摘要：本文主要阐述10kV自动化开关的布置要求，通过对自动化应用研究为实现10kV馈线故障的快速定位、隔离和恢复，降低10kV馈线故障跳闸率，从而提高供电可靠性和供电质量具有重要的意义。
关键词：10KV馈线；自动化开关；应用；
随着经济的增长，电力负荷不断发展，配网结构变得复杂、运行方式从单放射型向“N供1备”联络型发展。传统的馈线自动化模式主要依靠分段器、重合器的反复动作来实现馈线故障区段切除、隔离和非故障区段的恢复供电,出口断路器动作次数多,馈线多次承受短路冲击,恢复供电时间长。显然不再适应时代变化的需求。因此，本文提出对自动化开关的合理布置，网架完善等，对馈线自动化技术应用进一步探讨，以实现故障快速定位、快速隔离，以及非故障区域快速恢复供电为主要目的，提高供电可靠性和配网运营效益。
一、10KV自动化开关的布置要求
1、开关数量选择
应用自动化开关的目的是实现馈线自动化，自动化开关分为两种形式，一种是后来改造成功，自动化程度加高，另一种则是将自动化开关应用到新建干支路上。自动化开关数量会直接关系到线路的自动化、智能化程度，线路智能化程度越强，配电网运行越安全，用户用电质量也能得到保证，所以相关人员要对数量进行选择控制。馈线为双线形式，其主干线发生故障的表现形式以及概率等都不同，相关人员还要根据实际情况，对其分别选择合适数量的开关[1]。
2、开关布置方式
主要包括三种，其一电压-时间布置方式。利用这种方式布置开关，需要根据线路长度以及用户数量等确定开关位置和数量，还要将主干线负荷作为考虑因素。基于此，还要结合相关的原则确定开关布置方案。对于主干线来说，相关人员可根据其长度，确定分段数量，然后根据数值确定开关台数，长度过大的情况下，开关台数可以增加，但不能超过4台，且该数值为分段开关以及联络开关总和。这些开关可对干线进行网络划分。对于分支路来说，自动化开关和自动化断路器是主要的可控选择，前者主要对线路故障发生概率进行控制，使其可靠性系数提升，后者主要建立在可靠性系数满足要求的基础上。
其二电压-电流型布置方式。这种方式中也会采取分段设置，将主干线分成好几段，这种布置方式可以满足线路长度以及负荷要求，也可以使用户用电量和用电质量得到满足[2]。主干线上的开关数量不能超过3个，但也不能低于2个，这些开关使得线路分段管理效果更佳。变电站开关不同时间段的合闸状态与上一次合闸状态下的开关状况有关，在第一次合闸中，相关人员会利用自动化开关对线路故障进行检查，开关的开合状态以及闸的分合状态都与故障检测结果有关，后者显示为零，则闭锁分闸。该种状态会使第二次合闸的开关处于闭合状态。如果线路过长，相关人员还要利用分段断路器来合理分段，使变电站线路不会出现误动，线路也不容易出现故障。自动化开关可以取代出线开关，以减少跳闸故障。
其三真空断路器的布置方式。在应用这种自动化开关布置方式时，需要同时该考虑到自动化开关对线路的作用性能以及继电保护中的线路分级选择功能。在研究方案中，主要将其配置数量控制为一台或零台，这一台真空断路器自动化开关主要满足二级配电要求。
二、10KV自动化开关应用效果
主要表现为以下几方面，其一在变电站出现调整频率方面，自动化开关的控制效果非常显著。自动化开关布置在分段干支路上，使线路可在故障出现之后，立即与其他正常线路发生隔离，如此出线开关跳闸频率会变低，配电网可以照常运行，停电事故也会减少许多。
其二在出现重合闸方面，效果比较显著。开关重合闸成功，馈线所在非故障区域可脱离故障状态，重新供电，在此过程中，自动化开关起到重要的作用，其可以针对故障出现区域，自动断开故障线路，使永久故障区域被隔离出来[3]。
其三电源侧的开关动作频率会减少。开关开合动作减少，跳闸故障也会减少，相对的非故障区域发生停电的可能性会降低，自动化开关可对其动作进行控制。
其四开关信息可以通过系统通信上传到相关位置。自动化开关在馈线系统中属于控制装置，相关人员可根据控制需求，灵活布置开关数量，选择正确的布置方式，使开关数据传递可以顺利许多。监控人员可根据开关信息判断故障类型和故障点等。
三、10KV馈线自动化应用
1、控制模式举例
自动化开关在馈线中的应用模式即控制模式，对这种模式进行研究，则需要对负荷开关、智能控制器以及断路器的应用典型模式进行分析。在这种典型模式中，智能控制器主要将两种开关连接在一起，实现自动化、智能化控制。主要将干线分为两段，使用的断路器数量为两个，负荷开关数量也为两个，两者相互交叉分布[4]。这种模式可用下图表示：
图一 自动化开关应用典型模式
2、模型故障控制方式
根据图一显示，在主干线Ⅱ段连接的支线上出现故障，相关人员在判断出具体的故障类型之前，还需要做好分析工作，并按照相关流程落实处理措施。将时间分段，在不同的时间内采取不同的处理步骤，其一在0.15s内，两端主干线交界处的断路器要发挥作用，通过跳闸停电来保护线路。主干线Ⅰ段中的断路器则处于静止状态。主干线Ⅱ段上的负荷开关以及连接支路上的负荷开关压力会出现失稳现象，所以开关动作，分闸动作完成。其二在5s后，干线Ⅰ段中的断路器会进行重合闸操作，以恢复非故障区域用电。其三主干线Ⅱ段上的负荷开关只有一侧发生电压失稳现象，其合闸时间自然会延迟，如果合闸后，还不能检测到故障电流，该开关便会继续进行闭锁分闸。其四在主干线Ⅱ段连接支路上的开关处于一侧电压失稳时，其合闸时间也会被延长。其五干线交界处的断路器只有在线路故障状态下才会发生跳闸现象，主干线Ⅱ段支线上的ZSW1会在分闸闭锁后继续处于合闸状态，而主干线Ⅱ段上的开关FSW2则不会经过此变化，其会一直处于闭合状态。其六在一分钟后，干线交界处的断路器会完成二次重合闸，ZSW1在隔离故障时，需要花费75s时间[5]。
3、系统功能实现
在自动化开关经典模式下，主干线上的断路器可对第二段干线上的故障段落进行消除，从而消除故障，这种方式可以使故障远离正常区域，从而保证配电网正常运行，使上一级线路供电正常。这种经典模式还可以使重合闸成功实现，这意味着停电故障会减少。在该模式中，分段负荷开关主要针对故障检测进行分闸闭锁，如此在恢复供电时，需要使用的时间会缩短，这意味着停电时间会缩短。
结语
在自动化开关应用中，相关人员还要结合实际中的馈线连接线路现状，对开关布置方式和位置进行确定，以使其在实际工程中得到良好应用。在开关与线路结合过程中，可能会遇到很多故障，相关人员还要以实现系统功能为目标，制定出针对性比较强的解决方案。将自动化开关应用在线路中，主要是对线路的安全可靠系数进行提升，对其受控程度进行提升。自动化开关对干支线的控制以及联锁控制都可达到目的，相关人员还要利用两者，提高配电网运行中的安全系数。
参考文献:
[1]王观兴.10kV馈线自动化开关的应用[J].中国高新技术企业,2013(33):39-40.
[2]程刚,李晓明,曾鹏.配电及馈线自动化技术探讨[J].湖北电力,2018,(03):90.
[3]张延辉,郑栋梁,熊伟.10KV馈线自动化解决方案探讨[J].电力系统保护与控制,2017,(17):78.
[4]江忠阳.10KV架空线配电自动化系统的初步实施[J].继电器,2017,(08):56.
[5]李剑锋,宋丹.10KV电网馈线自动化模式的探讨[J].东北电力技术,2016,(03):67.
论文作者:潘艳嫦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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