在配網運行中分段斷路器應用的相關探討

馮杰

【摘要】本文旨在提出分段斷路器的相關問題，以及對應的解決措施。不管是安裝位置，以及繼電保護還是三遙控制都關系著分段斷路器的應用。盡管隨著科技的不斷發展，許多問題都得以解決，但還是會有許多問題需要解決，故列舉了相關問題的解決措施，希望能進一步提高其在應用中的效率。

【關鍵詞】配網運行；分段斷路器；安全

一、配網運行中分段斷路器應用現狀分析

電力系統的主要組成部分有發電、變電、輸電以及用電。隨著我國在電力技術上的不斷發展，110kV以及更高的供電技術逐漸被完善，但10kV配網供電技術卻依舊難以突破。往往一條10kV配電網需要配備幾十臺乃至上百臺的配電變壓器，而依附于以前的配電線路設備，若有一臺配電變壓器或者線路出現問題，單單運用一臺10kV線路斷路器進行故障隔離及恢復供電，將會導致其供電區域內供電極其不穩定。

另外，如果設置較長的線路，分支過多，會影響問題查找和維護工作效率。

目前配電網10kV架空線路以單放射型和“2-1”聯絡型為主，特點是主干線上有多條分支線，線路結構復雜。同時，線路開關分段設置不盡合理，各級保護動作配合不夠科學，以至于出現故障時擴大停電范圍、增加復電搶修時間等情況，存在以下問題：每次永久或瞬時故障都會導致變電站出線開關跳閘，增加變電站開關動作次數，加速設備老化；擴大停電范圍，因為10kV線路上沒有分段保護功能，即使故障點發生在線路末端，故障點前段用戶也會因為故障點沒有被隔離而受到影響；隔離故障需要饋線出線開關多次分閘、合閘配合，造成非故障區域的多次重復停電以及對系統的多次沖擊；單相接地故障，調度在“選線”時需將故障段母線上的10kV線路逐一斷開，直至接地信號消失方能判斷發生故障的線路，因此擴大了故障影響范圍。

二、配網運行中分段斷路器應用問題的相關措施

針對上述問題，生產技術部門發現在10kV線路中安裝分段斷路器可以有效解決。分段斷路器主要是在非常接近配電設備，其處于配電線路上，又是在變電站外。它的主要作用在于當系統出現問題時，將發生故障處分離出系統，以免影響其他設備的運作。此技術不單能夠防止10kV線路由于電壓過高導致跳閘，精確故障處，將其影響的范圍縮到最小，有效節約時間，保障供電的穩定度，將由此造成用戶停電數量盡量降低，又能有效降低故障維修的成本，以及因停電帶來電費上的浪費。

（一）運用分段保護

分段斷路器的主要功能有收集設備的單次電壓和電流，形成繼電保護，而且還能按照繼電保護預先設置好的值來達到自動動作。如果設備通過電流超過保護定值，而且多次的情況下，斷路器會直接斷開，并將電流切斷保護系統，自動檢測故障點將其隔離。在10kV的電路配網中，根據圖1所示的分段斷路器安裝，如果系統中沒有安裝斷路器，無論故障出現在哪一點，都將導致電壓過高而跳閘，導致整條線路停電癱瘓。但如果安裝了斷路器，若在故障2處發生問題，斷路器即能自動斷開之后的線路，將其隔開，前段線路依舊能正常運行，方便檢測。若故障1出現問題，這時開關也會感知而跳閘，便十分容易判定問題發生處，后段線路依舊可以轉供電，極大地增強了供電的穩定性，使故障查找更加方便。

（二）確定安裝位置

由于分段斷路器是要接在10kV的線路上，與其他的配網設施不同，它是為了隔斷后面的損壞電流，去切斷與故障點的連接，保障沒有損壞的線路正常工作。因此，一個恰當的安裝地點是很重要的。如果在線路的末尾處安裝分段斷路器，那么，故障出現在前端或中段，分段斷路器就起不到隔離故障點的問題；如果選在線路的前端，后端出現故障時，就會造成大范圍停電。因此，在分段斷路器的選點上應考慮著重以下原則：

1.三邊一長

在一些自然環境下，設備發生故障的機率較大，如大山邊，水河邊，樹從邊。這三邊就構成了“三邊一長”中的“三邊”。山邊的小石頭滾落，暴雨天氣造成的水平面升高，及狂風肆虐導致大樹傾倒，等等這些自然狀況很容易造成設備故障，因此，把斷路器安裝到這個位置，可以很好的將故障點隔離開來。供電的范圍大，半徑較長即是“一長”，當路線變長時，發生故障的機率變大，而且查找故障點的難度也會變大，因此，把分段斷路器安裝在中間線路上，能減小故障的范圍，縮短了故障檢查的時間。以茂名市配電網為例，按照上述安裝原則，在高州、信宜山區配電網，化州市區鑒江水域和茂名森林公園等一些地方，大力安裝了一批分段斷路器。

2.統計數據

整理了上述區域配電網近些年來出現故障的線路數據，基于環境因素的影響，在多次發生故障的地方先安裝分段斷路器。根據茂名市配電網2010--2012年這兩年的故障統計數據，針對兩次以上的跳閘線路，統計故障的數據，并分析出現故障的大致原因，并統計原因數據，把分段斷路器安裝在容易產生故障的地方，做到防范于未然。

3.建立完善的設備檔案

在網絡日益發展的今天，監測多為配網的在線技術，很多供電單位都建立了完善的設備檔案，將整理的數據結果輸入檔案中，便于日后查看。根據檔案中設備的工作情況，被破壞的程度等來選擇將分段斷路器安裝在哪個地點。根據環網柜中局部放電的測試數據，地電波和超聲波的測試數據，來查找并確定出了故障的設備，因而在這個設備前安斷路器。

4.鋪設路線

在抗干擾的程度上來說，電纜的抗干擾性高于絕緣線，而絕緣架空線的抗干擾性又高于裸露的架空導線，在箱式和臺式上，臺架的變壓器的抗干擾性低于箱式的變電站，在環網柜的范圍內，戶外的抗干擾性低于戶內的。因此，故障發生的機率與鋪設線路的方法有關。所以，我們的重點方案是把分段斷路器安裝在架空路線的前面。例如在F03的樟樹布站，根據鋪設路線的方式，應該把分段斷路器安裝在深福保等這些集中的高架空線的設備前。之后，當后面的架空線發生電路故障時，分段斷路器就能發揮作用，將故障點與正常點分開，隔斷故障點的電流，去確保未故障地方的設備的正常供電。

（三）繼電保護配合

區別于普通的網柜，斷路器能夠直接切斷出現故障的電流，能夠有效保護繼電模塊。斷路器柜的主要任務是在切斷電流的同時還能最大限度的縮短停電規模，當然，分段斷路器的保定值都有一套嚴格的標準，須按指標行事。

1.站內開關的配合

2.分段斷路器彼此合作

如果在同一條線路中裝置多個分段斷路器，應該設定的值都是層層遞減，下一級低于上級，時間限度也同之。

3.斷路器柜進出線

分段斷路器一般都有多種規格，例如一進一出型的，或者是一進三出型的。前者是指只有一條進線，中間連一個斷路器，然后在連上一條出線，即為斷路器開關。后者主要是由一條出線和三條出線，然后在每一區域裝置斷路器和繼電保護。這種具有一定的缺陷，如果一條線路出現問題，也會引起其他地方出現故障。因此，兩者應該相互配合。一般設定的動作值和時限都是出線開關小于進線開關。

（四）關于三遙控制

分段斷路器的主要功能室切斷發生故障的電流，將故障處隔離處總線，同時將運作動向信息和數據傳遞給值班人員，這樣工作人員便能十分方便地發現問題，進行維修，解決問題，故由此繁衍出三遙問題。在主網電力系統中一般都會安裝實時監控設備，不過由于配網設備過多，且較為分散，故而監控設備只能監控到自身能涵蓋的范圍，無暇顧及其他，因此無法做到整個設備網路的監控。配網自動化中的10kV配網分段斷路器自然也必須具備監控功能，能夠在發生故障時及時捕捉到，并將其反饋給工作區?，F今三遙傳輸主要依靠光纖以及無線傳輸，前者相對比較穩定，且傳輸非常及時，但其造價高，成本大，且難以制作，后者是以網絡運營商為載體，通過無線網絡進行信息傳輸，盡管成本較之光纖低些，安裝也比較簡單，卻不夠穩定。目前光纖傳輸處于主流地位。

三、結語

隨著我國技術不斷發展，許多領域已開始逐漸完善，不過就目前而言，分段斷路器應用還是比較少，一條10kV線路僅僅只裝備了一臺斷路器。盡管繼電保護方面做得不錯，但由于裝置較少，對于切斷電流，將故障點隔離開還沒有十分顯著的成效，依舊有待開發。但斷路器已經在逐漸普及，若長久地使用，不斷增強繼電保護的配合，其效益必能日益增長，在配網運行中發揮更關鍵的作用。

參考文獻

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