配电线路分界负荷开关的快速故障隔离技术研究

麦日沛（广东电网有限责任公司江门鹤山供电局，广东 鹤山 529700）

配电线路分界负荷开关的快速故障隔离技术研究

麦日沛
（广东电网有限责任公司江门鹤山供电局，广东 鹤山 529700）

10kV配电网其安全性和稳定性是否得到保障一直是人们比较关注的问题之一，本文首先介绍了配电网络用户分界智能开关的功能和结构，重点对目前国内配电网络用户分界智能开关的应用进行了分析，同时对其在实际应用过程中所产生的效果进行探讨。

配电网络；用户分界智能开关；应用

近年来国内的经济发展迅速，生产力也得到飞速的发展，为了满足人们生产和生活的需求，配电网络的数量也逐渐增多，这给店里企业的管理带来巨大的挑战。为了更好为用户提供安全稳定的电能，电力企业在配电网络中安装用户分界智能开关，其主要的作用就是能够降低停电故障的发生频率，尽量减小停电的范围，保证电力用户用电的稳定和安全。本文就从用户分界智能开关的结构为入手点，探讨其主要的功能和实际应用的效果。

1 10kV配电网用户分界智能开关

所谓的用户分界智能开关指的是安装线路的责任分界点位置，该智能开关的主要作用是能够及时发现线路中单相线路接地发生故障亦能自动的将故障进行解除；在切除故障的同时还能对造成该故障的原因（短路故障）等进行隔离处理，有效的保证了电力用户的供电稳定性和安全性。用户分界智能开关能够和终端的GPRS无线通信模块等进行完美结合，这样一来如果出现接地故障，那么便能够第一时间了解故障发生的位置，并以最短的时间将故障信息传输至电力用户配电监管系统之中及时的发出警告，这样值班员便能够在配电网运行人机交互界面中得到消息及时的处理。用户分界智能开关在其开关结构的设计过程中需要注意以下几个问题：

1.1 分界智能开关的结构分析

图1中可知配电网用户分界智能开关的结构主要由两方面组成，其主体是FZW29-12F型分界负荷合开关以及FDR-100型分界负荷开关控制器等。该种用户分界智能开关是一种集成化程度较高的综合性设备，两个分界负荷开关是结合在一起配合使用的，通过二者的配合其能够实现保护控制功能、电力线路故障检测、故障位置信号传输等功能，除此之外如果以航空插件和控制电缆为载体，那么该两种分界负荷开关控制器能够形成电气连接，保证整个智能开关系统能够实现自动监控和保护功能。

1.2 用户分界智能开关基本功能分析

图1 10kV配电网用户分界智能开关结构示意图

图2 方针系统示意图

表1 电阻变化情况

在10kV配电网电力系统之中，其用户分界智能开关最关键且最主要的作用是能够及时的发现电力线路中出现的单相接地故障情况，并且能够在第一时间完成切除动作，另外能够对该故障所导致的短路故障进行有效隔离，这样避免了未发生故障的用户受到影响，保证供电的稳定性和安全性。

但是在运行的过程中配电网中用户分界智能开关如何能够灵敏的感知到单相接地故障，并且及时的进行智能处理，我们将其细分为两个方面进行研究：

（1）单相接地故障分析。比如故障类型为10kV配电网络用户界内中性点出现不接地性故障，那么用户分界智能开关会将其判定为永久性接地故障，这样便立刻做出跳闸处理；如果故障类型为中心点经消弧线圈接地故障，那么用户分界智能开关同样将其视为永久性接地进行跳闸处理。在故障处理过程中对中性点经小电阻接地故障而言，如果在用户界外发生接地故障，那么用户分界智能开关不会发生任何响应动作，相反当接地故障的位置在用户界内，那么该种智能开关能够在整个系统进行自我保护之前便完成一系列的跳闸处理，快速的将故障界内的用户群和界外的用户群进行隔离，以最大的限度来缩小由于接地故障造成的影响的范围，减少经济损失。

（2）相间短路故障。在本次研究的10kV配电网络中，其相间短路故障的发生率非常低，如果按照故障的发生点进行分类的话，则可以分为两类：即用户界外相间短路和用户界内短路故障。如果是用于界外相间短路故障那么智能开关基本不会做出有效的动作；但是如果是用户界内相间短路故障，那么智能开关会将电源一侧的断路器进行跳闸处理，然后再对整个配电线路进行开关分界跳闸处理。

2 配电监控管理系统

在10kV配电网电力系统中，自动化配电监控管理系统的主要作用是实时监测用户分界智能开关的运行情况。如果其智能开关的运行状态处于正常情况，那么其管理系统自动发出相应的短信提示；相反如果该智能开关的运行状态处于异常状态，又或者由于该线路出现相间短路故障、单相接地故障等进行跳闸处理，那么该管理系统会立即发出警告提示，配电网络站点的值班人员在收到警告信息之后立刻进行处理。

另外该配电监控管理系统能够自动对智能开关的变化时间和顺序进行记录，在系统的运行过程中其内部能够自动将电压型故障区间进行计算，给电力线路维修人员精确和适时信息，帮助相关技术人员快速的进行故障和相关问题的修复。

3 应用与实践

3.1 仿真系统的建立

为了检验用户分界负荷智能开关对配电网络输电线路中直线故障的监控效果，我们作了以下实验，即在某区开展了单相接地故障实验，为了保证实验的有效性我们特意选择故障发生较高的区段，建立一个仿真分析系统，如图2所示。

其中金属单相接地电流为30A的不接地系统，接地电流根据弧道电阻变化的情况见表1。

3.2 实验结果分析

分析得知，经中、小电阻在接地时分解开关灵敏度的最关键因素是消弧线圈的残留的大小值，因此只要对消弧线圈电阻进行忽略之后，在金属性接地时，由消弧线圈补偿度而确定的故障点残电流，我们将其记录为Ici，用户界内设备对低电容所产生的零序电流我们记录为Icj，这样便能够将界内发生单相接地故障时流经分界智能开关零序电流的最大值计算出来，

通过实验结果得知，用户分界智能开关其性能指标完全符合设计要求，在进行对故障的处理过程中表现出动作精准、性能可靠等特性，所以对于配电网络的安全稳定意义重大。

结语

10kV配电网用户分界智能开关的研究和应用，其就是自动化设备在电力行业中的一次尝试和创新，在配电网络不断的发展的未来，智能管理将是该行业最终的目标。本文通过对配电网络用户分界智能开关进行分析后发现，其在控制线路和处理故障方面表现优异，实际意义重大。因此希望研究人员不断开拓创新，促使其功能更加完善。

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