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摘要：分界負(fù)荷開關(guān)在10 kV饋電架空線路上的應(yīng)用可大大減少無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍、縮短用戶停電時(shí)間，從而提高用戶的供電可靠性。
關(guān)鍵詞：分界負(fù)荷開關(guān)；配電；線路；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TM564.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào):1003-0867(2007)02-0011-02
首都電網(wǎng)迅速發(fā)展，對(duì)安全供電的可靠性要求越來越高，作為電力生產(chǎn)部門，應(yīng)針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的薄弱環(huán)節(jié)采取有效的治理措施，千方百計(jì)減少事故停電，縮小停電范圍。10 kV饋線架空線路，由于露天架設(shè)，其安全運(yùn)行直接受周圍環(huán)境和氣候條件的影響，存在事故率高、事故查找困難、安全可靠性差的問題。一些架空線路較長(zhǎng)的邊遠(yuǎn)山區(qū)用戶，更是經(jīng)常受到惡劣氣候的影響不能正常用電。分界負(fù)荷開關(guān)是將負(fù)荷開關(guān)和微機(jī)保護(hù)測(cè)控，以及通訊模塊融為一體的裝置，可隨桿架設(shè)、體積小、投資少，它的應(yīng)用對(duì)提高架空線路的安全可靠性，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。
1 10 kV饋電架空線路的特點(diǎn)
對(duì)于遠(yuǎn)近郊區(qū)供電公司來說，在所轄主網(wǎng)主系統(tǒng)中10 kV饋電出線的安全供電十分重要。但是，10 kV饋電線路特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)多樣，事故多發(fā)，特別是在城近郊區(qū)和遠(yuǎn)郊區(qū)地區(qū)還存在大量的架空輸電線路，這些架空輸電線路往往都是多分支線路，安全可靠性差，遇到刮風(fēng)下雨等惡劣天氣，接地和短路故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全可靠供電。隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)及改造的大幅度增加，探討運(yùn)用技術(shù)手段，解決此類問題是非常必要的。
1.1 線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜事故查找困難
用戶專線只帶一兩條支線，有的線路是T接多條支線或多臺(tái)變壓器呈放射狀；有的線路短到幾十米，有的線路長(zhǎng)達(dá)幾十千米；有的架空線路穿山越嶺維護(hù)困難，有的配電變壓器老化嚴(yán)重；有的全線架空，有的是電纜架空混合線路；有些架空線路臨時(shí)帶有電纜用戶、帶有臨時(shí)箱變。架空線路一旦發(fā)生故障查找困難，特別是當(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)難以確定，往往延誤了事故處理，造成故障擴(kuò)大，進(jìn)一步發(fā)展為相間短路，或者損壞電氣設(shè)備。
1.2 線路保護(hù)配置相對(duì)簡(jiǎn)單
變電站10 kV架空線路保護(hù)一般只配置過流、速斷、重合閘保護(hù)，在小電阻接地系統(tǒng)中再配置兩段零序保護(hù)。因此，為保證繼電保護(hù)的選擇性和靈敏性，就必須使整條線路都處在保護(hù)范圍之內(nèi)，要求線路末端故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏度。這樣，就會(huì)由于一處故障造成全線停電，并且線路上下級(jí)保護(hù)呈階梯性相互配合，在線路末端已經(jīng)沒有保護(hù)級(jí)差時(shí)間，只能失去選擇性故障掉閘而致使全線掉閘。
1.3 不同的10 kV接地方式
北京朝陽局2003年之前，10 kV系統(tǒng)多采用消弧線圈接地系統(tǒng)，隨著城鄉(xiāng)配網(wǎng)線路越來越密集，安全性要求越來越高，2004年城區(qū)10 kV系統(tǒng)多采用小電阻接地系統(tǒng)。對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，10 kV配電線路發(fā)生線路單相接地故障時(shí)不掉閘，只發(fā)接地信號(hào)。對(duì)于小電阻接地系統(tǒng)，10 kV配電線路配置零序保護(hù)，單相接地故障時(shí)掉閘。
1.4 10 kV饋線架空線路故障率高、可靠性差
10 kV饋線的故障率高，可靠性差，表1為2003年和2006年10 kV饋線故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
2. 分界負(fù)荷開關(guān)的性能和主要作用
2.1 性能及結(jié)構(gòu)
一般分界負(fù)荷開關(guān)由開關(guān)本體及測(cè)控單元兩大部分構(gòu)成見，結(jié)構(gòu)示意圖1。
表1 2003年和2006年10kV饋線故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果
圖1 分界負(fù)荷開關(guān)控制器示意圖
我單位目前使用的分界負(fù)荷開關(guān)其主要功能：運(yùn)行中自動(dòng)隔離用戶側(cè)相間短路故障、自動(dòng)切除用戶側(cè)接地故障，并可用于操作拉合負(fù)荷電流。
分界負(fù)荷開關(guān)帶有一套內(nèi)置電壓互感器、一套內(nèi)置電流互感器；有CPU內(nèi)部處理器和通訊模塊；故障跳閘時(shí)帶有電壓判斷和故障記憶；具備跳閘閉鎖功能。
分界負(fù)荷開關(guān)適用于10 kV中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)的10 kV架空配電線路與用戶（含臨時(shí)用戶）的分界。
2.2 主要作用
2.2.1 自動(dòng)切除單相接地故障
當(dāng)用戶支線發(fā)生單相接地故障時(shí)，分界開關(guān)自動(dòng)分閘，甩掉故障支線，保證變電站及饋線上的其它分支用戶安全運(yùn)行。
2.2.2 自動(dòng)隔離相間短路故障
當(dāng)用戶支線發(fā)生相間短路故障時(shí)，分界負(fù)荷開關(guān)在變電站出線保護(hù)跳閘后，立即分閘甩掉故障線路。變電站出線開關(guān)重合后，故障線路被隔離，使饋線上的其它分支用戶迅速恢復(fù)供電。
2.2.3 快速定位故障點(diǎn)
用戶支線故障造成分界開關(guān)動(dòng)作后，僅責(zé)任用戶停電，并可主動(dòng)上報(bào)故障信息，使電力公司能迅速明確事故點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，使故障線路盡早恢復(fù)供電。
2.2.4 監(jiān)控用戶負(fù)荷
分界負(fù)荷開關(guān)可將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送電力管理中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)方負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2.3 分界負(fù)荷開關(guān)的故障處理方式
分界負(fù)荷開關(guān)的故障處理方式見表2。
表2 分界負(fù)荷開關(guān)的故障處理方式
3 分界負(fù)荷開關(guān)的定值與變電站出線保護(hù)定值配合問題
3.1 對(duì)于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)
相間短路動(dòng)作電流定值：應(yīng)考慮可靠躲過支線的最大負(fù)荷電流。動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與變電站出線保護(hù)重合閘動(dòng)作時(shí)間相配合，在重合閘動(dòng)作之前，分界負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作跳閘。由于北京地區(qū)10 kV饋線保護(hù)重合閘一般整定為1 s，可選擇0.3～0.5 s。
單相接地動(dòng)作電流定值：零序電流動(dòng)作定值，根據(jù)架空線路截面和長(zhǎng)度確定，應(yīng)考慮躲過線路對(duì)地電容電流。由于在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障，變電站出線保護(hù)不跳閘，只發(fā)出接地信號(hào)，允許短時(shí)間接地運(yùn)行。為了便于判斷故障，此時(shí)分界負(fù)荷開關(guān)的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)考慮躲過瞬間接地時(shí)限，并在變電站發(fā)出接地信號(hào)之后再動(dòng)作跳閘，可選擇6～8 s。
3.2 對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)
相間短路動(dòng)作電流定值：同上。
單相接地動(dòng)作電流定值：中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系中，由于變電站10 kV架空出線一般配置兩段零序保護(hù)，一段120A、時(shí)限為0.2 s；二段20A、時(shí)限為1 s。因此，此時(shí)分界負(fù)荷開關(guān)的零序電流動(dòng)作定值和動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)與變電站零序保護(hù)相配合，選擇0 s。
