配電線路分界負(fù)荷開關(guān)的快速故障隔離技術(shù)研究

麥日沛（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門鶴山供電局，廣東 鶴山 529700）

配電線路分界負(fù)荷開關(guān)的快速故障隔離技術(shù)研究

麥日沛
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門鶴山供電局，廣東 鶴山 529700）

10kV配電網(wǎng)其安全性和穩(wěn)定性是否得到保障一直是人們比較關(guān)注的問題之一，本文首先介紹了配電網(wǎng)絡(luò)用戶分界智能開關(guān)的功能和結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)對目前國內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)用戶分界智能開關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，同時(shí)對其在實(shí)際應(yīng)用過程中所產(chǎn)生的效果進(jìn)行探討。

配電網(wǎng)絡(luò)；用戶分界智能開關(guān)；應(yīng)用

近年來國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，生產(chǎn)力也得到飛速的發(fā)展，為了滿足人們生產(chǎn)和生活的需求，配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量也逐漸增多，這給店里企業(yè)的管理帶來巨大的挑戰(zhàn)。為了更好為用戶提供安全穩(wěn)定的電能，電力企業(yè)在配電網(wǎng)絡(luò)中安裝用戶分界智能開關(guān)，其主要的作用就是能夠降低停電故障的發(fā)生頻率，盡量減小停電的范圍，保證電力用戶用電的穩(wěn)定和安全。本文就從用戶分界智能開關(guān)的結(jié)構(gòu)為入手點(diǎn)，探討其主要的功能和實(shí)際應(yīng)用的效果。

1 10kV配電網(wǎng)用戶分界智能開關(guān)

所謂的用戶分界智能開關(guān)指的是安裝線路的責(zé)任分界點(diǎn)位置，該智能開關(guān)的主要作用是能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路中單相線路接地發(fā)生故障亦能自動(dòng)的將故障進(jìn)行解除；在切除故障的同時(shí)還能對造成該故障的原因（短路故障）等進(jìn)行隔離處理，有效的保證了電力用戶的供電穩(wěn)定性和安全性。用戶分界智能開關(guān)能夠和終端的GPRS無線通信模塊等進(jìn)行完美結(jié)合，這樣一來如果出現(xiàn)接地故障，那么便能夠第一時(shí)間了解故障發(fā)生的位置，并以最短的時(shí)間將故障信息傳輸至電力用戶配電監(jiān)管系統(tǒng)之中及時(shí)的發(fā)出警告，這樣值班員便能夠在配電網(wǎng)運(yùn)行人機(jī)交互界面中得到消息及時(shí)的處理。用戶分界智能開關(guān)在其開關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中需要注意以下幾個(gè)問題：

1.1 分界智能開關(guān)的結(jié)構(gòu)分析

圖1中可知配電網(wǎng)用戶分界智能開關(guān)的結(jié)構(gòu)主要由兩方面組成，其主體是FZW29-12F型分界負(fù)荷合開關(guān)以及FDR-100型分界負(fù)荷開關(guān)控制器等。該種用戶分界智能開關(guān)是一種集成化程度較高的綜合性設(shè)備，兩個(gè)分界負(fù)荷開關(guān)是結(jié)合在一起配合使用的，通過二者的配合其能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)控制功能、電力線路故障檢測、故障位置信號傳輸?shù)裙δ?，除此之外如果以航空插件和控制電纜為載體，那么該兩種分界負(fù)荷開關(guān)控制器能夠形成電氣連接，保證整個(gè)智能開關(guān)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)功能。

1.2 用戶分界智能開關(guān)基本功能分析

圖1 10kV配電網(wǎng)用戶分界智能開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 方針系統(tǒng)示意圖

表1 電阻變化情況

在10kV配電網(wǎng)電力系統(tǒng)之中，其用戶分界智能開關(guān)最關(guān)鍵且最主要的作用是能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電力線路中出現(xiàn)的單相接地故障情況，并且能夠在第一時(shí)間完成切除動(dòng)作，另外能夠?qū)υ摴收纤鶎?dǎo)致的短路故障進(jìn)行有效隔離，這樣避免了未發(fā)生故障的用戶受到影響，保證供電的穩(wěn)定性和安全性。

但是在運(yùn)行的過程中配電網(wǎng)中用戶分界智能開關(guān)如何能夠靈敏的感知到單相接地故障，并且及時(shí)的進(jìn)行智能處理，我們將其細(xì)分為兩個(gè)方面進(jìn)行研究：

（1）單相接地故障分析。比如故障類型為10kV配電網(wǎng)絡(luò)用戶界內(nèi)中性點(diǎn)出現(xiàn)不接地性故障，那么用戶分界智能開關(guān)會(huì)將其判定為永久性接地故障，這樣便立刻做出跳閘處理；如果故障類型為中心點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地故障，那么用戶分界智能開關(guān)同樣將其視為永久性接地進(jìn)行跳閘處理。在故障處理過程中對中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地故障而言，如果在用戶界外發(fā)生接地故障，那么用戶分界智能開關(guān)不會(huì)發(fā)生任何響應(yīng)動(dòng)作，相反當(dāng)接地故障的位置在用戶界內(nèi)，那么該種智能開關(guān)能夠在整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行自我保護(hù)之前便完成一系列的跳閘處理，快速的將故障界內(nèi)的用戶群和界外的用戶群進(jìn)行隔離，以最大的限度來縮小由于接地故障造成的影響的范圍，減少經(jīng)濟(jì)損失。

（2）相間短路故障。在本次研究的10kV配電網(wǎng)絡(luò)中，其相間短路故障的發(fā)生率非常低，如果按照故障的發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行分類的話，則可以分為兩類：即用戶界外相間短路和用戶界內(nèi)短路故障。如果是用于界外相間短路故障那么智能開關(guān)基本不會(huì)做出有效的動(dòng)作；但是如果是用戶界內(nèi)相間短路故障，那么智能開關(guān)會(huì)將電源一側(cè)的斷路器進(jìn)行跳閘處理，然后再對整個(gè)配電線路進(jìn)行開關(guān)分界跳閘處理。

2 配電監(jiān)控管理系統(tǒng)

在10kV配電網(wǎng)電力系統(tǒng)中，自動(dòng)化配電監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要作用是實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶分界智能開關(guān)的運(yùn)行情況。如果其智能開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)處于正常情況，那么其管理系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的短信提示；相反如果該智能開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)處于異常狀態(tài)，又或者由于該線路出現(xiàn)相間短路故障、單相接地故障等進(jìn)行跳閘處理，那么該管理系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警告提示，配電網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的值班人員在收到警告信息之后立刻進(jìn)行處理。

另外該配電監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)對智能開關(guān)的變化時(shí)間和順序進(jìn)行記錄，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中其內(nèi)部能夠自動(dòng)將電壓型故障區(qū)間進(jìn)行計(jì)算，給電力線路維修人員精確和適時(shí)信息，幫助相關(guān)技術(shù)人員快速的進(jìn)行故障和相關(guān)問題的修復(fù)。

3 應(yīng)用與實(shí)踐

3.1 仿真系統(tǒng)的建立

為了檢驗(yàn)用戶分界負(fù)荷智能開關(guān)對配電網(wǎng)絡(luò)輸電線路中直線故障的監(jiān)控效果，我們作了以下實(shí)驗(yàn)，即在某區(qū)開展了單相接地故障實(shí)驗(yàn)，為了保證實(shí)驗(yàn)的有效性我們特意選擇故障發(fā)生較高的區(qū)段，建立一個(gè)仿真分析系統(tǒng)，如圖2所示。

其中金屬單相接地電流為30A的不接地系統(tǒng)，接地電流根據(jù)弧道電阻變化的情況見表1。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

分析得知，經(jīng)中、小電阻在接地時(shí)分解開關(guān)靈敏度的最關(guān)鍵因素是消弧線圈的殘留的大小值，因此只要對消弧線圈電阻進(jìn)行忽略之后，在金屬性接地時(shí)，由消弧線圈補(bǔ)償度而確定的故障點(diǎn)殘電流，我們將其記錄為Ici，用戶界內(nèi)設(shè)備對低電容所產(chǎn)生的零序電流我們記錄為Icj，這樣便能夠?qū)⒔鐑?nèi)發(fā)生單相接地故障時(shí)流經(jīng)分界智能開關(guān)零序電流的最大值計(jì)算出來，

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，用戶分界智能開關(guān)其性能指標(biāo)完全符合設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行對故障的處理過程中表現(xiàn)出動(dòng)作精準(zhǔn)、性能可靠等特性，所以對于配電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定意義重大。

結(jié)語

10kV配電網(wǎng)用戶分界智能開關(guān)的研究和應(yīng)用，其就是自動(dòng)化設(shè)備在電力行業(yè)中的一次嘗試和創(chuàng)新，在配電網(wǎng)絡(luò)不斷的發(fā)展的未來，智能管理將是該行業(yè)最終的目標(biāo)。本文通過對配電網(wǎng)絡(luò)用戶分界智能開關(guān)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，其在控制線路和處理故障方面表現(xiàn)優(yōu)異，實(shí)際意義重大。因此希望研究人員不斷開拓創(chuàng)新，促使其功能更加完善。

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