关于自动化开关的馈线故障判断探究

关于自动化开关的馈线故障判断探究

罗旭华徐欣慰

（广东电网有限责任公司佛山供电局528300）

摘要：随着社会经济以及电力行业的发展，配电网络逐渐成为电力系统的重要组成部分，配电线路出现故障可以影响整个系统可靠性以及使用满意程度。本文分析了实施自动化开关的某10kV架空馈线故障判断方法以后，一旦出现故障导致停电的时候，会快速定位故障、隔离故障，尽可能降低停电范围以及缩短恢复时间，从而有效地增加供电安全性、可靠性。

关键词：自动化开关；馈线；故障判断

一、馈线自动化开关设备基本概述及分类

1.1馈线自动化开关设备基本概述

10kV架空线路达到自动化馈线的主要形式实际上就是负荷开关或者断路器合理地把馈线分为很多区域段，达到分段检测以及控制馈线的目的。此外，合理使用隔离线路分段技术，能够有机地配合变电站保护以及线路设备保护。想要能够有效地降低停电范围，就需要对线路进行合理分段，出现故障以后仅仅在只是跳开距离故障区域比较近的下游开关，从而缩小停电范围。在隔离故障以及恢复供电的时候，需要尽可能不出现不必要的动作，从而有效降低动作次数，以便于可以延长使用期限。馈线自动开关实际上是设定定值，促使各开关之间相应的时间配合关系，对10kV线路进行分段。在判断故障点范围的时候，可以利用开关重合次数来分析，达到隔离故障的目的，以便于降低巡视故障的范围。

自动化断路器实际上属于自动化控制保护单元和控制单元断路器，能够充分符合馈线进行自动化的实际运行需求，能够切断负荷电流、相间短路电流以及零序电流。拥有两种保护设备，一种是合理设置能够进行重合闸加速保护；一种是设置带有速断保护或者零序保护。自动化负荷开关实际上是设置自动控制单元中的负荷开关，能够完全满足实际自动化需求，能够切断零序电流和负荷电流，在配置电压型或者电流型的时候十分灵活。可以合理地安装在分支上和主干线中，配备一定的电流互感器和三相电压。拥有无压延时分闸以及有压延时合闸等功能，能够自动隔离出现故障的区域。

1.2馈线自动化开关设备分类

1.2.1自动化断路器

自动化断路器是配置自动化控制单元和保护单元的柱上断路器，满足馈线自动化的功能要求，可切断相间短路电流、负荷电流、零序电流。可装设在主干线和分支线上，配备三相电压或电流互感器（小电阻接地系统加装零序电流互感器）。可带两种保护配置，一种配置带时限的过流或速断保护、零序保护，另一种配置重合闸后加速保护。

1.2.2自动化负荷开关

自动化负荷开关是配置自动化控制单元的柱上负荷开关，满足馈线自动化的功能要求，可切断负荷电流、零序电流，并且可灵活配置为电流型或电压型。可装设在主干线和分支线上，配备三相电压和电流互感器（小电阻接地系统加装零序电流互感器）。具有有压延时合闸、无压延时分闸等功能，自动隔离故障区域。

二、基于自动化开关的某10kV架空馈线故障判断方法

2.1线路末端出现永久故障的开关自动化动作过程如图1所示。

自动化开关动作过程：

①过流形成一段动作以后，#1和#2断路器会出现跳闸，负荷开关#1和#2会失压分闸。

②断路器#1能够在5s以后进行重合。负荷开关#1会延时7s以后进行合闸，断路器#2进行合闸，负荷开关#2会延时7s之后进行合闸。

③因为是永久性故障，断路器#1和#2能够再次进行跳闸，负荷开关#1和#2能够失压分闸，负荷开关#2出现闭锁合闸。

④断路器#1进行二次重合，负荷开关#1在延时7s以后合闸。

判断故障的主要方式就是：因为负荷开关#2在第一次重合的过程中会形成有压合闸信号，在进行有压合闸以后5s之内的时候，可以进行再次全线故障跳闸，合闸闭锁会适当判断负荷开关#2之后是否具有故障段，然后形成合闸闭锁信号。总之，在负荷开关#2进行有压合闸以后，能够进行二次跳闸，使得出现合闸闭锁，因此，可以在一定程度上确定是负荷开关#2以后出现故障。故障处理完成以后，送电的过程中负荷开关#2需要进行手动合闸，然后在合上断路器#2。

2.2断路器#2出现永久故障开关自动化动作过程如图2所示。

自动化开关动作过程：

①对一段动作进行过流，断路器#1和#2会跳闸，负荷开关#1和#2会失压分闸。

②断路器#1能够在5s以后进行重合。负荷开关#1会延时7s以后进行合闸，断路器#2进行合闸。

③因为是永久性故障，断路器#1和#2能够再次进行跳闸，负荷开关#1和#2能够失压分闸。

④断路器#1进行二次重合，负荷开关#1在延时7s以后合闸。

判断故障的主要方式就是：因为断路器#2重合以后还是不能达到负荷开关#2能够在7s以后进行有压合闸的延时需要，断路器#2会再一次出现跳闸，依据残压闭锁来合理判断负荷开关#2，闭锁以后后侧会出现有压合闸，能够避免出现供电合闸故障。此外，也可以进行隔离供电使用，在出现闭锁信号以后，负荷开关#2会始终处于断开的情况，不能进行合闸。断路器#2到最后也是处于断开的情况，有点类似于图一的故障，在结束的时候也是前后合闸，然后分闸，但是能够合理确定负荷开关#2和断路器#2之间的故障点。故障处理完以后，仅仅只需要合上送电的过程中断路器#2就可以，然后合上负荷开关#2。

上述两种判断故障的方式比较适合使用在单断路器中连接单个负荷开关的设备中。

2.3由于线路配置原则，一个电流回路最多只有两个断路器，纯断路器的线路简化图如图3所示。

故障判断方法：这类纯断路器线路故障时，哪个开关断开，故障点就在哪个开关后段。一般巡视原则是：跳闸的开关后段全部巡视，防止双重故障点情况出现。

结语

总而言之，10kV配电线路是否具有安全运行的能力会很大程度上影响供电的可靠性以及经济效益，从而很大程度影响客户满意度。所以，在管理供电企业的时候，不仅需要采取管理措施和相应技术手段来避免和消除故障以及缺陷，还需要适当地改造线路的自动化程度，建设自动化匹配网，达到快速隔离和定位故障的目的。对于降低故障停电范围以及提高定位效率等方面具有很大作用，增加可靠性，从而确保线路安全。

参考文献：

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[4]张延泰.10kV架空线就地型馈线自动化开关的应用[J].电气技术，2013（4）：86－89.

作者简介：

罗旭华（1990.1-），男，广东佛山人，单位：广东电网有限责任公司佛山供电局，研究方向：配网自动化技术