一起10kV配電網柱上智能分段開關倒閘操作異常分析

李承熹 何仁君

【摘 要】針對一起10kV配電網柱上智能分段開關送電操作時發生的異常進行分析。通過配電網智能分段開關的“得電自動合閘”功能的原理，結合操作規程中柱上開關的倒閘操作步驟和順序，指出在對智能分段開關進行送電操作時，必須退出智能分段開關的自動功能，否則將會導致帶負荷合刀閘的誤操作事故。

【關鍵詞】配電網；柱上開關；智能開關；分段開關；倒閘操作

中圖分類號： TM86 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0213-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.099

0 引言

10kV配電網普遍采用安裝于電桿上的斷路器（俗稱“柱上開關”）對配電線路進行停、送電操作。傳統的柱上開關只具有人工分合閘及開關本體的電流速斷保護功能，而隨著廣西電網大力推行配網自動化建設，大量的柱上智能開關[1]開始逐步投產并取代傳統的柱上開關。目前在配網自動化中應用最廣的是“智能分段開關”。智能分段開關具有得電合閘、失電分閘的自動變位功能。智能分段開關的逐步應用大大提高了配電網自動隔離故障并恢復供電的能力，但同時也帶來了一些在倒閘操作中異于傳統開關的新問題。

1 智能分段開關的功能

智能分段開關[2]具有得電合閘、失電分閘的自動變位功能，典型的配網智能分段開關分布接線圖如圖1所示。

圖1中開關CB1為35kV以上變電站的10kV出線開關，為傳統高壓真空斷路器。開關FB1和FB2分別為所在10kV配電線路上的兩個智能分段開關，這兩個開關將線路分割成不同的用戶片區。正常運行狀態下，開關CB1、FB1、FB2均在合閘位置，全線路正常供電。當該配電線路上出現短路故障時，智能分段開關FB1和FB2并沒有過流跳閘功能，而是由變電站出線開關CB1跳閘切除故障。CB1跳閘后，智能開關FB1和FB2啟動“失電分閘”功能，兩個開關均自動失壓跳閘，跳閘時間一般整定為2s。由于CB1開關一般配置自動重合閘功能，因此當CB1重合成功后，先由FB1單側得電從而啟動“得電合閘”功能，合閘時間一般整定為7s，即7s后FB1得電合閘，恢復FB1與FB2之間的線路的供電。隨后，FB2單側得電，7s后也啟動“得電合閘”功能，FB2自動合上，恢復全線路的供電。

2 智能分段開關操作異常的過程

某日，如上圖1所示的某線路FB1開關與FB2開關之間發生永久性故障，導致變電站出線開關CB1跳閘，重合閘后再跳。故障發生后，CB1、FB1和FB2三臺開關均在分閘狀態。線路搶修班前往現場排查故障，確認故障發生于開關FB2本體附近導線，因此在拉開FB2開關兩側刀閘后，進行登桿搶修，與此同時先恢復CB1和FB1開關運行，保證一部分負荷的供電。搶修完成后，FB2開關具備恢復送電的條件。線路操作人員隨即按照規程規定[3]“合上開關電源側刀閘-合上開關負荷側刀閘-合上開關”的順序恢復FB2送電，在合上負荷側刀閘的時候發現刀閘觸頭有強烈電弧，表明發生帶負荷合刀閘的誤操作。

3 操作異常原因分析

對于本次帶負荷合刀閘的誤操作，我們進行了原因分析。FB2開關兩側刀閘接線如圖1所示。

圖1中DZ1為電源側刀閘，DZ2為負荷側刀閘。當操作班人員合上電源側刀閘DZ1后，再合上負荷側刀閘DZ2時，發現DZ2刀閘觸頭有強烈拉弧現象，并且發現此時開關本體FB2已在合上位置。因此我們判斷，是由于合上DZ1后，開關FB2已單側帶電，滿足“得電合閘”功能的啟動條件，滿足7s的合閘時限后開關便會自動合上。而操作班人員進行負荷側刀閘DZ2的合閘操作時，FB2已經由于自動得電合閘而處于合閘位置，從而導致本次帶電合刀閘的誤操作事件的發生。

4 改進措施

針對此類智能分段開關得電合閘導致的誤操作事件，我們提出2點改進措施，并進行了可行性分析。

（1）將開關兩側刀閘的操作順序進行調整。即先合上負荷側刀閘，再合上電源側刀閘。這樣的操作順序可以避免智能開關本體不誤啟動“得電合閘功能”，避免帶負荷合刀閘。但是這種操作順序明顯違反安全規程，假如在合上電源側刀閘前開關由于其他原因“假分”（即指示位置為分閘，但實際上為合閘），將會造成帶負荷合電源側刀閘，嚴重時可能會引起上一段線路故障，使停電故障面積擴大。因此此措施不予采納。

（2）開關刀閘的操作順序不變，在操作開關兩側刀閘前，退出開關的自動分合閘功能，待開關送電正常后再投入自動功能。退出智能分合閘功能后，此時的智能開關就相當于傳統的柱上開關，不會自動得電合閘，保證在刀閘操作時開關保持在分閘位置，也有效避免了上述的帶負荷合刀閘的風險。要對開關的自動功能進行投退，可以通過投退終端控制器的分合閘壓板或更改控制器保護定值中的控制字實現，無需一次設備停電，可操作性強，因此該改進措施有效可行。

5 結語

本文針對一起智能分段開關送電時發生的操作異常事件，根據智能開關的“得電合閘”功能對事件進行原因分析，并提出在送電操作前退出開關自動化功能的改進措施，確保配電線路送電操作時的設備和人身安全。

【參考文獻】

[1]楊樂新.配電網智能開關裝置的研究[D].北京：華北電力大學，2011

[2]戴新文.配電網自動分段開關選型探討[J].供用電，2002，19（1）：20-21.

[3]Q/CSG 510001-2015《中國南方電網有限責任公司電力安全工作規程》.中國南方電網有限責任公司，2015.