10kV配网线路重合闸影响因素及改善策略的探讨

10kV配网线路重合闸影响因素及改善策略的探讨

林云峰

（广东电网有限责任公司惠州惠阳供电局广东惠州516000）

摘要：分布式电源接入电网后，如果保护装置发生故障，就会形成电力孤岛，为提高配网线路重合闸的成功率，要及时了解配电网运行中的隐患问题，加强对保护装置故障问题的排查。考虑线路重合的影响因素，根据实际情况采取有效措施，有助于快速解决故障问题，同时提高故障处理效率。

关键词：配电网建设；10kV线路；重合闸成功率；影响因素

农村配电网建设稳步推进，为提高配网运行的可靠性，需及时明确配网建设对接地保护的技术要求，以此为基础，积极分析接地保护措施的实用性，便于选择最佳的接地保护方案。考虑配电线路的转供能力，对于故障区域，及时分析其故障原因，比如了解配电网10kV线路重合闸成功率的影响因素，根据电能损失程度，提出有效的配电线路优化措施。

1.配电网线路保护性差的原因分析

出线开关与柱上开关的配合不够：配电网人员检查三相短路时发现，所有的开关为智能式开关，真空断路器的型号为ZW20-12，具有重合闸等功能[1]。某一点发生故障后，开关动作跳闸，重合闸动作时发生了瞬时性故障，两个开关同时跳闸，线路无法再供电，出线开关不在柱上开关保护范围内，发生故障后仅有出现开关跳闸，无法有效切除永久性故障，因出线开关与柱上开关配合不够，造成大范围停电。

柱上开关间配合有问题：各个开关出口短路电流的差距较大，当开关需要配合时，上级保护装置的保护功能无法正常发挥，因短路电流大小相差太大，在保护装置保护不及时的情况下，开关拒动，保护动作失效。

2.10kV线路重合闸成功率影响因素

保护装置在分布式电源接入配电网后发生故障，此时形成电力孤岛，在断路器从开启到重合闸的这段时间，配网系统运行压力与分布式电源的运行压力不一致。另外当电源电压相位角达到峰值时，配电系统与分布式电源间的冲击力增大，因为受到强大冲击电流的影响，继电保护发生误动，重合闸失去了应有的保护作用，同时还对并网整个系统造成严重的电压冲压。分布式电源与配电网系统的连接线发生故障，电力孤岛未采取保护措施，重合闸加速保护后再次跳闸，电源设备受到配电系统强有力的破坏，导致大范围停电。配电在运行过程中失去电源的支持无法实现正常供电，分布式电源故障阻碍整个系统的稳定运行，引起电弧熄灭，由此造成瞬时故障变为永久性故障，系统故障影响范围进一步增大。

3.增强配电网线路保护性的措施

(1)根据农村配电网系统运行情况，坚持将自动化引入配网系统操作中，便于实时共享故障信息，更重要的是快速定位故障，增强线路保护功能。加强配电线路保护，改进分界相间的功能，保留系统原有的速断、继电保护功能，在此基础上，以增强线路保护能力为主，及时测量设备运行中配电线路的运行压力及电流值，比如以实验法进行，根据电路电流值确定出线开关过电流保护值[2]。保证出线开关可在出现故障后的第一时间跳闸，从而实时掌握线路失流、开关跳闸、系统跳闸等详细信息，这样一来，可有效解决开关不跳闸的问题。

(2)使用具有延时重合闸功能的智能化开关，注重开关功能的改进，优先选用有来电延时重合闸功能的开关，从而促进开关的快速自动合闸。

(3)优化智能开关工作模式，合理选择智能开关，及时明确开关安装位置，出于维护便利性的考虑，同一级上的所有开关尽量接近，采取同一级保护措施对各个开关作出智能化的动作反应，同时掌握延时保护的范围。

(4)加强接地线保护，接地保护有跳闸和告警这两种，接地操作之前，配电网工作人员先判断线路的零序电流，确定零序电流再进行接地线操作，这项工作对人员专业技术的要求很高，考验配电网人员对接地线保护的操作技能的熟练程度。

(5)接地线的注意事项：作业人员要明确接地选线原理，了解接地故障的主要特点：非故障线路电流之和为故障区域电路零序电流值，故障线路的网络结构独特，阻抗网络和非故障段的电流值都发生了一定改变[3]。掌握接地线设计原理：进行接地线设计之前，将故障段电流值与去相位关系进行分析，及时确定故障区域，快速定位故障线路，向故障线路注入高频信号，并在对比高频信号与衰减特性的基础上，合理选择接地线，以此掌握写谐波电流值及方向。

4.提升10kV线路重合闸成功率的主要方法

（1）优化接地线设计方案：早期的接地线主要采用比幅原理进行设计，其保护装置的功能性能有待提升，为进一步提高线路运行的可靠性，配电网工作人员考虑如何提升线路保护能力的问题。现阶段在配电网系统运作中，工作人员根据综合自动化配电网系统的运行特点，及时分析如何提升接地线保护能力，比如借助比幅原理，增加小型接地线保护装置，使用正规厂商生产的接地线，合理优化接地线。采取人工测试+自动化监测相结合的方式，对线路的零序功率进行科学检测，利用自动化方式快速采集相应的零序电流信息，积极提升接地选线的准确性。

（2）改变接地线运行方式：对线路在运行中产生的分布式电容进行积极分析，了解接地操作中非故障线路段的谐振电流及电压值，改变接地线设计方式，便于利用保护装置迅速、有效切断故障。在保护装置内部安设零序控制装置，工作人员借助二次电流检测零序电流，合理选线，有助于最大限度减少跳闸次数，便于线路发生故障时重合闸可以有效运作，以免大范围停电。

（3）配电网最优分段：考虑配电网线路负载情况，了解相邻线路都发生故障后，这条线路需承担的最大传输功率，根据故障负荷促进线路快速恢复供电。站在可靠性的角度，构建负载率可靠性线路安全评估模型，明确评估指标，了解停电损失程度，将用户的用电安全放在首位。配电系统某一点发生故障，保护装置自动发出告警信号，给予工作人员提示，同时闭合联络开关，快速转移供电负荷，避免安全事故发生[4]。智能开关采取转移供电负荷的形式保护线路，待某一点发生故障，停电损失严重，因此配网人员高度重视转移供电负荷的问题，同时优化开关位置，让开关回到最初的分段位置，此时观察线路负载情况，检测中发现，当开关回到最初分段位置上，接地线运行模式发生改变，联络线转移供电负荷的能力几乎为零。

（4）减小分布式电源影响：利用重新排列重合闸的形式接入终端线路，分布式电源与配电网终端线路有效连接，当终端线路发生了故障问题，分布式电源则立即开启保护，在电源侧不重合，使得工作人员能够发现线路运行问题。采用无压重合方式，让保护装置尽量靠近断路器，提高重合闸操作的有效性。对重合闸配置计划进行重新设计，比如为提高重合闸动作的有效性，在两个断路器之间增加重合闸装置，增强系统的实用性。当断路器发出故障告警，保护装置断开，同时进行一次重合，让分布式电源离开配电网之后也能够顺利重合，有效提高10kV线路重合闸成功率。要想提高线路保护动作的灵敏性，注重分析分布式电源对整个电网系统运行的影响程度，以增设重合闸装置的方式实现对相邻配电线路的实时保护，通过改变电流分布方式，形成综合性电源结构，提高系统防护性能。

图1：10kV线路重合闸保护过程

（5）对重合闸动作时限的要求：根据配电网线路运行安全规定，要求三相重合闸必须要带时限，电弧从熄灭后到恢复绝缘能力需要时间，还要考虑用电负荷度反馈电流的影响，以提高线路的绝缘强度为主。关注断路器运行状态，在线路发生永久性故障之前做好准备工作，加强线路安全防护，将加速保护器运用于配电网线路防护中，有效保护好母线，快速切断由某一点引发的故障，采用重合闸前增设加速保护器的方式，为重合闸的安全运行提供有利条件。某人员在每个断路器都安装一个重合闸，使其具有很强的防护性能，同时突破用电负荷和配网结构的限制。下图为10kV线路重合闸保护过程。

5.结束语

综上所述：本文以配电网线路故障为主研究主题，首先分析配电网线路保护性差的原因，然后分析10kV线路重合闸成功率影响因素，接着分析增强配电网线路保护性的措施，最后重点探讨提升10kV线路重合闸成功率的有效方法。提高线路运行可靠性，增加小型接地线保护装置，改变接地线设计方式，及时测量非故障线路段的谐振电流及电压值，负载率可靠性线路安全评估模型，观察线路负载情况，两个断路器之间增加重合闸装置，降低线路故障发生率。

参考文献

[1]张志华,乔红,邵文权,等.配电网线路相间故障重合前无故障识别方法研究[J].陕西电力,2018,46(2):24-24.

[2]郭金学,南东亮,郝红岩,等.光伏电站接入对距离保护和重合闸的影响[J].电气技术,2017,18(11):25-31.

[3]张凯翔,张肖青.分布式电源对配电网继电保护的影响分析[J].供用电,2017,34(8):47-51.

[4]赵志鹏,张海超,何忠峰.含有分布式风电的配电网自动重合闸问题的研究[C]//2018.