10kV配網架空線路饋線自動化技術

吳文慶

摘 要：饋線自動化技術是提高配電網供電的可靠性，提高供電質量和服務質量的關鍵技術，同時也是10 kV配網架空線路的重要技術。分析了10 kV配網架空線路中的饋線自動化技術保護配置方案，并對饋線自動化技術的故障處理方案進行了詳細介紹。

關鍵詞：10 kV配網；供電質量；饋線自動化技術；故障處理

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.145

文章編號：2095-6835（2016）20-0145-02

隨著我國國民經濟的快速發展，人們對供電系統的供電質量及可靠性提出了更高的要求。當前，配電網作為承接電能輸送和分配的中間環節，逐漸向自動化、智能的方向發展。而饋線自動化技術是配電自動化系統的重要組成部分，對提高配電網絡的運行水平、管理水平，提高供電可靠性具有十分重要的作用，對其展開研究具有重要的現實意義。

1 饋線自動化技術的保護配置方案簡析

饋線自動化技術在10 kV電力配網中常見的保護配置方案主要是由智能控制器、負荷開關和斷路器三大部分組成，主要的設備有主干線的相應設備、分支線的相應設備以及在分支線當中用戶所需要的分界負荷開關。

1.1 饋線出線斷路器的配置

饋線出線斷路器是電路當中的重要設備，所以關于它的配置，著重放在二次重合閘的配置上。要做好這一點，就要優先設置速斷保護機制，同時確保帶時限過濾保護和零序保護的正常運轉。其中，零序保護的時間一般整定為1 s，而速斷保護的時間一般整定為0.3 s，過流保護的時間整定數值同上，而且一次重合閘延時整定在5 s效果較好，而二次重合閘的延時應該整定在60 s上，該二次重合閘還需要設定一定的閉鎖時間，一般設置為5 s。

1.2 主干線的分段斷路器配置

饋線自動化分段斷路器一般是在饋線主干線上設置的，這其中要對零序電流互感器和三相電流互感器進行詳細的配置，從而達到對相間短路電流、零序電流以及負荷電流進行分斷的效果，這個設備在使用的過程中一定要與控制器相互連接，這樣才能確保時限保護的功能得到發揮。出于這個因素考慮，主干線可以分成兩端，開關兩側的饋線負荷和具體線路的負荷分布是重要的影響因素，同時還要考慮使線路的長度盡量相同。

1.3 主干線分段負荷開關的配置

饋線自動化的分斷負荷開關是在主干線上設置的，它的作用在于對可能出現的故障進行整個區域的最快反應隔離。主干線的分段負荷開關和饋線自動化分段器的組成類似，可以很好地分斷負荷電流。該開關要根據電路配網中的實際需求進行改進和設置。在設置完畢后，要與饋線自動化控制器進行連接，形成一個完整的體系。

1.4 分支線的分界斷路器配置

分支線的分界斷路器設置在大分支線的端部，目的在于隔離分支線故障，同時它也要和饋線自動化控制器進行連接。分支線的分界斷路器屬于主干線分段斷路器的分支，所以也要設定相應的短路動作時限，比如可以整定相間短路動作時限為0.15 s，零序保護的動作時限是0.6 s。如果要在二層分支線上增加一定數目的用戶分界斷路器，那么也要對動作保護時限有所調整，應該把這個數值降低為0 s或0.3 s。

1.5 分支線中分界負荷開關的詳細配置

分界負荷開關一般安裝在端部，對分支線的故障起到隔離作用，它主要是由三相電壓、電流互感器和零序互感器等部分組成，作用在于自動隔離單相接地故障，同時也要注意連接控制器，分支線中分界負荷開關的設置要考慮多重因素，主要是負荷較重的分支線要設置首段部分的分界斷路器，下面要設置分界負荷開關。

1.6 分支線用戶分界負荷開關的配置

分支線用戶分界開關是一個特殊設備，它一般配置在10 kV配網架空線路中用戶分支線的責任分界點上，具備分斷負荷電流和自動隔離單相接地故障的作用。如果分支線上的用戶少，那么分界負荷開關的設置就沒有必要，該開關也要與饋線自動化控制器進行連接。它和分支線分界負荷開關的功能大致是相同的，重要的區別就是該開關可以對用戶可能發生的出門事故進行有效地防范。

2 饋線自動化技術的故障處理方案

2.1 在10 kV配網中的故障處理原理

2.1.1 發生短路故障的處理過程與理論基礎

如果發生短路故障，對變電站中的斷路器進行保護性跳閘，從3.5 s之后第一次重合閘的效果出發，柱上負荷開關在一側得電后進行依次合閘，當合閘到達故障點之后，第二次跳閘發生，監控終端通過電壓檢測系統進行一定的邏輯判斷，從而對需要進行操作的故障部位兩端負荷開關進行閉鎖操作，從而使得負荷開關再次得電后不會進行合閘的操作，對故障點進行準確地判斷然后隔離，在變電站的出線斷路器中進行第二次的重新合閘操作，及時恢復供電，把故障對整體電路的影響降到最小。

2.1.2 發生接地故障的處理程序與理論基礎

在單相接地故障發生的情況下，10 kV配網系統作為一種較小的電流配網系統，存在一定的零序電壓。這個時候，傳統的拉線法有利于及時找出故障線路，把線路的出口斷路器合上，然后逐級合閘。這時監控終端就要發揮操作的能力，在檢測到零序電壓的時候進行隔離，然后對故障點進行閉鎖操作，在工序結束后自動合閘進行恢復電力的工作。

2.2 在10 kV配網架空線路中的故障實例分析

根據上述理論和原理，采用構建模型的方式進行實例分析，構建模型如圖1所示。

其中，CB是帶有時限保護和二次合閘功能的饋線出線斷路器，而FB是帶有實現保護功能和二次重合閘功能的主干線分段斷路器，FSW1和FSW2是主干線的分段負荷開關，ZB1是帶有時限保護和二次合閘功能的分支線分界斷路器，YSW1到YSW3是分支線用戶分界負荷開關，ZSW1是分支線分界負荷開關，LSW是聯絡開關，圓圈是負荷開關，方塊是斷路器，黑色填充表示閉合，白色填充是表示分閘狀態。

2.2.1 主干線的分段斷路器電源側故障處理

FSW1與FB之間發生故障的時候，CB就會進行跳閘動作的保護，然后FSW1、FSW2、ZSW1、YSW1、YSW2、YSW3在失壓后也會隨之跳閘，緊接著CB會在5 s之后進行重合閘的操作，FSW1也會進行延時合閘。如果故障持續的話，CB再次跳閘，FSW1在失壓后進行分閘，對合閘進行閉鎖，CB會在1 min后進行第二次的重合閘操作，如果重合成功，那么故障就得到了解決，從而實現了故障的成功處理，整體的故障處理時間一般在1 min左右。

2.2.2 主干線分段斷路器負荷的故障處理

FSW2與ZSW1之間如果發生故障，那么FB會進行保護性的跳閘，FSW2、ZSW1、YSW3在失壓后會分閘，然后FB在5 s之后會重新合閘，FS2一側有電壓，所以會延遲5 s合閘，永久故障會導致FB再次跳閘、FSW2分閘，然后開始閉鎖合閘，大概60 s之后FB開始二次合閘，故障得到成功解決。

2.2.3 分支線分界負荷開關的負荷側故障處理

ZSW1與YSW3之間發生故障，FB保護動作跳閘，FSW2、ZSWI和YSW3在失壓后快速分閘，FB在5 s后重合閘，FSW2一側有壓，在延時5 s后合閘。FSW2在3 s后閉鎖分閘，ZSW1一側有壓，在延時5 s后合閘。由于故障的原因，FB再次跳閘，ZSW1分閘并閉鎖合閘，FSW2保持合閘，FB在60 s后第二次重合閘。ZSW1成功隔離故障，隔離故障耗時約75 s。

2.2.4 分支線分界斷路器的負荷側故障處理

ZB1與YSW1、YSW2之間發生故障，ZB1保護動作跳閘，ZB1在5 s后重合閘。由于故障的原因，ZB1再次跳閘并閉鎖合閘，ZB1成功隔離故障，隔離故障耗時約5 s。

2.2.5 分支線用戶分界負荷開關發生故障處理

用戶YSW3發生永久故障時，如果是相間短路故障，FB保護動作跳閘，那么FSW2、ZSW1、YSW3失壓后快速分閘。如果是單相接地故障，則YSW3跳閘隔離故障，其余開關不動作。FB在5 s后重合閘。FSW2一側有壓，在延時5 s后合閘。FSW2在3 s后閉鎖分閘。ZSW1一側有壓，在延時5 s后合閘，ZSW1在3 s后閉鎖分閘。YSW3一側有壓，在延時5 s后合閘。由于故障原因，FB保護動作跳閘，YSW3分閘并閉鎖合閘，FSW2、ZSW1保持合閘。FB在60 s后第二次重合閘。YSW3成功隔離故障，隔離故障耗時約80 s。

3 結束語

綜上所述，饋線自動化技術作為配電自動化系統中的重要組成部分，其運行狀況直接關系到配網的自動化水平，并與配網供電的質量、可靠性息息相關。因此，在10 kV配網架空線路中應用饋線自動化技術時，要做好相關細節操作，并采取有效的措施對饋線自動化技術的故障進行處理，確保饋線自動化的正常運行，提高供電的可靠性，保障電網的安全、經濟運行。

參考文獻

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