1 配網(wǎng)饋線自動化模式的選擇

    在農(nóng)村配電系統(tǒng)中，以架空配電線路為主，配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)少部分主網(wǎng)架是環(huán)形接線開環(huán)運行，大多數(shù)配電線路是幅射狀供電模式。農(nóng)村配電網(wǎng)電力負荷分散，負荷密度小，配電線路較長，還有很長的分支線路。針對農(nóng)村配電網(wǎng)的特點，選擇經(jīng)濟實用的配電網(wǎng)饋線自動化模式十分重要。

    配網(wǎng)饋線自動化的主要任務(wù)是在最短的時間內(nèi)完成對故障的定位、隔離和恢復供電。 主要有三種模式：

  ·用裝設(shè)在線路上的故障指示器，由人員查找故障點，利用柱上開關(guān)人工隔離故障區(qū)段，恢復正常區(qū)段的供電。該方式的停電時間長，恢復供電慢。

  ·利用智能化開關(guān)設(shè)備（如重合器、分段器等），通過它們之間的相互配合，實現(xiàn)故障的就地自動隔離和恢復供電。該方式的自動化水平較高，無需通信就可實現(xiàn)控制功能，成本較低。缺點是開關(guān)設(shè)備需要增加電子控制器，記錄開關(guān)合、分動作的次數(shù)，才能完成故障的隔離和恢復供電。

  ·將開關(guān)設(shè)備和饋線終端單元（FTU）集成為具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制功能的智能型裝置，并與計算機控制中心進行實時通信，由控制中心的軟件分析處理故障，并以遙控方式集中控制。該方式可一次性完成故障的定位、隔離和恢復供電。其缺點是要依賴于通信，系統(tǒng)復雜，投資大。

    配網(wǎng)饋線自動化的目的是提高供電可靠性，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟狀況落后、人員素質(zhì)偏低、地理環(huán)境復雜，選第二種模式比較符合農(nóng)村地區(qū)實際情況。

2 重合器和分段器的選擇

    采用線路自動分段器與變電所10 kV出線具有自動重合功能的斷路器和裝在10 kV線路上的重合器，配合使用在線路某區(qū)段發(fā)生短路故障時，能自動檢出故障，并將故障切除，恢復非故障段供電。

2.1 重合器選擇

    重合器目前世界上有很多種，型號較多，大部分價格比較昂貴。國產(chǎn)的價格較低，比較合適。

    我國從1986年開始引進美國COOPER公司生產(chǎn)的重合器，它采用真空滅弧，油絕緣，電子控制。國產(chǎn)的重合器從1992年開始在農(nóng)村一些城郊變電所投入運行，積累了一定運行經(jīng)驗，它安裝整定方便、配合靈活，無需維護，使用壽命長，便于擴展，價格較低，對運行人員素質(zhì)要求不高，經(jīng)過簡單培訓即可進行操作。

2.2 分段器的組成

    具有三遙功能（遙控、遙測、遙信）的分段器。在配電網(wǎng)自動化中起著重要作用，它主要完成自動分段的職能。

    我們以FDK型單相跌落式分段器為例，它外型如同跌落式熔斷器，結(jié)構(gòu)簡單，智能記憶判斷，價格低廉，安裝操作方便。跌落式分段器主要由三部分組成：

  ·導電部分：包括上、下動觸頭，上、下靜觸頭。上、下靜觸頭采用多片刷式結(jié)構(gòu)，中間導桿額定電流有315、200、100 A三種。

  ·檢測部分：它有套在導電管外面上部的傳感器，以及安裝在導電管內(nèi)部的電子控制器。

  ·永磁機構(gòu)脫扣器：推動分段器完成分閘操作，當分段器中電流超過整定值，變電所內(nèi)斷路器或裝在線路上的重合器，開斷故障電流，線路失壓后分段器導管內(nèi)的電子控制器，發(fā)出命令，永磁機構(gòu)脫扣器推動分段器分閘（它利用永磁性材料特性，改變永磁脫扣器力的方向）。分段器每次完成分斷后，脫扣器無需更換任何元件，分段器脫扣后經(jīng)人力儲能，人為操作，恢復送電狀態(tài)。

3 故障判斷與隔離過程

    自動分段器分閘動作條件：

  ·在上級開關(guān)斷開故障電流后，線路已失壓，線路電流小于300 mA時；

  ·故障電流超過分段器啟動電流，記錄過流次數(shù)達到整定的計數(shù)。

    在滿足上述條件下，自動分段器才能自動分閘。

    自動分段器級數(shù)的確定：分段器分段的級數(shù)或整定的過流計數(shù)，必須與上級重合器重合閘次數(shù)相匹配。例如重合器選用三次重合閘，即自動分段器，最多整定計數(shù)是3次。

    現(xiàn)以某變電站配電網(wǎng)自動化方案（見圖1）為例簡述該模式動作過程：

  ·變電站配電線出口斷路器CB選用三相一次重合閘，過電流整定為75 A，動作時限500 ms，電流速斷整定值為600 A，動作時間為0 s。

  ·重合器C1、C2整定三快一慢，故障動作電流選定100 A。分段器F1～F8過流計數(shù)整定為二次，分段器F9～F10整定為三次計數(shù)，啟動電流為130 A。

  ·重合器C1、C2，分段器F1～F10將配電線路分成若干區(qū)段，重合器、分段器布置詳見圖1。

  ·線路正常運行時，分段器F1～F10，重合器C1、C2、配電線出口斷路器在合閘狀態(tài)。

    幾種典型故障動作過程如下。

    若K1支線短路，最小兩相短路電流為263 A，該故障電流，流經(jīng)分段器F6 、F10、重合器C2和變電站配電線出口斷路器CB。由于配電線出口斷路器CB電流速斷整定值600 A，保護裝置不啟動，而CB斷路器過電流裝置、重合器C2、分斷器F6 、F10啟動電流小于故障電流，這些保護元件啟動。在故障電流為263 A時，CB出口斷路器動作時間為500 ms，重合器C2動作時間為100 ms，故重合器C2分閘。因故障電流持續(xù)100 ms大于跌落式分段器信號采集時間為40 ms，在重合器分閘，線路失壓后，分段器F6 、F10完成第一次記憶，并將該記憶保持15 s，分段器F6 整定為兩次計數(shù)，沒達到整定次數(shù)，仍在合閘狀態(tài)，若K1為瞬時故障，經(jīng)過2 s后，重合器C2重合，恢復送電。若K1為永久性故障，重合器C2將再次分閘，線路失壓后，F6自動分段器已記錄兩次過流，滿足自動分閘條件，經(jīng)180 ms分閘，切除故障點，經(jīng) 2 s后重合器C2重合，恢復故障區(qū)供電。

    分段器F6 、F10區(qū)間K2短路，******兩相短路電流473 A，該故障電流流經(jīng)分段器F10、重合器C2和變電站配電線路出口斷路器CB。除出口斷路器電流速整定為600 A，保護裝置不能啟動外，過電流裝置、重合器C2、分段器F10，啟動電流小于故障電流，保護元件啟動，在故障電流473 A時，重合器動作時間為65 ms，小于出口斷路器CB時限500 ms，重合器C2分閘，線路失壓，分段器F10記錄過流一次，若瞬時故障。重合器C2、經(jīng)過2 s重合，（分段器F10整定3次計數(shù)）恢復送電。若永久性故障重合器C2再次分閘，線路失壓，分段器F10記錄兩次故障電流，經(jīng)2 s后重合器重合。經(jīng)過65 ms后重合器再次分閘，分段器完成三次記憶，并在重合器C2分閘，線路失壓后，經(jīng)過180 ms，F10自動分段器自動分閘，隔離故障點，經(jīng)2 s后重合器C2重合，恢復非故障區(qū)供電。

    重合器C2至分段器F10、F9、區(qū)間K3點短路，******兩相短路電流570 A，最小兩相短路電流473 A，在473 A短路電流啟動下，重合器C2，快速動作時間65 ms，慢速動作時間280 ms，均小于變電站出口斷路器動作時限500 ms，重合器C2經(jīng)過三次快速動作，一次慢速動作后閉鎖，隔離故障區(qū)保證非故障區(qū)供電。

    變電站出口斷路器CB與重合器C1、C2區(qū)間K4短路，******兩相短路電流1748 A，最小兩相短路電流570 A。變電站出口斷路器CB電流速斷或過電流裝置啟動，CB斷路器分閘。若瞬時故障，2 s后斷路器重合，恢復供電。若永久性故障，斷路器CB再次分閘，故障線路全線停電。

4 工程實施中注意事項

    投運重合器注意事項：

  ·重合器在投運前，應(yīng)按設(shè)計將其接線連接好。注意：電源線必須接到重合器的電源（SOURCE）側(cè)，負載側(cè)接到（LOAD）側(cè)的套管接線端子上。

  ·將其接地分閘閉鎖開關(guān)拉下，操作接地分閘閉鎖開關(guān)時，輕輕拉動即可，不得用力過猛。

  ·防雨罩下的黃色手動操作柄置于分閘位置，恢復重合器電源。

  ·重合器電源側(cè)帶電后移動防雨罩下的黃色手動操作柄置合閘位置，KFE重合器應(yīng)立即合閘。

  ·帶電重合器的手動動作：當手動操作帶電的重合器，可用一個絕緣操作桿鉤住重合器防雨罩下的黃色手動操作柄將其拉下，分閘機構(gòu)打開主觸頭，重合器跳閘。將其黃色手動操作柄推上，合閘線圈通電，合上主觸頭，KFE重合器合閘。推、拉黃色手動操作柄時，應(yīng)輕推、輕拉，避免用力過猛，損壞零部件。

  ·一次分閘閉鎖操作：當把非重合手柄拉到非重合位置時，如果此時有故障電流發(fā)生，重合器自動分閘并閉鎖。不再按照重合器預先設(shè)計的正常操作順序進行操作，非重合手柄不影響手動操作，而重合器的手動操作也與非重合手柄的位置無關(guān)。

  ·運行時重合器的操作：當重合器合閘并投入運行后，一旦線路上產(chǎn)生過電流，重合器自動動作，一旦分閘閉鎖必須手動用黃色手動操作柄上重合器。

投運分段器注意事項：

  ·跌落式分段器開斷負荷電流能力差，因此，嚴禁在負荷情況下拉斷跌落式分段器。

  ·關(guān)合跌落式分段器時，要準確、迅速、用力適當。

  ·嚴禁用跌落式分段器驗電。

  ·跌落式分段器是在無電流情況下分閘，無需考慮觸頭燒損問題。

  ·跌落式分段器電子控制器是電子元件構(gòu)成的，運行中隨年限的增加有不同程度的老化，影響正常運行，運行7～8年后，要對電子控制器進行試驗。

5 結(jié)論

    這種重合器加分段器饋線自動化模式已經(jīng)在農(nóng)村配電網(wǎng)中實際投入使用，運行效果令人滿意。而且有現(xiàn)場實際正確動作記錄，例如在2003年4月12日的某變電站饋線分支12號桿K0發(fā)生事故時，C2重合器動作，F8自動跌落，故障段切除，經(jīng)2 s后重合器重合，恢復其它線路正常運行。

    經(jīng)工程實踐證明該模式簡單、經(jīng)濟、可操作性強、是農(nóng)村配電網(wǎng)饋線自動化的一種實用模式，但只適合放射狀農(nóng)村10 kV配電網(wǎng)。