次點擊摘要：城鄉電網支線的故障造成10kV干線停電的事故在不斷提升，支線的故障已越來越成為影響配網安全運行的主要因素，結合綿陽電業局10kV支線線路故障的具體情況，須解決的問題是該成套裝置能實現自動切除被控10kV線路支線的單相接地和相間短路故障。實踐表明，分界斷路器成套裝置在10kV線路支線發生故障時，具備就地處理故障的能力。
1背景
隨著城網、農網改造的不斷深化，在我國10kV配電網的運行中，供電的可靠性和安全性在不斷提高，主干線出現故障和事故的比率已大大降低，但支線等10kV用戶進線事故造成主干線停電的比率卻在不斷升高，因單一用戶的故障及保護配合不當而波及整條10kV饋線停電的事故時有發生。支線故障已越來越成為影響配網安全運行的主要因素。
2用戶分支線路的現狀
目前，10kV架空配電線路至各用戶支線入口處大量使用著戶外柱上開關和隔離開關，但仍有以下局限性。
2.1多為手動開關，主要用于正常分、合線路負荷電流和隔離電源的作用，不具有自動隔離用戶側事故的功能。
2.2近幾年來雖然出現了一些可以隔離故障的負荷開關裝置，但對于相間短路故障不能直接切除，必須等變電站跳閘后，才能隔離相間短路故障，繼而造成全部線路瞬時停電，這種故障處理模式，對于故障的選擇性較差。
2.3不具備重合閘功能，而鑒于我國氣候的特殊性，瞬時性故障較多，一旦造成用戶10kV停電，必須進行人為巡線確定故障點及故障類型進行故障排除，然后進行手動重合閘，恢復供電，這種故障處理模式的缺點是故障恢復供電時間較長。
3解決故障現狀的方法
要解決綿陽地區用戶分支線故障問題，需采用一種適用于架空配電線路T接點處，用于自動、直接切除用戶端接地或短路故障及快速恢復用戶端瞬時性故障供電，且能對線路進行實時監控的設備，要有以下幾方面要求：
3.110kV線路短路、接地故障快速檢測，自動、快速故障切除技術，能夠適應各種不同的10kV系統中性點接地方式。
3.2斷路器本體具備可靠的滅弧、絕緣性能，卓越的開斷性能和開斷速度。
3.3成套裝置具備長期免維護性能，采用無油、全密封、共箱、防爆、防潮、防凝露結構設計。
3.4裝置與站內線路保護設備能夠良好配合。
3.5三相零序一體式組合CT的研制，三相一次CT和零序CT在線路短路、接地故障時具備良好的抗飽和性能。
3.6線路故障的準確定位和事后追憶功能。
3.7具備長期免維護和運行性能好等優點的后備儲能電源系統。
綿陽供電公司于2009年8月推廣使用了智能型分界斷路器成套裝置，來應對用戶線路故障而波及配電網停電等問題。智能型分界斷路器成套裝置是一種應用于10kV架空網配電線路責任分界點處，可以實現自動切除10KV配電網線路單相接地故障和相間短路故障及快速恢復瞬時性故障供電的柱上設備，它能夠避免因單一用戶的故障及保護配合不當而波及整條饋線停電的事故;當配置光纖、GPRS等通信設備后，可與后臺主站通信，實現10kV線路的實時監控功能和配電網絡的動態管理功能，從而也可以達到合理分配負荷、有效利用能源的目的?？蓮V泛適用于城鄉10kV架空配電線路用戶T接入口處控制設備的新裝與改造。
4智能型分界斷路器成套裝置的技術特征和原理
4.1技術特征
此裝置采用先進的故障處理技術，控制器與分界斷路器本體配合，可自動、直接切除界內用戶單相接地故障和相間短路故障，避免單一用戶的故障及保護配合不當而波及整條饋線停電?？煽焖倩謴徒鐑?10KV用戶瞬時性故障引起的停電，并自動記憶線路故障發生的時間、故障時刻電流值及故障性質，以便于事故追憶。其內置具有儲存能量大、運行可靠、全免維護等優點的后備儲能電源系統，超級電容器后備電源系統，當10kV線路故障甚至線路失壓的狀況下仍能進行斷路器本體分斷操作?？稍趹敉馐褂?，防護等級高，具備長期免維護性能，還具備就地遙控分、合閘功能，便于線路檢修維護。
4.2技術原理
這個裝置主要由斷路器本體、控制器和電源PT等3部分組成。斷路器本體實現對10kV線路的分斷和關合控制，控制器實現對10KV線路的故障檢出，并控制斷路器本體實現自動、直接切除界內用戶相間短路故障和單相接地故障以及自動重合閘等功能，電源PT為成套裝置提供工作電源智能型分界斷路器成套裝置的應用示意如下圖所示(虛線框部分為本成套裝置示意圖)。
分界斷路器保護技術原理主要有相間短路和單相接地兩種類型。
4.2.1單相接地故障處理
當界內發生單相接地故障時，控制器偵測到零序故障電流超出零序保護定值時，啟動延時計時，在計時超過零序保護動作延時時間設定值后，執行保護動作，控制器令開關迅速分閘，切除用戶界內故障。對于中性點不接地系統或中性點經消弧線圈接地系統，單相接地故障發生時變電站不跳閘，零序保護動作延時時間定值只需躲過瞬時接地故障的判定即可。
對于中性點經小電阻接地系統，單相接地故障發生時，變電站會發生保護跳閘，零序保護動作延時時間整定值必須考慮與變電站零序保護的時間配合。其整定值既要躲過瞬時接地故障的判定，又要使分界開關先于變電站保護動作而執行分閘。
4.2.2相間短路故障處理
過流保護功能：當界內發生相間短路故障時，控制器偵測到實際相電流超出過流保護整定值時判定為用戶界內過流故障，記憶該故障狀態并啟動過流保護延時。若在過流保護延時計時過程中，相電流一直超出過流保護整定值，則在延時計時時間大于過流保護延時整定值時輸出分閘控制信號;若在過流保護延時計時過程中過流保護延時條件消失，則在滿足有過流記憶、線路無電壓、線路無電流三個條件時從0開始重新啟動延時計時，延時計時時間為300ms時輸出分閘控制信號，令控制器閉鎖，隔離故障。速斷保護功能：同過流保護功能處理邏輯，當界內發生相間短路故障時，控制器偵測到實際相電流超出速斷保護整定值時判定為用戶界內速斷故障，0s切除故障線路。值得注意的是，分界斷路器的分閘延時必須與變電站保護及重合閘時間相配合。發生短路故障時，無論變電站保護是否動作，分界斷路器必須可靠分閘，若分界斷路器后于變電站保護動作，必須在變電站出線開關重合之前完成全部分閘過程。
4.2.3故障后重合閘處理
成套裝置具備1次重合閘功能，對于瞬時性短路或接地故障，重合閘延時到后，斷路器合閘恢復線路供電;對于永久性短路或接地故障，重合閘延時到后，斷路器重合于永久性故障，斷路器后加速跳閘。
4.3保護功能
本成套裝置采用遞歸全波FFT快速算法計算交流電流、交流電壓等電量信號，通過與整定值及整定時間的比較來實現故障檢測。故障檢測分為單相接地、相間短路。在成套裝置運行前，必須進行零序過流和相間過流定值的整定、零序過流和相間過流故障確認時間的整定。零序過流整定值范圍：20mA～60A，零序保護延時整定值范圍：0～1800s。相間過流整定值范圍：60A～600A，相間保護延時整定值范圍：0～10s。自動重合閘整定次數：1-3次，重合閘延時整定值范圍：0.5～60s。
當線路零序電流或相電流超過相應的過流整定值且維持整定的故障檢測時間后，產生線路故障告警信號，同時產生斷路器本體分閘輸出，斷開故障線路，保護10KV主干饋線不受故障支線的波及而停電。對于瞬時性故障通過自動重合閘功能快速恢復供電，避免因瞬時性故障造成線路長時間停電，提高了供電可靠性。
5用戶分界負荷開關在綿陽城區供電局的應用
5.1綿陽供電公司10kV配電網整體現狀截至2009年6月底，城區局共有城市公用10kV配電線路47條，10kV線路總長度251.9公里，其中絕緣架空線48.17公里，電纜線路145公里;配電變壓器204臺，(其中箱變65臺);10kV環網柜48臺;高壓電纜分支箱183臺;柱上開關75臺。
5.2用戶分界負荷開關在綿陽供電公司的應用
5.2.1總體應用概況
綿陽城區本次科技項目共計安裝ZW20-12F/T630-20戶外高壓交流真空分界斷路器6臺，安裝位置位于故障比較頻繁的支線線路，如 10kV高虹二線迎賓路支線1#桿，以實現自動切除被控支線的單相接地故障和相間短路故障，證明在線路支線發生故障時，該支線所在的主線不會受到影響。
5.2.2項目驗收及應用案例
在運行過程中，正確動作次數4次，分別為：
小結：實踐表明，當支線發生故障時，ZW20-12F/T630-20戶外高壓交流真空分界斷路器能可靠對10kV支線線路的單相接地和相間短路故障進行切除，變電站未動作，未影響主線。
6結束語
6.1利用戶外高壓交流真空分界斷路器成套裝置能就地處理故障的能力，能夠達到實現自動切除被控支線的單相接地故障和相間短路故障的效果和作用。
6.2高壓交流真空分界斷路器成套裝置具有通信接口，在條件成熟時可增加后臺系統，實現對10kV支線線路的"四遙"功能。
6.3從綿陽供電局ZW20-12F/T630-20戶外高壓交流真空分界斷路器支線試點工程安裝改造投運成功，從實踐工程方面證明了該裝置的可靠性，今后在城鄉電網的10kV支線線路推廣應用是可行的。
