè)方式提高了檢測(cè)可靠性，避免單一使用零序電流大小判斷方式所帶來誤動(dòng)作的可能性。

（2）以往的開關(guān)大多數(shù)是采用內(nèi)置二相電流互感器來判斷過電流事故方式，在支線安裝使用的情況下，當(dāng)區(qū)域發(fā)生類似雷擊導(dǎo)致異相單相接地（實(shí)際為短路）故障時(shí)，由于缺相的原因會(huì)誤判為單相接地故障令開關(guān)跳閘造成開關(guān)損壞事故。SOG智能負(fù)荷開關(guān)采用三相電流互感器判斷過電流，可確保判斷故障性質(zhì)的正確性。

（3）由于非接地系統(tǒng)的接地故障事故在初期階段故障電流較小，難于準(zhǔn)確檢測(cè)，長(zhǎng)期帶故障運(yùn)行會(huì)給配網(wǎng)安全運(yùn)行帶來極大的危脅。為盡早發(fā)現(xiàn)故障，必須提高檢測(cè)靈敏度和精度。SOG智能負(fù)荷開關(guān)有很大的動(dòng)態(tài)范圍，即使流過700 A以上大電流后，殘留特性輸出電流僅有不到150 mA，為準(zhǔn)確判斷故障提供了可靠的保證。

（4）控制裝置具有自我診斷功能，能定期檢測(cè)開關(guān)的跳閘回路和SOG裝置本身的檢出回路，一旦發(fā)生異常，報(bào)警顯示燈點(diǎn)亮，報(bào)警動(dòng)作輸出，以便維修人員及時(shí)處理。

（5）能直接顯示因接地或短路故障發(fā)生跳閘的情況。即使在停電狀態(tài)時(shí)，磁性顯示器能維持原動(dòng)作狀態(tài)，便于維護(hù)人員判斷事故原因。

（6）能自動(dòng)隔離故障，減少停電范圍。當(dāng)用戶側(cè)發(fā)生接地事故時(shí)，及時(shí)從配電線路上隔離，可使配電線路不停電是其主要功能之一。因此，當(dāng)負(fù)荷側(cè)發(fā)生接地事故時(shí)，必須優(yōu)先于變電所斷路器動(dòng)作之前進(jìn)行跳閘；而當(dāng)負(fù)荷側(cè)發(fā)生短路事故時(shí)，通過變電所的斷路器跳閘線路失壓期間（重合之前），SOG智能型線路保護(hù)開關(guān)進(jìn)行分閘，保證重合成功。通過與斷路器的配合達(dá)到隔離故障區(qū)域，減少停電范圍的目的。

（7）即時(shí)故障定位，準(zhǔn)確上報(bào)故障信息。SOG負(fù)荷開關(guān)的數(shù)據(jù)通過中國(guó)移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。SOG智能型線路保護(hù)開關(guān)控制器內(nèi)部配有GPRS無線通信終端，可將每臺(tái)SOG智能型負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作情況（如接地事故，短路故障）發(fā)送至指定的手機(jī)上。運(yùn)行單位就能及時(shí)得出線路運(yùn)行情況或故障范圍，可在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確故障定位。

2 SOG智能負(fù)荷開關(guān)跳閘動(dòng)作分析

SOG智能負(fù)荷開關(guān)在發(fā)生接地故障時(shí)能立即或延時(shí)跳閘；在發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)能自動(dòng)記憶事故現(xiàn)象，等電源側(cè)（變電所）的斷路器動(dòng)作、線路停電后自動(dòng)跳閘，保證變電站斷路器的一次重合成功。

SOG根據(jù)故障種類做出相應(yīng)動(dòng)作如表1所示，波形圖見圖1。

表1 故障動(dòng)作分類

圖1 非接地系統(tǒng)接地故障波形

當(dāng)配電線路發(fā)生短路故障后，線路跳閘，線路電壓和短路電流均消失后，SOG開關(guān)跳閘延時(shí)為A。重合器和斷路器等設(shè)備重合再送電的時(shí)間為B，必須保證B>A。

當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地時(shí)，會(huì)產(chǎn)生接地電流（零序電流），帶有方向性SOG智能型負(fù)荷開關(guān)，能測(cè)量零序電流的大小，同時(shí)能檢測(cè)零序電壓，進(jìn)而能判別故障發(fā)生在開關(guān)的電源側(cè)還是負(fù)荷側(cè)。對(duì)于中性點(diǎn)采用滅弧線圈接地的配電系統(tǒng)，通過調(diào)整相位特性同樣能檢出接地故障的區(qū)域。

3 SOG智能開關(guān)的應(yīng)用情況

為了解決10 kV線路發(fā)生故障后，故障點(diǎn)查找困難，導(dǎo)致用戶的停電范圍和停電時(shí)間擴(kuò)大等問題，要求負(fù)荷開關(guān)必須具備：故障后能快速地自動(dòng)隔離故障；具有通信功能，能準(zhǔn)確及時(shí)告知運(yùn)行維護(hù)人員故障地點(diǎn)或范圍；安裝方便、開斷性能優(yōu)異。在負(fù)荷開關(guān)設(shè)備選型時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些負(fù)荷開關(guān)不具備自動(dòng)隔離功能，更多的不具備通信功能，不能達(dá)到預(yù)定要求。

SOG智能負(fù)荷開關(guān)完全滿足所要求的條件，在10 kV線路上試點(diǎn)應(yīng)用效果顯著。最終確定將SOG智能負(fù)荷開關(guān)安裝在35 kV庾村變的10 kV南路112線試運(yùn)行。經(jīng)過5個(gè)多月的調(diào)試、數(shù)據(jù)采樣、運(yùn)行分析，發(fā)現(xiàn)SOG智能負(fù)荷開關(guān)運(yùn)行狀況良好，各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定效果。

南路112線在2009年裝設(shè)一般負(fù)荷開關(guān)時(shí)故障跳閘14次，重合失敗9次，消耗2 250停電時(shí)戶數(shù)。而在2010年裝設(shè)SOG負(fù)荷開關(guān)后故障跳閘7次，重合失敗0次，消耗912.4停電時(shí)戶數(shù)，比實(shí)施前減少1 337.6時(shí)戶數(shù)。針對(duì)目前德清配網(wǎng)的SOG智能負(fù)荷開關(guān)實(shí)際運(yùn)行情況，在1條10 kV線路上安裝1臺(tái)SOG智能負(fù)荷開關(guān)后，一旦發(fā)生故障，至少可減少1/3～1/2用戶的停電范圍。

4 結(jié)語

德清配網(wǎng)應(yīng)用SOG智能負(fù)荷開關(guān)后，不僅可以迅速定位配網(wǎng)供電線路故障范圍、隔離故障點(diǎn)，而且還能在第一時(shí)間告知運(yùn)行維護(hù)人員具體故障線路、故障范圍，減輕了人員的維護(hù)工作量，減少了用戶的停電時(shí)戶數(shù)，提高了配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和供電可靠性，滿足了當(dāng)前配網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的需要，值得在配網(wǎng)中推廣應(yīng)用。

[1]陸文彪，鮑威.SOG智能型線路保護(hù)開關(guān)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].能源工程，2009（5）:13-17.

[2]尹惠慧.10 kV配網(wǎng)線路分界斷路器開關(guān)及故障指標(biāo)器的應(yīng)用分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（17）:131-132.