電壓型開(kāi)關(guān)引發(fā)的事故誤判分析

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司 曹貴明 向珉江 王瑞

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司章丘市供電公司 王怡

電壓型開(kāi)關(guān)引發(fā)的事故誤判分析

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司 曹貴明 向珉江 王瑞

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司章丘市供電公司 王怡

隨著智能配電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電壓型開(kāi)關(guān)因其自動(dòng)化程度高、對(duì)通信要求低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于配電線路。本文通過(guò)電壓型開(kāi)關(guān)引發(fā)的一起事故進(jìn)行分析，探討電壓型開(kāi)關(guān)在配電運(yùn)維中存在的問(wèn)題，為智能配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化方案提供依據(jù)。

電壓型開(kāi)關(guān)；事故誤判；配網(wǎng)自動(dòng)化

0 引言

隨著電壓型開(kāi)關(guān)和智能終端設(shè)備技術(shù)的逐步發(fā)展，“電壓-時(shí)間型”配網(wǎng)自動(dòng)化模式得到了越來(lái)越多的青睞。電壓型開(kāi)關(guān)以其來(lái)電合、失電分、維護(hù)簡(jiǎn)單和不依賴于通信等特點(diǎn)，在農(nóng)村線路、郊區(qū)線路或供電半徑較長(zhǎng)的線路上廣泛應(yīng)用，本文通過(guò)分析一起由電壓型開(kāi)關(guān)引發(fā)的事故誤判，探討電壓型開(kāi)關(guān)在配電運(yùn)維中存在的問(wèn)題。

1 現(xiàn)場(chǎng)事故實(shí)例

1.1 現(xiàn)場(chǎng)事故簡(jiǎn)述

10kV朱齊線與10kV楊莊線為某變電站同一母線出線，兩線路間安裝電壓型開(kāi)關(guān)1臺(tái)，外置PT兩臺(tái)，作為聯(lián)絡(luò)，如圖1所示。當(dāng)時(shí)母線接地，調(diào)度試?yán)€路后，判斷為10kV朱齊線與10kV楊莊線同時(shí)發(fā)生接地故障，經(jīng)運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)查明，故障僅為10kV朱齊線38#桿有接地故障，楊莊線無(wú)故障，試送成功。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程說(shuō)明

母線接地后，大都采取逐條線路試?yán)?，通過(guò)觀察母線接地信號(hào)是否消失來(lái)判斷接地線路。

（1）試?yán)瓧钋f線。當(dāng)拉開(kāi)楊莊線時(shí)，接地未消失，將楊莊線送電，但此時(shí)由于電壓型聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到一側(cè)失電，開(kāi)始重合計(jì)時(shí)，經(jīng)延時(shí)后合上楊莊線與朱齊線的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

（2）試?yán)忑R線。當(dāng)拉開(kāi)朱齊線時(shí)，由于此時(shí)朱齊線由楊莊線轉(zhuǎn)供，因此母線接地信號(hào)仍未消失。

經(jīng)試?yán)谐鼍€后，調(diào)度發(fā)現(xiàn)接地信號(hào)仍未消除，判斷為多條線路接地，遂將所有出線全部停電后，逐條試送。

（3）送上朱齊線，母線發(fā)出接地信號(hào)。判斷為10kV朱齊線有接地，將其拉開(kāi)。

（4）送上楊莊線，母線電壓正常，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)經(jīng)延時(shí)合閘后，母線又發(fā)生接地，因此判斷楊莊線有接地。

最終調(diào)度判斷來(lái)10kV朱齊線與10kV楊莊線同時(shí)接地。

1.3 事故原因分析

電壓型開(kāi)關(guān)作為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)時(shí)，其參數(shù)主要為確認(rèn)隔離故障時(shí)間和一側(cè)失電延時(shí)合閘時(shí)間XL（事先設(shè)定值），延時(shí)合閘時(shí)間要大于隔離故障時(shí)間，確保不擴(kuò)大故障范圍[5]。

通過(guò)還原事故過(guò)程我們發(fā)現(xiàn)，由于開(kāi)關(guān)參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確，在一側(cè)失電延時(shí)合閘時(shí)間與故障確認(rèn)時(shí)間不匹配，當(dāng)朱齊線側(cè)失電，控制器開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)超過(guò)XL時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)合閘，朱齊線恢復(fù)供電，造成聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合閘于故障，故障范圍擴(kuò)大。因此在設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)XL值時(shí)，應(yīng)大于兩邊線路分段開(kāi)關(guān)最大的重合時(shí)間。

2 電壓型開(kāi)關(guān)使用中存在的其他問(wèn)題

圖1 現(xiàn)場(chǎng)接線圖

圖2 開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)序表

2.1 送電時(shí)易造成“帶負(fù)荷合刀閘”

柱上電壓型開(kāi)關(guān)實(shí)際由負(fù)荷開(kāi)關(guān)和隔離開(kāi)關(guān)兩部分組成，負(fù)荷開(kāi)關(guān)在兩側(cè)或電源側(cè)單側(cè)安裝兩相PT，由于PT取自電源側(cè)及負(fù)荷側(cè)的不同兩相，如圖3所示，在柱上開(kāi)關(guān)送電時(shí)，按照“先合刀閘，再合開(kāi)關(guān)”的常規(guī)步驟進(jìn)行，就存在巨大安全風(fēng)險(xiǎn)。

假設(shè)剛好先合上接有PT的兩個(gè)刀閘，控制器就判斷為有電，遵照“來(lái)電合”原則，開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)合閘。此時(shí)如果再去合最后一個(gè)刀閘，就會(huì)造成“帶負(fù)荷合刀閘”的情況，觸犯“五防”底線，造成人身觸電或設(shè)備損壞的情況。

通過(guò)對(duì)控制器的設(shè)置及負(fù)荷開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)之間的配合，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)的正確操作。最正確、安全的送電步驟應(yīng)該是：先將開(kāi)關(guān)控制器打到“手動(dòng)分”位置，再合上三相隔離開(kāi)關(guān)，然后再將開(kāi)關(guān)控制器打到“手動(dòng)合”位置，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)送電。通過(guò)內(nèi)部機(jī)構(gòu)的控制，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)間相互配合，實(shí)現(xiàn)正確的操作順序。

2.2 電壓型開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)存在反復(fù)停送電的情況

配電線路故障分瞬時(shí)性和永久性故障兩類(lèi)：

（1）瞬時(shí)性故障時(shí)，線路上的電壓型開(kāi)關(guān)每間隔7s依次重合，重合成功。

（2）永久性故障時(shí)，當(dāng)合閘到故障點(diǎn)上一級(jí)開(kāi)關(guān)時(shí)，站內(nèi)出線開(kāi)關(guān)再次跳閘，隨后故障點(diǎn)上、下兩級(jí)開(kāi)關(guān)將會(huì)自動(dòng)閉鎖。第二次重合時(shí)，故障點(diǎn)處上、下兩級(jí)開(kāi)關(guān)將不再合閘。因此，第一次重合閘的目的是判斷故障區(qū)間，對(duì)相關(guān)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘閉鎖；第二次重合閘的目的是非故障區(qū)域送電。

因此，當(dāng)線路發(fā)生永久故障時(shí)，電壓型開(kāi)關(guān)在正確判定故障過(guò)程會(huì)造成線路上用戶反復(fù)停送電，給用戶家中電氣設(shè)備造成一定的沖擊和損壞。對(duì)此建議線路上用戶應(yīng)配合使用“無(wú)壓釋放”型低壓開(kāi)關(guān)，緩解多次停送電造成的沖擊。

2.3 開(kāi)關(guān)兩側(cè)均有電時(shí)開(kāi)關(guān)需要強(qiáng)合

電壓型開(kāi)關(guān)在兩側(cè)均有電時(shí)，不遵循“有電自動(dòng)合”的規(guī)則，此時(shí)合閘需要強(qiáng)合。電壓型開(kāi)關(guān)可以通過(guò)選擇控制器的撥片來(lái)選擇開(kāi)關(guān)處于分段模式（S檔）還是聯(lián)絡(luò)模式（L檔）。無(wú)論哪種模式下，兩側(cè)均有電時(shí)控制器啟動(dòng)合閘閉鎖功能，不會(huì)自動(dòng)合閘，其目的是避免合環(huán)運(yùn)行。因?yàn)閮蓚?cè)均有電時(shí)，開(kāi)關(guān)的判斷邏輯認(rèn)為無(wú)停電區(qū)域，因此不自動(dòng)合閘。

圖3 電壓型開(kāi)關(guān)PT接線圖

3 結(jié)語(yǔ)

電壓型開(kāi)關(guān)在配電線路自動(dòng)化中應(yīng)用廣泛，在智能化配電網(wǎng)中起著關(guān)鍵的作用。作為配電線路、設(shè)備的運(yùn)維管理部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)培訓(xùn)，了解電壓型開(kāi)關(guān)的原理，正確配置參數(shù)，同時(shí)采取有效的管理措施和技術(shù)措施，提高運(yùn)行管理水平，避免出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題。

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[3]林功平．配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化解決方案的技術(shù)策略[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2001，4（10）：52-55．

[4]秦賀，呂妍．淺析配電自動(dòng)化電壓型開(kāi)關(guān)及事故分析[J]．山東電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2013，16（4）．

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