10kV配網分界負荷開關的應用

【摘 要】隨著我國城市化進程的持續加速，城市配網也隨之加快了發展步伐。分界負荷開關通過在10kV配網上的應用，有效縮小了停電故障的范圍，減少了連帶性事故停電的發生頻率，提高了供電的可靠性。本文通過總結應用過程中的運行情況，驗證應用分界負荷開關能夠解決各類常見故障的有效性，也提出了運行管理中需要注意的各類事項。

【關鍵詞】10kV配網；分界負荷開關；應用

隨著我國電網事業的持續發展，我國居民對供電的安全性和可靠性提出了更高的要求。作為電力生產部門，面對這樣的發展背景，采取技術手段對電網運行中存在的薄弱環節進行治理的意義重大，這就需要在主干線上加裝分界負荷開關，來隔離支線的故障區域，這樣能夠有效縮小停電范圍。同時分界負荷開關在10kV上的應用能夠最大程度上減少連帶性事故停電，并減短用戶的停電時間，進而提高供電的安全性和可靠性。

1.分界負荷開關概述

1.1結構

分界負荷開關的工作與操作電源一般采用免維修小容量鉛酸蓄電池和內外置電壓互感器，內部有通訊模塊和CPU處理器，以便在故障跳閘時，能夠采取故障記憶和電壓判斷及閉鎖措施。

1.2功能

1.2.1能自動對出現相間短路故障的線路采取隔離措施

線路在出現相間短路故障時，由于其附帶的電流較大，負荷開關如果不能立即切斷相間短路故障電流，則該分界負荷開關就必須在變電站發生跳閘故障后立即分閘，這樣一來，故障的線路就會被自動隔離，那么使用饋線的其他用戶就能夠縮短停電時間。

1.2.2能快速定位并報送故障點

當10kV線路出現故障，分界負荷開關能夠通過對相位差、零序電流及零序電壓的判斷，在分界負荷開關啟動保護回路后，能夠直接對開關部位施行分閘措施，并且主動傳輸故障信息到調度中心，這樣可有效縮短定位故障地點的時間，維護人員能夠根據故障信息，迅速并且準確到達故障現場采取維修措施，使用戶能夠迅速再恢復供電，提高了用電的可靠性，并且大大降低了停電帶來的損失。

1.2.3采集遠程數據

分界負荷開關能夠通過控制模擬量，及添加GPRS模塊、GSM模塊或無線通信功能等，采集到故障信息、開關狀態信息、零序電流量、電源負荷測電壓、三相電流等數據，并且能夠及時傳輸至后臺主機，并且通過無線網絡直接傳送到定制的手機中。

1.3適用范圍

分界負荷的適用范圍主要包括經低電阻接地系統或者經消弧線圈接地的10kV混合線路或架空配電線路、以及10kV的中性點不接地線路。

1.4安裝位置

分界負荷開關的安裝位置如下圖所示：

2.應用情況分析

2.1運行特點分析

目前應用廣泛的分界負荷開關主要有兩種，一種是不帶重合閘的分界負荷開關，一種是帶重合閘的分界負荷開關。從兩種分界負荷開關目前的運行情況看來，其特點主要有以下幾點：

2.1.1不帶重合閘的分界負荷開關

在無需通信的情況下，無論是界外還是界內，如果發生永久性故障，均能有效縮小檢查的范圍，如果不采取動作，則會開始巡視檢查界外的線路。如果采取動作，則會開始巡視檢查界內的線路；能夠躲開界外的故障，和瞬間或是永久地隔離界內出現的相間故障、單相接地故障；界內發生永久性短路故障時，沒有發生故障的界外線路則可迅速恢復供電，在沒有安裝分界負荷開關之前，要想恢復供電就需要全線巡視，而安裝分界負荷開關后，界內出現故障的線路被有效隔離，其他沒有發生故障的界外線路可以通過重合閘達到迅速恢復供電的目的。

2.1.2帶重合閘的分界負荷開關

從目前的運行情況來看，帶重合閘的分界負荷開關顯然繼承了不帶重合閘上述的幾個特點，并在此基礎上，具有如下幾個新特點：

①在對電動操作模式進行選擇時，無需手動儲能，節省人力物力，提高了工作效率。

②可以通過設置重合時間參數，來躲過某些瞬間性的小故障。

2.2存在的不足

2.2.1不帶重合閘的分界負荷開關

因不帶重合閘的分界負荷開關不具備切斷短路電流的能力，發生相間短路故障時，無法在變電站進行出線保護動作之前對出現短路故障的線路采取隔離措施，并且不帶重合閘的分界負荷開關存在著無法分清界內故障性質的不足，發生的所有故障只會當成永久性故障來采取處理措施，之后才可以恢復供電。這樣一來，必將加長恢復界內用戶的供電時間，并且在界內發生瞬時性單相接地故障時，其采取的自動跳閘措施會導致用戶承擔不必要的停電損失。

2.2.2帶重合閘的分界負荷開關

①附屬無線通訊的遙控功能還存有一定風險性。

②由于生產廠家不能生產通訊模塊，且生產通訊模塊廠家的先后批次不一致、規格也不一致，這樣也就使得通訊軟件的操作變得復雜。

③模塊極易出現掉線的情況，增加了維護工作量

2.3改進措施

2.3.1不帶重合閘的分界負荷開關

①對于界內瞬間性單相接地的問題，可以通過改進重合閘的功能來改善。

②因開關需手動合閘和手動儲能，浪費人力物力，對此可改進為電動控制的方式。

③對于人工管理上的改進，需加強對操作員工進行培訓，避免因操作不當出現線路參數誤動。

④對于停送電操作票規范內容的改進，需要在票面增加檢查蜂鳴及儲能位置的提示項。

⑤在主機后臺增設開關儲能報警設備。

2.3.2帶重合閘的分界負荷開關

①對于數據安全和病毒難以控制的問題，需要建立專網，并禁止上公網；②在停電操作時，具備通訊設備的分界負荷開關應在分開關后分刀閘的位置上增設控制手柄，并將其由“自動”位置項切換至“手動分”的位置項，從而避免主站在出現故障后發送分閘的信號，致使帶電分刀閘操作失誤。

③在進行送電操作時，需要注意的是在合刀閘前，需檢查控制手柄是否在“手動分”的位置項上，以避免出現刀閘操作失誤或者帶負荷現象。

④在配合電壓型開關進行操作時，應注意的是分界負荷開關的內部電容，其可持續時間的長短是否符合要求。

⑤在工作人員達到故障地點并進場維修時，需要具有試送電試驗的各類項目，以免恢復送電后，分界負荷開關誤發分閘的操作信號。

3.應用效果分析

自某地某公司安裝分界負荷開關一年后，應動作共計15次，并且全部為有效的動作，其中有9次是因速斷故障所引起，有6次是因接地故障所引起。

就目前的運行情況來看，分界負荷開關的運行狀態良好，沒有發生誤動的情況，也沒有拒動的情況發生。并且，能夠迅速有效地判斷出短路電流、單相接地等狀態，在負荷側發生故障時，也能迅速對故障原因進行判斷，配合電站內開關重合閘的動作，隔離故障的支線線路。

據統計，在應用分界負荷開關后，發生故障的次數共計150條次，重合成功的次數共計82條次，重合不成功的次數共計48條次，接地故障的次數共計20條次。根據數據，不難看出，在10kV配網上應用分界負荷開關能夠有效縮小停電影響范圍，減少因用戶操作不當或支線故障等原因引起的主干線停電故障，極大地提高了供電的安全性和可靠性。

4.結語

綜上所述，安裝上述兩種分界負荷開關的支線線路，在出現界內瞬時性的線路故障時，不帶重合閘的分界負荷開關會比未安裝的效果差，而帶重合閘的分界負荷開關尚未觀察到成功的案例，無法做出有效評價。出現永久性的線路故障時，恢復停電的時間要比未安裝短很多，并且恢復停電的效果也較好；因此，我們可以得出這樣的結論：分界負荷開關能夠自動隔離相間短路故障和切除單相接地故障，縮小停電的影響范圍，縮短用戶的停電時間，減少了連帶性事故停電的發生頻率，能夠提高供電的安全性和可靠性。同時為了避免出現拒動或者誤動的情形，在運行管理上，需要注意分界負荷開關所在位置的變化。 [科]

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