摘要：本文介绍了在地区电网10kV配网线路中装设的馈线自动化装置（以下简称DA）与故障指示器在10kV配网线路事故处理中的应用。调度员通过分布于线路上各个分段开关的DA与故障指示器的动作情况对10kV相间短路、相间短路接地和三相短路等导致线路开关跳闸的故障以及单相接地故障进行准确判断与快速处理，分析和探讨调度员在处理配网10kV线路事故的基本思路。
关键词：DA；故障指示器；10kV配网线路；事故处理
【引言】适应中国智能配电网建设要求，提高人民生活幸福指数，大量高科技电子产品的使用对配网线路的供电可靠性和电能质量提出了更高的要求。在中性点不接地或经消弧线圈接地的10kV 系统中，10kV 配网线路故障均需要调度员尽快判断故障点并迅速隔离故障，减少停电范围，缩短停电时间。通过装设带通信、可隔离（指示）故障的DA 与故障指示器，并利用电压时间型线路保护原理的应用总结配网事故处理的方法，大大提高了地区电网的供电可靠性。
一、DA 与故障指示器的功能设置FTU 通过配置电压互感器和时间继电器，以简单的接线结构实现分段开关延时合闸、当分段开关一侧受电后X 时间闭锁内失压闭锁合闸（X 时间一般为7S 或7S 的倍数，第一个DA 开关延时时间一般设为40S）、受电合闸后Y 时间内失压并闭锁合闸（YS 时间一般为5S）、瞬时低电压闭锁合闸、两侧有电压闭锁合闸、单相接地故障闭锁等功能。
故障指示器是一种安装在配电房或环网箱开关上，通过进线CT 采集故障电流是否流过安装点位置，指示故障发生区间与故障相别的装置。线路发生故障后，流过故障电流的故障指示器将会亮灯，因10kV 线路故障电流是从接地点流向变电站10kV 母线的，根据这个原理。在不投入重合闸的全线电缆线路中，DA 装置不适用此线路故障判断，装设故障指示器可以快速判断故障点。
二、DA 与故障指示器动作分析根据《地区电网年度继电保护整定方案》，非全线电缆线路分段开关装有DA，变电站馈线开关投入重合闸，重合闸动作时间设定值为5S，主要考虑给馈线开关充分时间进行灭弧。全线电缆线路重合闸不投入，在环网箱或电房开关上装设故障指示器。以图1 所示中山电网典型10kV 环网线路图为例，下面列举几种故障情况加以说明。
环网线路图（图1）1、DA 线路瞬时性短路故障图1 中M 点发生瞬时短路，变电站CB1 开关跳闸，S1、S2、S3 开关均失压动作跳闸。5S 时间后，CB1 开关重合，经S1、S2、S3 开关逐级延时合闸，恢复全线正常供电。
2、DA 线路永久性短路故障2.1、故障点发生在S1 开关至L 开关之间图1 中M 点发生永久性短路故障。变电站CB1 开关跳闸，S1、S2、S3 开关均失压动作跳闸。5S 时间后，CB1 开关重合，S1、S2 开关逐级延时合闸至故障点，变电站CB1 开关再次跳闸，S1 开关失压动作跳闸，S2开关因合闸后立即失压，开关动作跳闸且闭锁合闸。因变电站CB1 开关重合经S1、S2 开关逐级延时合闸至故障点再跳闸的间隔时间已超过保护装置重合闸的充电时间（15S），CB1 开关第二次重合，经S1 开关延时合闸至S2 开关闭锁合闸，恢复非故障段线路的供电。
2.2、故障点发生在变电站CB1 开关至S1 开关之间若永久性短路故障发生在变电站CB1 开关至S1 开关之间，变电站CB1开关跳闸，S1、S2、S3 开关均失压动作跳闸。5S 时间后，CB1 开关重合闸动作失败，S1 开关因受电后即刻失压，保持分闸且闭锁合闸，故障段线路被隔离。
3、DA 线路单相接地故障3.1、S1 开关至L 开关之间发生单相接地图1 在M 点发生单相接地故障，经消弧线圈接地变电站选线正确或轮切判明接地故障馈线后：（1）首先断开变电站CB1 开关，此时S 1、S2、S3 开关均失压断开；（2）再合上变电站CB1 开关；CB1 开关合闸，S1、S2 开关延时合闸至S2 开关处单相接地故障点，系统产生零序电压3U0，S2 开关短延时躲开系统扰动后跳闸且闭锁，零序电压3U0 消失，S3 开关因受电后即刻失压，开关保持分闸位置且闭锁合闸，故障点被隔离，恢复费故障段线路的供电。
3.2、变电站CB1 开关至S1 开关之间发生单相接地若单相接地故障发生在变电站CB1 开关至S1 开关之间。变电站选线正确或轮切判明接地故障馈线后：（1）首先断开CB1 开关，此时S 1、S2、S3 开关失压断开；（2）再合上变电站CB1 开关；CB1 开关合闸至单相接地故障点，系统产生零序电压3U0 不能消失。
此时，调度告警窗将出现10kV 母线接地故障不消失，可判断故障点与CB1开关至S1 开关之间。
4、全线电缆线路中永久性短路或单相接地在不装设DA 的10kV 环网线路上，分段开关装设故障指示器，当故障电流流经开关时故障指示器发出故障指示，故障电流不流经的开关故障指示器不发出故障指示，可快速判别故障区间。
图1 在M 点发生永久性短路或者单相接地故障，故障电流流经S1、S2 开关与M 点形成回路，S1、S2 开关故障指示器发出故障指示；故障电流不流经S3 及其之后的分段开关，故障指示器正常不发出故障指示。S2至S3 开关之间线路段即为故障线路段。
三、装设DA 与故障指示器的10kV 线路事故处理原则1、有DA 线路事故处理原则1.1 跳闸重合成功跳闸重合成功，调度通过配网自动化系统（DMS）收到故障位置信息时，调度员应根据该信息判断并通知线路运维人员到故障线路段进行带电巡查或操作，并提示其注意检查DA 开关分合闸动作情况。通知变电运行人员尽快到站检查该线路一二次设备。
1.2 跳闸重合失败跳闸重合失败，调度员应通知变电运行人员到站检查该线路变电一二次设备，通知线路运维人员到第一个DA 开关位置和环网点，进行带电巡查或操作。
现场确认第一个DA 开关分闸并转手动状态后，调度员指挥退出辅供线路重合闸，将该开关的后段线路转由辅供电线路供电，转电成功后恢复重合闸。若转电不成功，应立即断开环网点开关，恢复辅供线路运行，再强送故障线路第一个DA 开关前段线路，此时分以下两种情况：（1）如果强送第一个DA 开关前段线路成功，退出故障线路重合闸进行分段强送电，找到故障点并隔离后恢复停电线路的运行并投回重合闸。
（2）如果强送第一个DA 开关前段线路失败，线路上可能同时存在两个或以上的故障点，通知线路运维人员派人详细检查线路，未经部门领导同意不能再进行强送电。
1.3 小电流接地系统单相接地调度员根据选线结果断开该线路开关，母线电压正常后合上该线路开关。
（1）如果母线电压在40 秒后出现异常然后立即消失，可判断故障点不在第一个DA 开关前段，应通知线路运维人员到DMS 上送故障信息指示接地线路段。
（2）如果母线电压立即出现异常且不消失时，可推断故障点在第一个DA 开关前段，应再次断开该线路开关，并通知线路运维人员到第一个DA开关和环网点，人员到位后先断开第一个DA 开关，再合上环网开关恢复非故障线路运行。
2、无DA 有故障指示器线路事故处理原则2.1 跳闸重合失败，DMS 调度端收到故障信息通知变电运行人员到站检查，通知线路运维人员到需要隔离故障操作地点和环网点，现场确认后，立即隔离故障段，退出故障线路重合闸后进行强送电，恢复非故障线路段的供电。正常后投回线路重合闸。
2.2 跳闸重合失败，DMS 调度端未收到相应信息通知变电运行人员到站检查，调度员通知线路运维人员到第一个故障指示器安装点和环网点，由第一个故障指示器开始往线路末端开始检查，根据故障指示器的动作逻辑判断故障点位置，恢复非故障线路运行。如：同一地点（电缆分接箱或开关箱等）有2 个及以上故障指示器同时不动作，可判断故障点位于第一个故障指示器安装点前，在核实第一个故障指示器安装点的开关确在分闸位置后，立即退出辅供线路的重合闸并下令合上环网点的开关，恢复非故障线路运行。
四、实用化效果1、提高了10kV 线路供电可靠性自DA 及故障指示器投运以来，减少了线路急修班组巡线查找故障的时间，提升了10kV 配网线路故障处理的效率，提高了用户的供电可靠性。
据统计，配网自动化系统应用两年时间，架空线路平均故障隔离时间由原来3.3 小时缩短为1.2 分钟。电缆线路故障隔离时间由56.3 分钟缩短为21.6 分钟。
2、未来发展方向当前中山电网中10kV 配网线路分段开关已大量装配DA 及故障指示器，但在环网联络开关上装设DA 开关，实现10kV 故障隔离后联络开关自动转供电的功能仍处试运行阶段。DA 及故障指示器未来的发展方向，是实现10kV 故障自动隔离及非故障段线路自动恢复供电，无需线路运维人员现场操作，这样才能进一步提高复电效率和供电可靠性。要达到这一目标，一是加快技术改造，实现环网线路联络开关全面装设DA 装置；二是提高设备运行可靠性，降低自动转供电过程中出现的过流、过压等电网风险。
结束语DA 与故障指示器在10kV 配网中实践与运用，为调度员事故处理提供了有效依据，减少了停电范围，缩短了用户停电时间，减轻线路运维人员的操作压力，加快故障隔离与非故障用户复电的速度，大大提高了配网的供电可靠性。调度员在深入理解DA 装置与故障指示器动作原理的基础上，准确、高效地指挥事故处理，为智能配网的运行管理和发展奠定良好的基础。
致谢本文在编写过程中，得到了中山地区供电局调控中心领导和同事的关怀和帮助，高级技师杨涌新为本文的修改提供了宝贵意见，谨此致谢。
参考文献：[1]广东电网公司.广东电力系统调度规程[Z].2013[2]中山供电局.中山电力系统调度规程[Z].2010[3]中山供电局.10 千伏线路故障调度处理工作指引[Z].2014
论文作者:李成隆
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/22
标签：故障论文; 线路论文; 指示器论文; 变电站论文; 调度员论文; 第一个论文; 单相论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;