分段器配電網(wǎng)饋線保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀

為了緩解社會(huì)用電壓力，電力行業(yè)在規(guī)劃配電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)充分考慮了自動(dòng)化操控模式。實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化是配電網(wǎng)改造的重點(diǎn)，對(duì)變電站至用戶設(shè)備之間的線路進(jìn)行了綜合性的監(jiān)測(cè)，故障發(fā)生后可立刻切斷故障源。配網(wǎng)系統(tǒng)饋線自動(dòng)化采用的保護(hù)技術(shù)主要是通過(guò)切除、隔離、恢復(fù)等方法處理故障。

分段器傳統(tǒng)的電流保護(hù)

電流是饋電線路傳輸?shù)闹饕獙?duì)象，控制好線路電流大小對(duì)保護(hù)線路安全有著重要的作用。早期我國(guó)電力改造對(duì)饋線采取的保護(hù)方法為電流保護(hù)，通過(guò)控制線路電流值以防線路過(guò)載運(yùn)行，有效防止了配網(wǎng)饋線故障的發(fā)生?？紤]到配電線路長(zhǎng)度較小，電流保護(hù)中選擇時(shí)間配合的方式達(dá)到全線路保護(hù)的效果，如：反時(shí)限電流保護(hù)、三段電流保護(hù)，顯著增強(qiáng)了饋線的穩(wěn)定性。

分段器重合閘方式的饋線保護(hù)

重合器也用于饋線故障的處理，屬于提前防范的故障檢測(cè)方法。重合器能夠滿足饋線分段、增加電源點(diǎn)的要求，這些都是增強(qiáng)饋電線路高效運(yùn)行的有利條件。如：重合器保護(hù)能夠縮小饋線故障范圍，在處理時(shí)可盡快查找故障點(diǎn)。此外，饋線故障發(fā)生后，重合器能自動(dòng)斷開(kāi)故障電流，按照配電網(wǎng)運(yùn)行的要求進(jìn)行操作控制，避免了配網(wǎng)系統(tǒng)中斷運(yùn)行的發(fā)生。

分段器基于饋線自動(dòng)化的饋線保護(hù)

配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)，其中饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線信息的采集和控制，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)。饋線自動(dòng)化的核心是通信，以通信為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用（PAS），同時(shí)，以地理信息系統(tǒng)（GIS）為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理，而SCADA、GIS 和PAS 的一體化則促使配電自動(dòng)化成為提供配電網(wǎng)保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)。

社會(huì)用電問(wèn)題已經(jīng)成為制約社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的一大障礙，為了緩解社會(huì)供電壓力，保持各地區(qū)配電網(wǎng)傳輸電能的高效運(yùn)行，國(guó)家重點(diǎn)投資配電自動(dòng)化建設(shè)。作為配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化的重點(diǎn)構(gòu)成，饋線自動(dòng)化對(duì)維護(hù)配網(wǎng)作業(yè)起到了重要作用。但受到多種因素的限制，配網(wǎng)饋線執(zhí)行操作命令時(shí)也會(huì)發(fā)生不同的故障。電力行業(yè)對(duì)饋線故障現(xiàn)有的處理方法主要集中于各種監(jiān)控預(yù)測(cè)。

分段器終端裝置

饋線終端裝置（FTU）運(yùn)用于饋線自動(dòng)化，可發(fā)揮較好的故障處理作用。一般情況下，配網(wǎng)系統(tǒng)利用FTU 設(shè)置于饋電線路中，這樣可以對(duì)設(shè)備開(kāi)關(guān)實(shí)施全面的監(jiān)測(cè)控制，主要作用包括：遙測(cè)、遙控、遙信，故障檢測(cè)等。此外，饋線終端裝置對(duì)配網(wǎng)通信也有良好的保護(hù)作用，能及時(shí)把接收到的數(shù)據(jù)信息傳遞給配網(wǎng)控制中心，如：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障、接地故障等重要參數(shù)，對(duì)故障進(jìn)行定位分析以提高處理質(zhì)量。

分段器重合裝置

重合裝置處理饋線故障采用了重合器，它是一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)饋電線路的自動(dòng)檢測(cè)及多功能保護(hù)?；谥睾掀鞯酿伨€故障處理有分布式控制、集中式控制兩大類(lèi)。如：分布式控制結(jié)合了故障狀態(tài)差動(dòng)保護(hù)方式，重合器采用這類(lèi)設(shè)備可對(duì)饋線故障進(jìn)行有效定位，同時(shí)發(fā)送切斷開(kāi)關(guān)、隔離故障的操作指令，維持了饋電線路的持續(xù)傳輸。此外，重合器對(duì)提高重合閘成功率、縮小故障停電范圍等也有很好的控制作用。

分段器保護(hù)裝置

保護(hù)裝置在饋線故障發(fā)生時(shí)能有效保護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，對(duì)饋電線路故障是一種快速處理方法。常用的饋線保護(hù)是各類(lèi)繼電器，對(duì)饋線自動(dòng)化的閉環(huán)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行均有很好的處理作用。如：閉環(huán)運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，裝置將在5 個(gè)周波內(nèi)作出判斷，一般從發(fā)生故障到命令發(fā)出的時(shí)間約為0.15~0.2 s。繼電器在故障發(fā)生過(guò)程中能夠發(fā)揮較好的保護(hù)作用，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備裝置進(jìn)行綜合性的調(diào)控，當(dāng)配網(wǎng)饋線出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)能及時(shí)隔離操作 。

饋線是傳輸電能及信號(hào)的重要線路，在配網(wǎng)系統(tǒng)里能維持變電站傳輸電能的有序進(jìn)行。早期的饋線在抗干擾、抗腐蝕等性能上相對(duì)薄弱，無(wú)法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求。自電網(wǎng)改造之后，配電網(wǎng)饋線逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，不僅增強(qiáng)了電力信號(hào)之間的傳輸，對(duì)維持配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行也起到了重要作用。配網(wǎng)饋線自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)如下。

1.提高系統(tǒng)運(yùn)行效率

傳統(tǒng)配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，不僅增加了線路運(yùn)行時(shí)承擔(dān)的荷載，且造成線路故障的發(fā)生率持續(xù)上升，阻礙了配網(wǎng)的高效率運(yùn)行。饋線自動(dòng)化模式推廣后，配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率顯著提高，變電站在傳輸電能過(guò)程中的故障次數(shù)減少。如：環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU 運(yùn)用于10 kV 環(huán)形電纜配網(wǎng)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了配電設(shè)備的自動(dòng)化操控，讓饋線傳輸作用發(fā)揮到最大。并且在各環(huán)網(wǎng)柜上的FTU通信通道與配電自動(dòng)化主站互相連接，維護(hù)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.完善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境

對(duì)配電網(wǎng)故障檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備故障通常都是由于線路故障所致。變電站與用戶設(shè)備之間的線路受損，電能傳輸?shù)牧鞒虝?huì)立即中斷，從而影響了用戶的正常用電。饋線自動(dòng)化運(yùn)行能對(duì)線路故障自動(dòng)檢測(cè)、隔離，帶故障解除后可自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。如：配電網(wǎng)故障發(fā)生后，主站或子站根據(jù)FTU 送來(lái)的信息，再利用軟件運(yùn)算及時(shí)查找故障原因，并向環(huán)網(wǎng)柜的負(fù)荷開(kāi)關(guān)自動(dòng)發(fā)遙控命令，以便隔離配網(wǎng)故障或盡快恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。

3.降低電網(wǎng)運(yùn)行故障

線路故障是影響配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行效率的普遍因素，電網(wǎng)故障的發(fā)生也會(huì)給用戶設(shè)備造成不同程度的損傷。通過(guò)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)線路進(jìn)行綜合改造，可以有效降低電網(wǎng)運(yùn)行故障的發(fā)生率。配電網(wǎng)采取饋線自動(dòng)化運(yùn)行后，利用自動(dòng)化調(diào)控方式對(duì)系統(tǒng)重要參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，如：饋線、箱變等設(shè)備的電流、電壓、電量等，從而滿足了設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的要求。而工作人員結(jié)合饋線自動(dòng)化設(shè)備反饋的信息，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行故障能有進(jìn)一步的了解。

饋線是變電站出線至用戶用電設(shè)備的供電線路，其主要功能是負(fù)責(zé)電能及信號(hào)的傳輸工作。隨著電力行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)等融合，使我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)趨于自動(dòng)化運(yùn)行模式。新時(shí)期的配電網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化也是電力技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。考慮到及時(shí)檢測(cè)配電網(wǎng)饋線運(yùn)行故障，配網(wǎng)改造時(shí)添加了分段器，能及時(shí)切斷故障以保持線路運(yùn)行 。

從分段器的結(jié)構(gòu)性能來(lái)說(shuō)，其核心功能是自動(dòng)判斷線路故障和記憶線路故障電流開(kāi)斷的次數(shù)，當(dāng)達(dá)到整定次數(shù)之后可以自動(dòng)分閘，從而保護(hù)了配電網(wǎng)饋線的安全運(yùn)行。近年來(lái)我國(guó)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了大范圍的改造，分段器憑借其優(yōu)越的故障處理功能得到了廣泛的運(yùn)用，大大促進(jìn)了配網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。針對(duì)配網(wǎng)饋線自動(dòng)化產(chǎn)生的故障，分段器處理故障的功能具體表現(xiàn)如下。

分段器監(jiān)測(cè)異常

饋電線路在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)受到外界因素的干擾，導(dǎo)致線路傳輸流程受到阻礙，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。如：配網(wǎng)通信設(shè)備在接收信號(hào)時(shí)，常會(huì)由于線路穩(wěn)定性不強(qiáng)而造成信號(hào)減弱。分段器用于配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化之后，其能夠在失壓或無(wú)流的情況下自動(dòng)分閘的開(kāi)關(guān)設(shè)備。對(duì)于永久性故障問(wèn)題，分段器能在故障時(shí)自動(dòng)切斷線路，有效隔離故障后保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

分段器記錄故障

對(duì)常見(jiàn)的饋線自動(dòng)化故障，分段器也具備了較好的記錄功能，通過(guò)對(duì)異常信號(hào)的記錄收取，為相似故障的處理提供了可靠的依據(jù)。如：當(dāng)分段器對(duì)某一故障未能徹底結(jié)束分合操作時(shí)，饋線故障會(huì)被其它保護(hù)裝置隔斷，而分段器依舊處于原先的整定狀態(tài)。分段器對(duì)這一故障流程的記錄，能為后期故障提供詳細(xì)的處理指導(dǎo)。對(duì)于故障處理中的數(shù)據(jù)及信號(hào)，分段器也能準(zhǔn)確地判別。

分段器自動(dòng)分閘

自動(dòng)分閘對(duì)饋線自動(dòng)化故障具備檢測(cè)、定位、轉(zhuǎn)移等多項(xiàng)功能，主要是為了將饋線故障及時(shí)斷開(kāi)，避免對(duì)其它設(shè)備造成不利影響。自饋線自動(dòng)化模式在配網(wǎng)系統(tǒng)廣泛運(yùn)用后，各種設(shè)備之間的協(xié)作運(yùn)行效率更高，一旦某一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障則會(huì)影響到其它設(shè)備的性能發(fā)揮。分段器自動(dòng)分閘功能可以對(duì)故障快速定位，給故障維修人員的處理提供可靠依據(jù)。

總之，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能供應(yīng)問(wèn)題受到了用戶的高度關(guān)注。為了保證供電系統(tǒng)的高效率運(yùn)作，搞好配電網(wǎng)系統(tǒng)改造是不可缺少的。饋線自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的重要前提，在饋電線路改造過(guò)程中應(yīng)注重線路故障的處理。分段器作為一種高性能的故障處理裝置，其在切斷、隔離、檢測(cè)饋線故障中發(fā)揮了重要的作用，將其運(yùn)用于配網(wǎng)系統(tǒng)有助于提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率 。2100433B

分段器（Sectionalizer）是一種與電源側(cè)前級(jí)開(kāi)關(guān)配合，在失壓或無(wú)電流的情況下自動(dòng)分閘的開(kāi)關(guān)設(shè)備。當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，分段器在預(yù)定次數(shù)的分合操作后閉鎖于分閘狀態(tài)，從而達(dá)到隔離故障線路區(qū)段的目的。若分段器未完成預(yù)定次數(shù)的分合操作，故障被其它設(shè)備切除了，則其將保持合閘狀態(tài)，并經(jīng)一段延時(shí)后恢復(fù)到預(yù)先的整定狀態(tài)，為下一次故障做好準(zhǔn)備。分段器一般不能斷開(kāi)短路故障電流。

單相跌落式分段器外形與熔斷器相似 : 它只能手動(dòng)合閘, 由電子控制裝置對(duì)故障電流次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)和分閘。

當(dāng)回路出現(xiàn)第一次故障電流時(shí), 電流互感器檢測(cè)出信號(hào), 送給控制電路, 保護(hù)設(shè)備分閘后, 控制電路完成一次計(jì)數(shù), 分段器不分閘。故障電流消失后, 記憶電路保持15S 、25 S后恢復(fù)到初始狀態(tài)。如瞬時(shí)性故障, 即使計(jì)數(shù)一次, 分段器繼續(xù)正常使用。如永久性故障, 第二次故障電流出現(xiàn), 控制電路進(jìn)行第二次計(jì)數(shù)。當(dāng)保護(hù)設(shè)備分閘后約0 .07 S,

控制電路發(fā)出信號(hào)引爆觸發(fā)分閘啟動(dòng)器, 釋放分閘門(mén), 使載流管跌落, 隔離故障。分段器跌落后, 待故障消除后卸下載流管, 更換新的分閘啟動(dòng)器, 方可投入使用。

分段器有單相和三相兩種, 單相分段器主要是指跌落式的。三相分段器按介質(zhì)分有油、真空、六氟化硫。

按控制方式分有電子控制式和液壓控制式。