用户分界负荷开关（俗称“看门狗”）在高压配电网中的应用分析
2019-11-02 14:06:02 点击：
用户分界负荷开关（俗称“看门狗”）在高压配电网中的应用分析
一般而言，一个变电站带有多条出线，一条出线可能带有数十或更多的分支线负荷。当线路发生单相接地故障时如果不能快速准确地隔离接地故障点，就有可能造成故障隔离范围扩大，影响非故障区段用户或分支线路的正常用电。本文作者根据配电线路单相接地故障特点，结合用户分界负荷开关原理和功能特点，通过实验和工程应用分析了在城市配电线路中，用户分界负荷开关（俗称“看门狗”）的保护处理。
【关键词】 配电线路看门狗 用户分界负荷开关控制器
1 概述
随着国有企业改革的不断深入，国家法制法规的不断完善，客户法制观念越来越强，要求企业的管理者要有更高的经营艺术，要依法经营，守法经营。目前，在南方电网所属供电区域内，供电部门对客户的供电电压大部分采用10kV配电网络供电。由于历史的原因，对产权分界线用户侧10kV配网设备运行维护管理一直是一个真空地带，即便在供电方案中明确用户自行负责，但是由于用户原因造成网络故障跳闸的险象频频发生，运行部门疲于应付。虽然供电部门制定不少法规文件，但收效甚微。本文探讨采用在产权分界处加装用户分界负荷开关（俗称“看门狗”），以期为理顺公司与客户之间的投资界面，深化配网管理，进一步提高电网供电可靠性，提升客户服务质量方面有所突破。
2 珠海10kV配电网架结构
目前，珠海市区10kV配电网架结构主要有以下几种：
（1）环网供电方式；
（2）双电源双回路供电方式；
（3）高压柜放射出线或架空线引下的单电源供电方式。
环网供电方式就是从不同的10kV电源点（220kV/110kV变电站的10kV出线间隔、10kV开关站或架空线路）取得电源，采用手拉手的方式，将环内所有客户串在一起，中间的某一点分段，环内的每一用电点均有2回来自不同电源点的10kV电源。
双电源双回路供电方式，一般是指大容量（5000kVA及以上）及重要客户的供电方式。10kV电源从不同的电源点（220kV/110kV变电站的10kV出线间隔、10kV开关站或架空线路）取得电源，高压部分采用单母线分段互为备用的供电方式。
高压柜放射出线或架空线路引下的10kV单电源供电方式一般分布在城郊及供电网络难于覆盖的地方。
3 清晰产权意识提高10kV配电网供电可靠性
按照珠供电市（2012）12号，为有效减少“用户事故出门”事件，除设备采购、工程设计与管理、验收人员严格把关，消除工程中存在缺陷、隐患外，作为供电主管部门应大力强化产权意识，厘清管辖责限，从源头上把关，彻底消除非产权范围内，由于恶劣天气（雷电、台风等大自然灾害）及客户原因而造成故障，保证供电局主干10kV配电网络的安全运行，在产权分界处装设一种 俗称“看门狗”的用户分界负荷开关配网设备，不失是一种行之有效的解决办法。
4 用户分界负荷开关种类及功能
目前市场上普遍采用的用户分界负荷开关主要有两大类，包括架空线路使用的柱上用户分界负荷开关和电缆线路使用的用户分界负荷开关柜，其主要实现以下功能：
4.1 自动切除用户区内单相接地故障
用户支线发生单相接地时，分界负荷开关自动识别接地故障后直接分闸。责任用户停电而主干线及相邻用户不发生停电。
4.2 快速隔离用户区内相间短路故障
当用户界内发生相间短路故障时，分界负荷开关控制器检测到相间短路电流后，则记忆该过流状态。当变电站出线开关保护分闸后，分界负荷开关控制器判断线路无压无流后，发出分闸命令使分界开关分闸，同时令分界负荷开关控制器闭锁，快速隔离故障。当变电站出线断路器重合闸后，用户分界负荷开关已可靠分闸，达到隔离用户故障区域的目的。
4.3 支持多种通信方式上传故障信息
分界负荷开关控制器可根据需求灵活配置通信模块，开关动作后控制器可选用光纤、无线等通信方式将告警信号上传至主站系统，缩短运行人员故障查找时间。
负荷开关具备电压、电流等测量功能，可实现对用户负荷的有效监控。
5 用户分界负荷开关适用范围
用户分界负荷开关适用于中性点经小电阻、消弧线圈、不接地等接地方式下，10kV架空、电缆及架空电缆混合网配电线路用户的T接进线处、分支线上或线路的末段，但在一条线路上用户分界开关不能串联使用。
分界开关在使用时，其分闸延时时间须与变电站保护及重合闸时间相配合，充分保证在变电站出线断路器切除短路故障电流之后才能分断分界开关，而又必须在变电站出线断路器重合之前完成分界开关的全部分闸过程。
此外，对于中性点不接地或经消弧线圈接地系统，分界负荷开关控制器零序保护动作延时时间整定值只需躲过瞬时接地故障的判定即可。对于中性点经小电阻接地系统，分界负荷开关控制器零序保护动作延时时间整定值须考虑与变电站零序保护的时间配合。其整定值既要躲过瞬时接地故障的判定，又要使分界开关先于变电站保护动作而执行分闸。
6 用户分界负荷开关性价比
用户分界负荷开关采用真空灭弧，SF6气体绝缘的真空负荷开关，具备20kA，4s的短时耐受电流及50kA的短路关合能力，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。对于一般容量在800kVA及以下油式变压器和1250kVA及以下干式变压器的配电系统中，配变空载电流为额定电流2%左右，负荷开关由于灭弧能力较弱，电弧电流过零前的截流小，具有比断路器好的开断空载变压器的性能。
另外，分界负荷开关内置隔离刀与灭弧室异步连动，因此安装分界负荷开关后不再安装分界单极刀闸及跌落式熔断器，可减少设备投资。
7 结语
三十多年的改革开放，通过对引进设备使用、改造、升级，逐渐摸索出适合国情的电网设备，使所有入网的设备更加经济、环保、安全、可靠，为广大用电客户提供周到、贴心服务。
目前，用户分界负荷开关在10kV配电线路上得到了广泛应用并取得良好的应用反馈，大大减少了无故障线路的连带性事故停电、缩小故障停电范围、缩短用户停电时间，从而切实提高主干10kV配电网络供电可靠性。
一般而言，一个变电站带有多条出线，一条出线可能带有数十或更多的分支线负荷。当线路发生单相接地故障时如果不能快速准确地隔离接地故障点，就有可能造成故障隔离范围扩大，影响非故障区段用户或分支线路的正常用电。本文作者根据配电线路单相接地故障特点，结合用户分界负荷开关原理和功能特点，通过实验和工程应用分析了在城市配电线路中，用户分界负荷开关（俗称“看门狗”）的保护处理。
【关键词】 配电线路看门狗 用户分界负荷开关控制器
1 概述
随着国有企业改革的不断深入，国家法制法规的不断完善，客户法制观念越来越强，要求企业的管理者要有更高的经营艺术，要依法经营，守法经营。目前，在南方电网所属供电区域内，供电部门对客户的供电电压大部分采用10kV配电网络供电。由于历史的原因，对产权分界线用户侧10kV配网设备运行维护管理一直是一个真空地带，即便在供电方案中明确用户自行负责，但是由于用户原因造成网络故障跳闸的险象频频发生，运行部门疲于应付。虽然供电部门制定不少法规文件，但收效甚微。本文探讨采用在产权分界处加装用户分界负荷开关（俗称“看门狗”），以期为理顺公司与客户之间的投资界面，深化配网管理，进一步提高电网供电可靠性，提升客户服务质量方面有所突破。
2 珠海10kV配电网架结构
目前，珠海市区10kV配电网架结构主要有以下几种：
（1）环网供电方式；
（2）双电源双回路供电方式；
（3）高压柜放射出线或架空线引下的单电源供电方式。
环网供电方式就是从不同的10kV电源点（220kV/110kV变电站的10kV出线间隔、10kV开关站或架空线路）取得电源，采用手拉手的方式，将环内所有客户串在一起，中间的某一点分段，环内的每一用电点均有2回来自不同电源点的10kV电源。
双电源双回路供电方式，一般是指大容量（5000kVA及以上）及重要客户的供电方式。10kV电源从不同的电源点（220kV/110kV变电站的10kV出线间隔、10kV开关站或架空线路）取得电源，高压部分采用单母线分段互为备用的供电方式。
高压柜放射出线或架空线路引下的10kV单电源供电方式一般分布在城郊及供电网络难于覆盖的地方。
3 清晰产权意识提高10kV配电网供电可靠性
按照珠供电市（2012）12号，为有效减少“用户事故出门”事件，除设备采购、工程设计与管理、验收人员严格把关，消除工程中存在缺陷、隐患外，作为供电主管部门应大力强化产权意识，厘清管辖责限，从源头上把关，彻底消除非产权范围内，由于恶劣天气（雷电、台风等大自然灾害）及客户原因而造成故障，保证供电局主干10kV配电网络的安全运行，在产权分界处装设一种 俗称“看门狗”的用户分界负荷开关配网设备，不失是一种行之有效的解决办法。
4 用户分界负荷开关种类及功能
目前市场上普遍采用的用户分界负荷开关主要有两大类，包括架空线路使用的柱上用户分界负荷开关和电缆线路使用的用户分界负荷开关柜，其主要实现以下功能：
4.1 自动切除用户区内单相接地故障
用户支线发生单相接地时，分界负荷开关自动识别接地故障后直接分闸。责任用户停电而主干线及相邻用户不发生停电。
4.2 快速隔离用户区内相间短路故障
当用户界内发生相间短路故障时，分界负荷开关控制器检测到相间短路电流后，则记忆该过流状态。当变电站出线开关保护分闸后，分界负荷开关控制器判断线路无压无流后，发出分闸命令使分界开关分闸，同时令分界负荷开关控制器闭锁，快速隔离故障。当变电站出线断路器重合闸后，用户分界负荷开关已可靠分闸，达到隔离用户故障区域的目的。
4.3 支持多种通信方式上传故障信息
分界负荷开关控制器可根据需求灵活配置通信模块，开关动作后控制器可选用光纤、无线等通信方式将告警信号上传至主站系统，缩短运行人员故障查找时间。
负荷开关具备电压、电流等测量功能，可实现对用户负荷的有效监控。
5 用户分界负荷开关适用范围
用户分界负荷开关适用于中性点经小电阻、消弧线圈、不接地等接地方式下，10kV架空、电缆及架空电缆混合网配电线路用户的T接进线处、分支线上或线路的末段，但在一条线路上用户分界开关不能串联使用。
分界开关在使用时，其分闸延时时间须与变电站保护及重合闸时间相配合，充分保证在变电站出线断路器切除短路故障电流之后才能分断分界开关，而又必须在变电站出线断路器重合之前完成分界开关的全部分闸过程。
此外，对于中性点不接地或经消弧线圈接地系统，分界负荷开关控制器零序保护动作延时时间整定值只需躲过瞬时接地故障的判定即可。对于中性点经小电阻接地系统，分界负荷开关控制器零序保护动作延时时间整定值须考虑与变电站零序保护的时间配合。其整定值既要躲过瞬时接地故障的判定，又要使分界开关先于变电站保护动作而执行分闸。
6 用户分界负荷开关性价比
用户分界负荷开关采用真空灭弧，SF6气体绝缘的真空负荷开关，具备20kA，4s的短时耐受电流及50kA的短路关合能力，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。对于一般容量在800kVA及以下油式变压器和1250kVA及以下干式变压器的配电系统中，配变空载电流为额定电流2%左右，负荷开关由于灭弧能力较弱，电弧电流过零前的截流小，具有比断路器好的开断空载变压器的性能。
另外，分界负荷开关内置隔离刀与灭弧室异步连动，因此安装分界负荷开关后不再安装分界单极刀闸及跌落式熔断器，可减少设备投资。
7 结语
三十多年的改革开放，通过对引进设备使用、改造、升级，逐渐摸索出适合国情的电网设备，使所有入网的设备更加经济、环保、安全、可靠，为广大用电客户提供周到、贴心服务。
目前，用户分界负荷开关在10kV配电线路上得到了广泛应用并取得良好的应用反馈，大大减少了无故障线路的连带性事故停电、缩小故障停电范围、缩短用户停电时间，从而切实提高主干10kV配电网络供电可靠性。
- 上一篇：什么是分界开关（看门狗)？在电力系统中，分界开关控制器的作用 2019/11/2
- 下一篇：配电网看门狗分界负荷开关 10 kV馈电架空线路上的看门狗 2019/11/2
浙公网安备 33038202003786号