電壓型開關引發的事故誤判分析及討論

國網山東省電力公司章丘市供電公司 王怡

電壓型開關引發的事故誤判分析及討論

國網山東省電力公司濟南供電公司 曹貴明 向珉江 王瑞

國網山東省電力公司章丘市供電公司 王怡

隨著智能配電網的不斷發展，電壓型開關因其自動化程度高、對通信要求低等優點被廣泛應用于配電線路。文中通過電壓型開關引發的一起事故進行分析，探討電壓型開關在配電運維中存在的問題，為智能配電網饋線自動化方案提供依據。

電壓型開關；事故誤判；配網自動化

0 引言

隨著電壓型開關和智能終端設備技術的逐步發展，“電壓—時間型”配網自動化模式得到了越來越多的青睞。電壓型開關以其來電合、失電分、維護簡單和不依賴于通信等特點，在農村線路、郊區線路或供電半徑較長的線路上廣泛應用，本文通過分析一起由電壓型開關引發的事故誤判，探討電壓型開關在配電運維中存在的問題[1-4]。

1 現場事故實例

1.1 現場事故簡述

圖1 現場接線圖

10 kV朱齊線與10 kV楊莊線為某變電站同一母線出線，兩線路間安裝電壓型開關1臺，外置PT兩臺，作為聯絡，如圖1所示。當時母線接地，調度試拉線路后，判斷為10 kV朱齊線與10 kV楊莊線同時發生接地故障，經運維人員現場查明，故障僅為10 kV朱齊線38號桿有接地故障，楊莊線無故障，試送成功。

1.2 現場過程說明

母線接地后，大都采取逐條線路試拉，通過觀察母線接地信號是否消失來判斷接地線路。

(1)試拉楊莊線。當拉開楊莊線時，接地未消失，將楊莊線送電，但此時由于電壓型聯絡開關檢測到一側失電，開始重合計時，經延時后合上楊莊線與朱齊線的聯絡開關。

(2)試拉朱齊線。當拉開朱齊線時，由于此時朱齊線由楊莊線轉供，因此母線接地信號仍未消失。經試拉所有出線后，調度發現接地信號仍未消除，判斷為多條線路接地，遂將所有出線全部停電后，逐條試送。

(3)送上朱齊線，母線發出接地信號。判斷為10 kV朱齊線有接地，將其拉開。

(4)送上楊莊線，母線電壓正常，聯絡開關經延時合閘后，母線又發生接地，因此判斷楊莊線有接地。

最終調度判斷來10 kV朱齊線與10 kV楊莊線同時接地。

1.3 事故原因分析

電壓型開關作為聯絡開關時，其參數主要為確認隔離故障時間和一側失電延時合閘時間XL（事先設定值），延時合閘時間要大于隔離故障時間，確保不擴大故障范圍[5]。

通過還原事故過程我們發現，由于開關參數設置不準確，在一側失電延時合閘時間與故障確認時間不匹配，當朱齊線側失電，控制器開始計時，計時超過XL時，聯絡開關自動合閘，朱齊線恢復供電，造成聯絡開關合閘于故障，故障范圍擴大。因此在設置聯絡開關XL值時，應大于兩邊線路分段開關最大的重合時間。

圖2 開關動作時序表

2 電壓型開關使用中存在的其他問題

2.1 送電時易造成“帶負荷合刀閘”

柱上電壓型開關實際由負荷開關和隔離開關兩部分組成，負荷開關在兩側或電源側單側安裝兩相PT，由于PT取自電源側及負荷側的不同兩相，如圖3所示，在柱上開關送電時，按照“先合刀閘，再合開關”的常規步驟進行，就存在巨大安全風險。

圖3 電壓型開關PT接線圖

假設剛好先合上接有PT的兩個刀閘，控制器就判斷為有電，遵照“來電合”原則，開關就會自動合閘。此時如果再去合最后一個刀閘，就會造成“帶負荷合刀閘”的情況，觸犯“五防”底線，造成人身觸電或設備損壞的情況。

通過對控制器的設置及負荷開關與隔離開關之間的配合，我們可以實現對開關的正確操作。最正確、安全的送電步驟應該是：先將開關控制器打到“手動分”位置，再合上三相隔離開關，然后再將開關控制器打到“手動合”位置，實現開關送電。通過內部機構的控制，實現負荷開關與隔離開關間相互配合，實現正確的操作順序。

2.2 電壓型開關保護動作時存在反復停送電的情況

配電線路故障分瞬時性和永久性故障兩類[6-7]：

（1）瞬時性故障時，線路上的電壓型開關每間隔7 s依次重合，重合成功。

（2）永久性故障時，當合閘到故障點上一級開關時，站內出線開關再次跳閘，隨后故障點上、下兩級開關將會自動閉鎖。第二次重合時，故障點處上、下兩級開關將不再合閘。因此，第一次重合閘的目的是判斷故障區間，對相關的開關進行合閘閉鎖；第二次重合閘的目的是非故障區域送電。

因此，當線路發生永久故障時，電壓型開關在正確判定故障過程會造成線路上用戶反復停送電，給用戶家中電氣設備造成一定的沖擊和損壞。對此建議線路上用戶應配合使用“無壓釋放”型低壓開關，緩解多次停送電造成的沖擊。

2.3 開關兩側均有電時開關需要強合

電壓型開關在兩側均有電時，不遵循“有電自動合”的規則，此時合閘需要強合。電壓型開關可以通過選擇控制器的撥片來選擇開關處于分段模式（S檔）還是聯絡模式（L檔）[8]。無論哪種模式下，兩側均有電時控制器啟動合閘閉鎖功能，不會自動合閘，其目的是避免合環運行。因為兩側均有電時，開關的判斷邏輯認為無停電區域，因此不自動合閘。

3 結語

電壓型開關在配電線路自動化中應用廣泛，在智能化配電網中起著關鍵的作用。作為配電線路、設備的運維管理部門應當加強培訓，了解電壓型開關的原理，正確配置參數，同時采取有效的管理措施和技術措施，提高運行管理水平，避免出現類似問題。

[1]李曉琦，林山，等．智能配電網饋線自動化方案研究及應用[J].2013，（9）：16-20．

[2]王興念，秦賀，等．電壓-時間型饋線自動化變電站重合閘配合應用與探討[J]．電工技術，2016，（5）：7-8．

[3]林功平．配電自動化與10kV智能開關[J].電力系統自動化，2002，（6）：70-72.

[4]楊洪．配電網饋線自動化解決方案的技術策略[J].工業技術，2012，（22）.

[5]劉建，倪建立，等．配電自動化的模式及饋線開關的選擇[J].電網技術，2000，24（11）.

[6]林功平．配電網饋線自動化解決方案的技術策略[J].電力系統自動化，2001，4（10）：52-55．

[7]康文文，張松，等.“電壓-時間”型饋線自動化模式在10kV架空線路的應用[J].山東電力技術，2013，（5）：33-35.

[8]秦賀，呂妍．淺析配電自動化電壓型開關及事故分析[J].山東電力高等專科學校學報，2013，16（4）.