浅析SOG智能负荷开关在德清配网中的应用

2011-11-15吴悦倩郭建武

浙江电力 2011年11期

吴悦倩，郭建武

（德清县供电局，浙江德清 313200）

随着城市化进程的扩大，配网线路网架越来越复杂，配网运行维护的工作量加大，对配网设备智能化的要求也越来越高。据德清配网故障率的统计，配网接地短路故障以及隐性故障占总故障率72%。由于大多数配电系统属于非接地系统，要发现一些高阻接地故障往往没有很有效的方法，最终可能使故障演变成恶性的大面积短路停电事故。同时，由于接地故障的特殊性，一般通过在变电所试切馈线查找发生接地故障的方法，也同样会造成大量的用户停电。

为了防止这类事故扩大停电范围，在10 kV线路的主干线与分支线（分界点处）设置一种具有故障隔离及锁定功能的智能型负荷开关（SOG），可以防止供电事故的扩大，尽早地掌握故障点的信息，从而缩短抢修时间，提高供电可靠性。

1 SOG智能负荷开关的主要功能

（1）SOG智能负荷开关采用SF6气体绝缘，体积小、重量轻、开断性能优异，能同时测量零序电流和零序电压，结合零序电流和电压的大小，以及零序电流与零序电压之间的相角来判断接地事故发生的位置，采用零序电流方向检测方式提高了检测可靠性，避免单一使用零序电流大小判断方式所带来误动作的可能性。

（2）以往的开关大多数是采用内置二相电流互感器来判断过电流事故方式，在支线安装使用的情况下，当区域发生类似雷击导致异相单相接地（实际为短路）故障时，由于缺相的原因会误判为单相接地故障令开关跳闸造成开关损坏事故。SOG智能负荷开关采用三相电流互感器判断过电流，可确保判断故障性质的正确性。

（3）由于非接地系统的接地故障事故在初期阶段故障电流较小，难于准确检测，长期带故障运行会给配网安全运行带来极大的危胁。为尽早发现故障，必须提高检测灵敏度和精度。SOG智能负荷开关有很大的动态范围，即使流过700 A以上大电流后，残留特性输出电流仅有不到150 mA，为准确判断故障提供了可靠的保证。

（4）控制装置具有自我诊断功能，能定期检测开关的跳闸回路和SOG装置本身的检出回路，一旦发生异常，报警显示灯点亮，报警动作输出，以便维修人员及时处理。

（5）能直接显示因接地或短路故障发生跳闸的情况。即使在停电状态时，磁性显示器能维持原动作状态，便于维护人员判断事故原因。

（6）能自动隔离故障，减少停电范围。当用户侧发生接地事故时，及时从配电线路上隔离，可使配电线路不停电是其主要功能之一。因此，当负荷侧发生接地事故时，必须优先于变电所断路器动作之前进行跳闸；而当负荷侧发生短路事故时，通过变电所的断路器跳闸线路失压期间（重合之前），SOG智能型线路保护开关进行分闸，保证重合成功。通过与断路器的配合达到隔离故障区域，减少停电范围的目的。

（7）即时故障定位，准确上报故障信息。SOG负荷开关的数据通过中国移动公司的GPRS网络，实现数据信息的透明传输。SOG智能型线路保护开关控制器内部配有GPRS无线通信终端，可将每台SOG智能型负荷开关动作情况（如接地事故，短路故障）发送至指定的手机上。运行单位就能及时得出线路运行情况或故障范围，可在最短的时间内准确故障定位。

2 SOG智能负荷开关跳闸动作分析

SOG智能负荷开关在发生接地故障时能立即或延时跳闸；在发生短路故障时，开关能自动记忆事故现象，等电源侧（变电所）的断路器动作、线路停电后自动跳闸，保证变电站断路器的一次重合成功。

SOG根据故障种类做出相应动作如表1所示，波形图见图1。

表1 故障动作分类

图1 非接地系统接地故障波形

当配电线路发生短路故障后，线路跳闸，线路电压和短路电流均消失后，SOG开关跳闸延时为A。重合器和断路器等设备重合再送电的时间为B，必须保证B>A。

当配电线路发生单相接地时，会产生接地电流（零序电流），带有方向性SOG智能型负荷开关，能测量零序电流的大小，同时能检测零序电压，进而能判别故障发生在开关的电源侧还是负荷侧。对于中性点采用灭弧线圈接地的配电系统，通过调整相位特性同样能检出接地故障的区域。

3 SOG智能开关的应用情况

为了解决10 kV线路发生故障后，故障点查找困难，导致用户的停电范围和停电时间扩大等问题，要求负荷开关必须具备：故障后能快速地自动隔离故障；具有通信功能，能准确及时告知运行维护人员故障地点或范围；安装方便、开断性能优异。在负荷开关设备选型时，发现有些负荷开关不具备自动隔离功能，更多的不具备通信功能，不能达到预定要求。

SOG智能负荷开关完全满足所要求的条件，在10 kV线路上试点应用效果显著。最终确定将SOG智能负荷开关安装在35 kV庾村变的10 kV南路112线试运行。经过5个多月的调试、数据采样、运行分析，发现SOG智能负荷开关运行状况良好，各项测试数据达到预定效果。

南路112线在2009年装设一般负荷开关时故障跳闸14次，重合失败9次，消耗2 250停电时户数。而在2010年装设SOG负荷开关后故障跳闸7次，重合失败0次，消耗912.4停电时户数，比实施前减少1 337.6时户数。针对目前德清配网的SOG智能负荷开关实际运行情况，在1条10 kV线路上安装1台SOG智能负荷开关后，一旦发生故障，至少可减少1/3～1/2用户的停电范围。