基本介紹
- 中文名：FZW28分界斷路器
- 類型：斷路器
- 特點：結構多樣
- 主要作用：自動切除單相接地故障
FZW28-12/630-20看門狗分界斷路器
1. 10 kV看門狗分界斷路器饋電架空線路的特點
對於遠近郊區供電公司來說，在所轄主網主系統中10 kV饋電出線的安全供電十分重要。但是，10 kV饋電線路特點是結構多樣，事故多發，特別是在城近郊區和遠郊區地區還存在大量的架空輸電線路，這些架空輸電線路往往都是多分支線路，安全可靠性差，遇到颳風下雨等惡劣天氣，接地和短路故障頻發，嚴重影響了電網的安全可靠供電。
1.1 線路結構複雜事故查找困難
用戶專線只帶一兩條支線，有的線路是T接多條支線或多台變壓器呈放射狀；有的線路短到幾十米，有的線路長達幾十千米；有的架空線路穿山越嶺維護困難，有的配電變壓器老化嚴重；有的全線架空，有的是電纜架空混合線路；有些架空線路臨時帶有電纜用戶、帶有臨時箱變。架空線路一旦發生故障查找困難，特別是當線路發生單相接地時，由於故障點難以確定，往往延誤了事故處理，造成故障擴大，進一步發展為相間短路，或者損壞電氣設備。
1.2 線路保護配置相對簡單
變電站10 kV架空線路保護一般只配置過流、速斷、重合閘保護，在小電阻接地系統中再配置兩段零序保護。因此，為保證繼電保護的選擇性和靈敏性，就必須使整條線路都處在保護範圍之內，要求線路末端故障時，保護應有足夠的靈敏度。這樣，就會由於一處故障造成全線停電，並且線路上下級保護呈階梯性相互配合，線上路末端已經沒有保護級差時間，只能失去選擇性故障掉閘而致使全線掉閘。
1.3 不同的10 kV接地方式
對於消弧線圈接地系統，10 kV配電線路發生線路單相接地故障時不掉閘，只發接地信號。對於小電阻接地系統，10 kV配電線路配置零序保護，單相接地故障時掉閘。
1.4 10 kV饋線架空線路故障率高、可靠性差,10 kV饋線的故障率高，可靠性差。
隨著用戶對安全供電的可靠性要求越來越高, 安裝帶有微機保護測控，以及通訊模組融為一體的用戶分界開關,成為解決配電網上述問題的有效方法之一。
2. 分界斷路器的性能和主要作用
2.1 性能及結構
一般分界斷路器由開關本體及測控單元兩大部分構成見，結構示意圖1。
圖1 分界斷路器控制器示意圖
我公司的分界斷路器其主要功能：運行中自動斷開用戶側相間短路故障、自動切除用戶側接地故障，並可用於操作斷開故障電流.
分界斷路器帶有一套外置電壓互感器、一套內置電流互感器；有CPU內部處理器和通訊模組；故障跳閘時帶有電壓判斷和故障記憶；具備跳閘閉鎖功能。
分界斷路器適用於10 kV中性點不接地、經消弧線圈接地或經低電阻接地系統的10 kV架空配電線路與用戶（含臨時用戶）的分界。
2.2 主要作用
2.2.1自動切除單相接地故障
當用戶支線發生單相接地故障時，分界開關自動分閘，甩掉故障支線，保證變電站及饋線上的其它分支用戶安全運行。
2.2.2自動斷開相間短路故障
當用戶支線發生相間短路故障時，分界斷路器立即分閘甩掉故障線路。故障線路被隔離，使饋線上的其它分支用戶迅速恢復供電。
2.2.3快速定位故障點
用戶支線故障造成分界開關動作後，僅責任用戶停電，並可主動上報故障信息，使電力公司能迅速明確事故點，及時進行現場處理，使故障線路儘早恢復供電。
2.2.4監控用戶負荷
分界斷路器可將檢測數據傳送電力管理中心，實現對遠方負荷的實時監控。
2.3 分界斷路器的故障處理方式
分界斷路器的故障處理方式見表2。
表2 分界斷路器的故障處理方式
系統接地方式 | 故障點保護處理 | |
單相接地故障 | 中性點不接地系統用戶界內 | 判定為永久接地後立即跳閘 |
中性點經消弧線圈接地用戶界內 | ||
中性點經小電阻接地用戶界內 | 先於變電站保護動作跳閘 | |
中性點不接地系統用戶界外 | 不動作 | |
中性點經消弧線圈接地用戶界外 | ||
中性點經小電阻接地用戶界外 | ||
相間短路故障處理 | 用戶界內故障 | 分界斷路器分閘 |
用戶界外故障 | 不動作 |
3 分界斷路器的定值與變電站出線保護定值配合問題
3.1 對於中性點不接地或經消弧線圈接地系統
相間短路動作電流定值：動作時限應與變電站出線保護重合閘動作時間相配合，用戶側產生瞬時故障保護後的自動、快速斷開重合恢復供電。由於北京地區10 kV饋線保護重合閘一般整定為1 s，可選擇0.3～0.5 s。
單相接地動作電流定值：零序電流動作定值，根據架空線路截面和長度確定，應考慮躲過線路對地電容電流。由於在中性點不接地或經消弧線圈接地系統中，發生單相接地故障，變電站出線保護不跳閘，只發出接地信號，允許短時間接地運行。為了便於判斷故障，此時分界斷路器的動作時限，應考慮躲過瞬間接地時限，並在變電站發出接地信號之後再動作跳閘，可選擇6～8 s。
3.2 對於中性點經小電阻接地系統
相間短路動作電流定值：同上。
單相接地動作電流定值：中性點經小電阻接地系中，由於變電站10 kV架空出線一般配置兩段零序保護，一段120A、時限為0.2 s；二段20A、時限為1 s。因此，此時分界斷路器的零序電流動作定值和動作時限，應與變電站零序保護相配合，選擇0 s。
4 分界斷路器在運行維護中應注意的問題
應定期檢查分界斷路器本體及控制器外觀是否完好；分界斷路器指示狀態是否正確，運行狀態下是否儲能；瓷瓶有無裂紋、損傷；分界斷路器引線間距是否符合規程要求；各部位連線是否緊固、有無過熱現象；避雷器是否完好；接地裝置是否完好、有無鏽蝕；控制器指示燈有無閃爍告警。
檢查分界斷路器是否輪換或接地電阻搖測是否超期，安裝有分界斷路器的用戶內部設備相間有無故障，變電站饋線斷路器跳閘重合成功後，應及時組織查找線路故障點，發現分界斷路器分閘時，應及時向用電管理部門通報（分界斷路器動作後，控制器的故障指示燈持續閃爍48 h）。
應定期安排對分界斷路器清掃檢查，檢查周期與線路登桿清掃檢查周期相同。原則上分界斷路器運行超過10年應安排輪換檢修。
5 安裝分界斷路器應注意的問題
分界斷路器裝置只能裝於分支線路或末端線路上，不得串連使用，見圖2。
圖2 分界斷路器安裝示意圖
分界斷路器作為電力公司與用戶分界第一斷路器，其一般安裝在10 kV架空配電線路支線第一棵桿上，負荷側接用戶。
當用戶進戶線為架空線路，則分界斷路器的負荷側以懸式絕緣子懸掛架空絕緣線引入，用戶第一基電桿電源側絕緣線安裝掛接地線環，保留單極隔離開關。
當用戶進戶線為電纜線路，則從分界斷路器的負荷側以懸式絕緣子懸掛架空絕緣線引至用戶第一基電桿，直接聯接電纜。用戶第一基電桿電源側絕緣線安裝掛接地線環，不再安裝跌落式熔斷器，保留單極隔離開關。
分界斷路器本體安裝時，安裝前有關部門應組織進行絕緣電阻測定、工頻耐壓的檢測及試驗；絕緣電阻測定標準：使用2500 V兆歐表搖測絕緣電阻，分界斷路器，相對地及斷口間≥1000 MΩ。工頻耐壓試驗標準：分界斷路器，相對地及斷口間：42 kV 1min。分界斷路器分合閘操作面及指示面應朝向外側。
分界斷路器控制器的安裝：控制器的對地安裝高度應不小於2.5 m，將開關控制電纜（隨控制器附屬檔案）的控制器端插頭插入控制器面板插孔，另一端插入分界斷路器底座專用插孔，插頭應旋緊。控制電纜纜身端頭處、轉彎處及直線段每隔1m應採用2.5 mm2單股銅芯絕緣線固定，擰小辮5圈。纜身應橫平豎直，不應扭斜。
一、單項接地故障原理
1.1中性點不接地或中性點經消弧線圈接地系統線路正常時，變電站出線開關的分界斷路器均處於合閘狀態，一旦用戶界內發生單相接地故障，分界斷路器內置的零序互感器檢測到的零序電流接近於全網的零序電流，超過事先整定的參數，經延時，判斷為界內永久性單相接地故障，分界斷路器自動分閘，將故障區隔離開。使用手機簡訊息通信的，還會上報事故信息。其它相鄰用戶和主線路的單相接地故障則屬於界外故障，該斷路器零序電流互感器檢測到的零序電流遠小於整定值，斷路器不動作。單相接地故障的和處理如圖10所示。
1.2中性點經小電阻接地系統在中性點經小電阻接地系統中，變電站雖有零序保護，但只要是該用戶界內發生單相接地故障，該用戶的分界斷路器與變電站保護依靠動作時限配合，分界斷路器先於變電站開關動作，從而切斷了單相接地故障。保證其它用戶安全用電。
界內，界外單相接地故障判定和處理，見圖10
2.1相間故障動作原理
當用戶界內發生相間故障時，分界斷路器檢測到短路電流，當短路電流超過過流定值時，經過延時，確認為永久性過電流故障後，斷路器分閘。假如短路電流超過速斷電流定值時，斷路器立即分閘。斷路器將故障區隔離後，使用手機簡訊息通信的，還會以簡訊方式上報事件。
二、保護處理方式
控制器輸入信號共四個：A相電流、C相電流、零序電流、AB相間電壓。
控制器通過實時監測上述輸入量，並與定值進行比較來判斷線路故障得類型，從而進行相應的處理。下表為系統中性點不同的運行方式保護處理結果。
1.1 單相故障處理
系統接地方式 | 故障點位置 | 保護處理方式 |
中性點不接地系統 中性點經消弧線圈接地 | 用戶界內 | 跳閘 |
中性點經小電阻接地 | 用戶界內 | 先於變電站保護動作跳 |
中性點經消弧線圈接地 中性點經小電阻接地 中性點不接地系統 | 用戶界外 | 不動作 |
1.2 相間短路故障處理
故障點 | 故障電流大小 | 保護處理方式 |
用戶界內 | 大於速斷定值 | 分界開關速斷保護動作電流和時限小於變電站開關速斷保護動作電流和時限，分界開關先於變電站開關跳閘，變電站斷路器不動作。 |
大於過流定值且小於速斷定值 | 分界開關過流保護動作電流和時限小於變電站開關過流保護動作電流和時限，分界開關先於變電站開關分閘，變電站斷路器不動作。 | |
用戶界外 | 分界開關沒故障電流通過，不動作。 |
注意事項：分界開關設定的定值要和變電站出線開關或上一級的開關的動作時限相配合。
