电压时间型智能开关在10kV架空线路的应用探讨

电压时间型智能开关在10kV架空线路的应用探讨

张志祥庞宏展孙通

（国网浙江杭州市临安区供电有限公司浙江省杭州市311300）

摘要：随着社会对电力需求的不断增长及对电力依赖程度的加大，用户对供电可靠性的要求越来越高。配电自动化正是一种可以显著提高供电可靠性的重要技术手段，而它的一个核心功能就是馈线自动化。“电压—时间”型馈线自动化模式作为馈线自动化主要模式之一，对提高供电可靠性、减少停电面积和缩短停电时间具有深远意义。本文就电压时间型智能开关在10kV架空线路的应用进行探讨。

关键词：电压时间型；智能开关；10kV架空线路

1电压时间型自动化开关工作原理

自动化工作原理：以电压时间为判据，当线路发生短路故障时，变电站出线开关保护跳闸，线路分段开关失电后分闸。变电站出线开关第一次重合闸后，线路分段开关得电后逐级延时合闸，当合闸到故障点后，变电站出线开关再次跳闸，所有线路分段开关失电分闸，同时闭锁故障区间线路分段开关合闸；故障隔离后，变电站出线开关再次重合，非故障区段的线路分段开关再次延时合闸，恢复故障点前段线路供电，联络开关延时合闸，自动恢复故障点后段线路供电。

开关工作原理：电压时间型开关有2个闭锁时间“X”、“Y”，在分段开关工作模式下，当电压加至开关的一侧时，开关延时X时间后关合。当X时间内发生大于一定时间的故障时，控制器（FDR）实现X时间闭锁，开关在闭锁被解除之前，开关从反方向供电，开关不能关合。在开关关合后Y时间内发生大于一定时间的故障时，控制器FDR实现Y时间闭锁，在闭锁被解除之前，开关从同方向供电时，开关不能关合。在联络开关工作模式下，正常情况开关为断开状态，开关两端都带电，当任一侧发生故障断电后，开关延时X时间后关合，如果电压在X时间内加到开关两侧，说明线路两侧电源已恢复，无需联络开关进行倒送电，X时间计数被置零，Y时间计数开始，开关不能关合，如果Y时间内故障发生在开关的任一侧，控制器FDR实现Y时间闭锁，开关不能关合。

2电压—时间型开关时间定值整定

2.1分段点（S模式）开关动作时间整定原则

X时限>Y时限>变电站出线侧断路器检测到故障并跳闸的时间；同一时间点不能有2台及以上开关同时合闸，即电源侧接在同一个节点的开关X时限不能整定为同一值；恢复供电时，先保证主干线的用户供电，后对分支线用户供电，即分支线开关的X时限要大于主干线路上所有开关X时限之和；多条分支线并列时，主分支线优先供电，然后次分支线；联络开关闭合负荷转供时，被转供侧开关时间定值整定也应遵循以上原则。

2.2环网点（L模式）开关动作时间整定原则

为避免该变电站转供电送入故障段，必须保证另一侧线路任意区段故障隔离完成之后才能转供电。因此，环网点开关XL时限应大于两侧线路中隔离故障所需最长时间与变电站重合闸时间之和，即XL时限>（失压侧断路器的重合时间+n×电压型开关的X时限），其中，n为电压型开关数量。此外，对用于分段点和环网点的电压型开关，当其时间模式（TIME）设置为SHORT时，控制器的Y时限出厂设置为5s；当时间模式为LONG时，控制器的Y时限出厂设置为10s。电压型开关时间定值整定及对应档位设置如表1所示。

3电压时间型智能开关在10kV架空线路的应用实例

采用电压时间型环型馈线自动化模式，某公司组织了方案实施。现将其中一对10kV线路馈线自动化方案介绍如下：

10kV线路1从110kV变电站1出线，线路采用LGJ-120导线，全长约6km。10kV线路2从110kV变电站2出线，线路采用LGJ-120导线，全长约7km。线路接线示意图如图1。

线路分段开关保护配置如下：分段开关K1-1、K2-1配置：安装ZW20A型断路器，配套FDR-2G控制器，两侧安装隔离开关，电源侧安装SPS型电源变压器，设置速断保护、过流保护、零序电流保护，上述保护根据变电站出线断路器定值计算，设置自动重合闸2次，第一次重合闸时间1s，第二次重合闸时间180s。分段开关K1-2、K2-2配置：安装VSP5型自动配电开关，配套FDR-4011P控制器，两侧安装SPS型电源变压器和隔离开关，设置控制器为分段工作模式，X=7s，Y=5s。联络开关配置：安装VSP5型自动配电开关，配套FDR-4011P控制器，两侧安装SPS电源变压器和隔离开关，设置控制器为联络工作模式，X=240s，Y=5s。

4馈线自动化项目实施后的效果

开关设备在3对手拉手架空线路中实施完毕，实现了如下功能。（1）通过开关之间的就地配合，实现了手拉手线路自动隔离故障与恢复供电等馈线自动化的基本功能。（2）通过开关配套控制器内置的无线PAD通信、GSM短信模块，实现基于掌上电脑和指定手机的基本“四遥”功能，即掌上电脑（需安装有配套的操作软件）和指定手机（短信方式）可遥控、查询开关分合位置，查询负荷电流，电压，修改定值等。（3）通过安装GSM短信收发模块和配套的后台管理软件的远程计算机，实现基于远程计算机的基本“四遥”功能。（4）实现故障信息以及开关分合位置信息的自动上报，即将开关分、合闸后的信息自动发送到指定手机和后台管理计算机。

5开关安装、运行维护注意事项

5.1安装注意事项

（1）安装位置选择。由于电压型馈线自动化模式采用无线通信方式，在规划开关及终端安装位置时，应先测量安装地点的信号强度，避免因信号弱或干扰强，导致终端与主站通信失败。（2）控制电缆及电源电缆连接。为防止接地不良时雷电流引入后造成控制电缆击穿，控制电缆及电源电缆应穿PVC管进行防护，且严禁与接地线无缝绑扎。另外，电压型开关作为联络开关使用时，应提前对两条线路进行核相，防止相序错误造成无法合环运行。

5.2运行维护注意事项

（1）手柄位置正确。由于电压型开关本体手柄位于“手动合”时，开关本体不受监控终端控制。在线路发生故障时，无法控制开关分闸，造成故障越级，停电故障范围扩大。因此，开关及终端投运时，开关本体及终端手柄均应打至“自动”位置。（2）时间定值整定合理。电压型开关作为分支开关使用时，时间定值应根据线路运行方式重新整定，防止线路上同一时间点有两台及以上开关同时合闸，造成非故障线路段开关合闸闭锁。（3）防误操作。对某段线路检修或施工时，应将两侧监控终端手柄打至“手动分”，并用三角钥匙将手柄锁在“手动分”位置，防止误操作或误碰手柄，导致开关合闸，危及检修施工人员安全。

6结语：

在对供电要求越来越高的今天，配网自动化是必然的发展趋势，合理的自动化方案将使供电可靠性大大提高，减少了停电时间和故障排查时间，以及运维人员的工程量。本文并通过应用实例介绍了电压时间型配网自动化方案，该方案可进行推广。

参考文献：

[1]配电网自动化系统中馈线自动化建设方案的研究[J].徐立红.电子世界.2014（05）

[2]配网调度中馈线自动化的应用探析[J].梁少明.科技展望.2016（35）