10kV断路器的重合功能介绍及其在配网中的应用分析

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【摘要】在进行现场问题调查的基础上，介绍了分段器、重合器的原理，总结出了分段器与重合器的配合使用要求，即对断路器的重合功能进行了分析与研究，针对不足之处提出了改善的方案，对10kv断路器的重合功能在江门地区的配电网中的应用进行了进一步的探究。

【关键词】10kV;断路器;重合器;功能;分段器

目前世界上大多数的国家，都是采用分段器、重合器和跌落式熔断器的电网配合模式，它的可靠性很高，通常能够达到99%，甚至更高。现代供电方面的技术越来越成熟，电力公司的主要工作包括研究配电网络需要的更多功能，而电力系统也受到用户属性、地理环境、管理模式等等因素的影响。因此，对江门地区配电网的现状研究是十分有利于电力事业的发展的。

1.出现的问题

供电局所管制的三条10kV的线路上安装了10kV的分段器和重合器（具有重合功能的断路器），在投入使用运行后的时间里，分段器从始至终都没有反应过，即没有动作。当线路出现电流故障而导致短路等状况的时候，分段器和重合器并没有产生动作来切除故障，而是通过位于变电站内的自动化装置对其进行保护，这是属于越级跳闸的典型例子。所以，供电局的领导组织了相关的技术工作人员到现场进行了勘察检验，发现分段器和重合器有以下三点不正当：分段器和重合器的动作计数值特别小，这样会导致分段器用于检测电流的元件常常发生动作，从而使元件遭到损坏。分段器和重合器的动作的次数配合不恰当。所在地的三条线路中有一条线路未安装重合器，致使分段器无动作。故障的分支会发生短路，这影响这一代用户的安全问题，影响范围不容小觑。如果分支的线路会发生接地故障，分界处的开关会自动的分闸，从而摆脱故障处馈线，这可以保证馈线的其它分支和变电站的安全运行的用户。因此，故障分支并不会破坏其它的部分环节，只是小范围的破坏。

2.分段器

2.1 分段器的种类

按照动作的原理，可以将分段器分为组合式和跌落式;按相数分为三相、单相;按灭弧介质分为SF6气体、油、真空。

2.2 电子控制的基本原理

这种分段器的特点是不需要使用液压机构串联的电圈，通过处于分段器套管上的检测工具对过电流数值进行检测。一旦出现瞬时故障，在记忆的时间范围内，分段器上的电子记忆时间功能将发挥作用，先保持计数，然后会慢慢地计数清零。

2.3 液压控制的基本原理

这种分段器的特点是维修方便、简单可靠、经济耐用，但是也有一定的缺点，选择范围比较窄、调整不太方便、没有办法实现快速精确。

2.4 跌落式的分段器的基本原理

从外形上来看，跌落式分段器和熔断器是基本一样的，唯一的不同之处是分段器中的“熔管”的设置部位不同，它是设在载流管中。载流管配备有电路板，电路板具有记数、逻辑、控制等功能。如果说线路中的电流达到了一个整定的数值，逻辑电路中的电子记忆会记录并且保持这个冲信号，即电流的断-通脉信号，并且保持一个设定值（25秒）。分段器一旦碰到上级断路器的重合动作，将不会再发生动作。

2.5 组合式分段器的基本原理

电源装置、负荷开关（断路器）、逻辑控制器这三个部分组成了分段器，分段器的安装是现场进行分离然后进行安装的，通常是在主干线路上装一部重合器，接着在分支线线路上安装分段器。负荷开关和电源装置是通用的设备，分段器和重合器有一个最大的区别是控制部分，把位于控制器（逻辑）的内部电路后，能够使分段器和重合器之间的呼唤功能得以实现。

2.6 分段器的使用原则

不同装置之间的配合是不是合理是分段器在运行时面临的最大的一个困难，因此，在使用的时候应该注意一些注意事项：（1）启动电流：对没有发生故障的分支线路的负荷电路影响进行考虑，最适合的启动电流是以最大的负荷电流为依据的，一般取其的1.2～1.3倍。（2）记录的次数：和上一级保护的开启和断开次数相比，记录的次数必须比其少至少一次;当装置的安装为串联时，对分段器的记录次数要从电源到负荷这过程中依次地减少。（3）记忆的时间：和上一级的保护动作的积累总时间比较，分段器的记忆时间必须更大。

3.重合器

自动重合器是目前的新型一体化高压自动开关。这种装置能够检测10kV的线路的使用状态，监测时是根据整数设定的配合保护参数来进行的。线路发生故障的时候，重合器可以针对不同的故障性质而发生1到3次的重复合闸动作，这一系列的动作都是自动产生的，可以避免停电事故，前提是事故发生的原因是瞬时故障。分段器和重合器的配合使用可以把故障点和故障的线路准确的分开来，从而可以保证电网中的未发生故障的部分继续正常供电，借此可以提高电网的可靠性。重合器和分段器的配合使用如图1所示。

图1 重合器、分段器的配合线路图

4.设备配合使用的要求

只有满足以下的两点条件下，分段器的自动功能才能发挥作用，将线路分闸;（1）当故障电流大于规定的数值的同时，分段器关于过流次数的记录会达到设定的数值;（2）重合器把发生故障的电流断开了，即线路失压，线路上的残余电流的数值不会超过300mA。

分段器的安装位置是有严格要求的，必须设置在重合器的负荷一侧，而且两个装置的安装形式一定得是串联的;在最大负荷的电流下，电流检测装置（分段器处）不会做动作准备，并且在最大的负荷电流下，重合器不会发生动作，这样是为了去除在分段器处产生的测试电流误差;在保护范围内，最小的短路电流可以被重合器动作;两相短路电流必须要大于等于分段器的启动电流。

5.整改的方案

目前，江门地区供电系统符合“集中收集、分区应用”的模式，简单的来说就是市局调控的配电网络将主站自动化处理，而工作站是由区供电局远程监控的。结构图具体如图2所示。

当前，江门市某县级市区的配电线路如下：B和C区一共有10kV的公用线路324回，总的长度是1414.58km，其中包括了264.75km的架空线路总长度，1149.78km的电缆线路总长度。配电线路的现况：B类供电区有10kV的公共线路146回，公用线路的总长度达到了568.78km，其中包括了78.3km的架空线路总长度，490.58km的电缆线路长度;C类供电区一共包含了10kV的公用线路178回，公用线路的总长度达到了845.65km，其中包含了186.45km的架空线路长度，659.2km的电缆线路总长度。规划区内的主要配电线路是电缆，这在一定程度上降低了因外界干扰而停电的概率，从而极大地提高了供电的可靠性。

图2 江门地区供电网络

负载与配电网的节点的波动较大，而且还有一些客观的原因，像电源的电力不足等，致使配电网的自动化系统频繁地进行远程监控，所以说，对配电网的可靠性要求是极其之高的。特别是在选择进行长期室外操作的开关设备的时候，必须注意选择在相似的运行环境下已经运行过的成熟的设备，只有这样才能保证设备的可靠性，从而保证了附近百姓的安全性。

在上述的分析中，可以了解到这样一些结论：把分段器的位置移动到别处可以改善断路器的所产生的问题;通常来说，把变电站出口处的过电流整定值的1.1～1.2倍作为重合器使用时的动作电流是最为合适的，并且动作时间不可以大于过流保护动作的动作时间;另外需要特别注意的是：分段器和重合器的定期检验。

配电自动化系统的建立于完善能够满足规划设计的要求。未来城市电网的发展方向就是自动化系统，分布式电源是未来电力发展一个新的方向。配电网络自动化和可持续发展的实现，是城市管理网络技术的一个分支过程，同时也是城市的电网的智能化过程。

6.结束语

上面的分析结果只是一个理论参考，和现场各种的复杂情况相比较，是存在一定的偏差的，所以，在整改供电方案的时候对现场进行一个仔细的勘察，是应用好分段器和重合器的一个重要举措，在不断地总结和提高后，能把断路器的重合功能有效地发挥出来。配电系统及时有效的保护、安全稳定的运行、对故障问题进行实时监测和高质量的现代化管理是目前我国需要追求的一个目标。提供可靠的高质量的设备、快速的检测和维修机制，同时提供优质化的服务，是江门供电局现下的目标。

参考文献

[1]裴凌云，孙志明，刘云峰.基于10kV断路器的重合功能在农村配网中的应用[J].中国高新技术企业，2012（28）.

[2]蒋秀.江门市配网自动化设计及其研究[J].华南理工大学，2012（11）.

[3]朱炳培.10kV户外SF6断路器、重合器、分段器与跌落式熔断器在城网架空线的配合使用[J].广东电力，2011（06）.