復雜場景下配網饋線自動化開關運行原則探討

吳樹鴻　邱桂華　湯志銳

摘要：為提高配網自動化水平，越來越多的自動化開關應用于復雜場景下的配電網絡中，如何實現該環境下自動化開關的正確配置，保證配網安全可靠運行，是配網運行的一大難題。文章對復雜場景下的饋線自動化開關安裝位置及保護配置等內容進行了探討，為配網饋線自動化開關的運行提供參考。

關鍵詞：配電網絡；自動化開關；復雜場景；安裝位置；配網運行；保護配置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）28-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.071

近幾年來，供電企業大量推進就地型饋線自動化設備建設，其按配電網接線形式及網架特點，在饋線上配置了大量的自動化開關，用以快速對主干線分段、分支線線路分界運行，從而有效降低故障發生時的故障停電范圍。而這種基于故障停電時快速隔離需要的饋線自動化開關改造，帶來了二次保護配置的復雜性。

目前一般在主干線采用自動化負荷開關分段線路、分支線分界點采用自動化斷路器與主干線隔離，造成各饋線上既有自動化負荷開關，又有自動化斷路器的布局，而兩類自動化開關的保護動作原理、開關動作特性均不同，因此，合理地保護配置策略，才能保障饋線上各節點發生故障時，靠近故障點最近的自動化開關設備正確動作隔離。而多變的配網線路運行方式，也會導致饋線自動化開關無法按定值策略動作。這些因素已多次導致越級跳閘、開關誤動的事件發生，從而造成擴大故障范圍或者導致相鄰線路故障等問題發生，因此很有必要對復雜場景下的配網饋線自動化開關運行原則進行探討，避免因保護失配無法運行自動化功能，而導致浪費投資且增加改造停電的客戶停電時間。

1 饋線自動化開關實現的目的

實現饋線自動化的主要方式是用斷路器或負荷開關將饋線分成若干區段，實現對饋線的分段監測、控制，同時應用線路分段故障隔離技術，使線路設備保護與變電站保護進行有效的配合。

實施饋線自動化的目的一是對饋線進行快速地故障定位、故障隔離、非故障區域供電恢復，最大限度地減少故障引起的停電范圍、縮短故障恢復時間；二是對配電網正常運行狀態進行監控。要減少故障引起的停電范圍，就必須使線路合理分段，故障時只跳開靠近故障區域的下游開關，使開關動作引起的停電范圍最小。另外，在進行故障隔離和供電恢復的過程中，盡量使開關不做不必要的動作，以減少開關動作次數，延長開關的使用壽命。基于此思路，實現饋線自動化要達到以下

目的：

1.1 減少變電站出線開關跳閘

饋線出線開關跳閘將影響整條饋線的全部供電區域，停電影響范圍最大。饋線發生相間短路或單相接地故障時，應通過增設分段斷路器和負荷開關的方法，盡可能在出線開關跳閘之前有效隔離故障區域，減少出線開關動作次數。

1.2 提高變電站出線開關重合閘成功率

饋線出線開關跳閘后應依靠自動化開關自動切除永久性故障區域，最終使得重合閘成功，縮小故障引起的停電范圍，從而提高重合閘成功率，減少故障跳閘

次數。

1.3 減少靠近電源側的開關動作次數

靠近電源側越近的開關，其跳閘引起的停電范圍也越大，應盡量使靠近電源側的開關少動作。

1.4 自動隔離分支線或用戶側單相接地故障

對于10kV配網中性點接地方式以中性點經消弧線圈接地的線路，單相接地故障會造成變電站整條10kV母線接地，如果變電站選線裝置無法正確選擇故障線路，則將采取“試漏”的方式逐條停電，擴大了故障影響范圍。因此應采取有效措施避免單相接地故障所引起的跳閘，在分支線或用戶出門處設用戶分界負荷開關自動切除單相接地故障。

1.5 控制單元靈活采用多種通信方式，可上傳開關狀態信號

饋線自動化開關控制器（FTU）應根據需求靈活配置多種通信模塊，開關動作后FTU可采用無線、光纖等多種通信方式將告警信號上傳至后臺，縮短運行人員的故障查找時間。架空線路覆蓋范圍廣闊，前期建設可使用無線通信（2g/3g）方式。

2 饋線自動化開關運行原則

2.1 饋線自動化開關規劃安裝布點原則

（1）配網線路主干線上建議主要以自動化負荷開關進行分段，而在線路分支線首端上建議安裝自動化斷路器進行分界；（2）配網線路主干線較長的，建議在線路中間安裝自動化斷路器對主干線進行分段，再在兩段主干線安裝分段自動化負荷開關；（3）配網線路上同一電源路徑只安裝1臺自動化斷路器，不得在同一供電路徑上安裝超過2臺自動化斷路器；（4）嚴禁只在變電站出線#1桿塔安裝自動化開關，避免浪費投資。

2.2 變電站出線開關保護定值設置原則

（1）變電站出線開關統一采用只投入一次重合閘方式，避免相間短路對電源造成多次沖擊；（2）饋線上安裝了自動化斷路器的變電站出線開關，必須在自動化斷路器安裝前完成設置300ms的相間保護動做出口延時，未安裝自動化斷路器的不得設置為300ms延時；（3）對于運行在變電站同一10kV母線下同桿架設的4回及以上10kV饋線，原則上要求同桿各回10kV饋線速斷保護時間總和不超過1.1s。

2.3 饋線自動化開關保護設置原則

（1）饋線上同一供電路徑若配置了2臺自動化斷路器，則只允許以第一臺斷路器投入二次重合閘，第二臺不投入二次重合閘的情況下運行，以便線路末端故障時，前段客戶不會受累停電；（2）出線開關下游第一檔自動化負荷開關有壓合閘設置為21s、設置了二次重合閘的自動化斷路器下游第一檔自動化負荷開關有壓合閘設置為7s、設置了一次重合閘的自動化斷路器下游第一檔自動化負荷開關有壓合閘設置為21s；（3）對于線路末端有用戶斷路器已設置了0s跳閘的情況，建議其前端的饋線自動化斷路器至少設置50ms的動作延時，避免先于用戶側動作跳閘；（4）饋線環網點設置了饋線自動化開關的，當本側線路故障時為防止對側線路合閘于故障，暫退出環網點的自動化功能。

2.4 已安裝運行的自動化開關整改過渡原則

（1）饋線同一供電路徑上配置超過2臺自動化斷路器的，第3臺起自動化斷路器應退出跳閘出口功能（只故障發信）或者退出自動化功能（當普通開關），退出出口或自動化功能的斷路器必須要向自動化分部申請在配網主站懸掛“保護退出”標示牌，直至問題解決；（2）對當前未按上述原則運行的自動化開關，要求按上述原則調整和改造，力求以統一、合理的網架結構運行，為日常運行檢修、故障處理、調度分析指揮等創造有利條件。

2.5 自動化開關運行信息變更工作原則

自動化開關出現因安裝位置、開關類型（負荷開關與斷路器）在實際線路檢修安裝時信息與原始提交的信息不對應；因長期轉供電等網架變化導致信息不對應，需重新向主站維護人員提交告警事項報文信息，避免主站發出錯誤的開關動作告警報文信息。

3 結語

在復雜配網網絡結構的場景下，實現饋線自動化開關設備的正確配置，為提高配網自動化水平提供重要保障。本文首先對復雜場景下饋線自動化開關的規劃布點進行了探討分析，提出了安裝位置確定相關原則；其次，對變電站出線開關、饋線自動化開關的相關定值配合提出了說明；最后，對饋線自動化開關整改及信息變更提出了相應要求原則。本文的研究為配網饋線自動化開關的運行與管理提供了借鑒與參考。

參考文獻

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作者簡介：吳樹鴻（1977-），男，廣東揭陽人，廣東電網有限責任公司佛山供電局工程師，研究方向：配電網運行管理。

（責任編輯：蔣建華）endprint