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1 前言
隨着郊區線路改造的不斷深入，逐步將郊區單電源輻射型線路改造成雙電源的環網線路。我市郊區環網線路路徑多處於山地、高山上，架空線路長，分支線路多，T接用戶多，易受雷擊，故障較多，查找故障又不易，靠工人憑經驗，直覺觀察巡線去查找故障點，既費時，又費力。若遇雨天、夜晚，操作人員隔離故障所需時間更長，必然會增加故障停電時戶數，直接影響供電部門經濟效益。另外，10kV配電線路是直接對用戶供電線路，配電線路的供電可靠性也直接影響供電部門的優質服務水平和行風建設等工作。提高郊區環網線路可靠性顯得尤為重要，要實現這個目標，最有效又經濟的辦法就是走配網自動化之路，通過安裝柱上配電自動化開關來實現自動識別並隔離故障區段，非故障區段自動恢復供電。
對於郊區線路應採用經濟實用的杆上配電自動開關，通過對各類配電自動開關的技術經濟綜合分析比較，我們選擇了引進日本東芝技術的VSP5型真空負荷開關。該產品在我局牛萍線和鐵石線投入運行以來，動作可靠性高，效益顯著。
2 VSP5自動配電開關的主要特性
2.1 VSP5開關的組成部分
VSP5開關由同杆安裝的真空開關(PVS)、電源變壓器(SPS)、故障檢測裝置(FDR)和站內的故障指示器設備(FSI)共同組成。
2.2 VSP5開關的主要特點
(1) 卓越的開斷性能：採用真空滅弧，SF6氣體絕緣，適於開斷重負荷電流，並且，開關內有與真空滅弧室相串聯的隔離斷口，開關滅弧性能和耐電性能優越。
(2) 高安全性：滅弧和絕緣介質均為無油介質，沒有火災或爆炸的危險，運行十分安全。
(3) 免維護使用：開關的高壓部分、低壓控制迴路和操作機構均密封在以SF6氣體為絕緣介質的箱體內，不受外部環境的影響，開關主迴路採用電纜引出，使帶電部分不外露，避免了污穢，減少了維護工作量。
(4) 設計較精美：由於採用零表壓SF6氣體內絕緣，使開關體積精巧緊湊，同時又盡可能地避免了漏氣隱患。帶有懸挂式安裝金具和電纜引線，杆上安裝較為方便。具有手動/自動操作，使開關操作靈活。具有當地功能，並預留三遙接口。
(5) 在配電自動化通信和主站系統完善後，可實現三遙功能。在調度中心判斷故障之所在位置或遙控處理調度運行方式。
2.3 VSP5開關的主要功能
該系統柱上自動化裝置屬“電壓型”設備，保護自動化裝置巧妙利用各段時間差達到檢測故障功能，動作時間整定和調試簡單方便，動作可靠性高。線路逐段恢復送電，可減少合閘涌流。任一段 故障，站內 次重合閘即可識別 故障並隔離故障，指示出故障區段；第二次重合只是恢復送電的操作過程，無需多次重合。每一套設備都具備兩種運行模式(聯絡用或分段用)，聯絡型或分段型可根據實際運行需要隨時轉換。主要可實現以下功能：
(1) 利用時間檢測和開關順序動作來判斷故障區段，實現故障區段自動檢測。
(2) 開關延時重合，故障區段則分閘閉鎖，自動隔離故障。
(3) 可在故障隔離后，自動恢復非故障區段的供電，實現電源的自動轉供(配電網絡的自動重組)。
(4) 通過變電所裝設的FSI記錄開關動作順序和恢復送電的時間，快速查出故障區段，故障查找時間大為減少。
2.4 工作原理
(1) 正常狀態，如圖1：
在正常狀態下，CB-A和除PVS-D(環網點常開)以外的所有PVS關合。
(2) 次跳閘，如圖2：
當c段發生 故障后，CB-A跳閘，PBS-B、PVS-C因饋線失壓而同時打開，PVS-D的FDR當檢測到一側停電后開始XL-時間計數(XL-時間，環網點關合時間)。
(3) 次重合閘，如圖3：
次重合閘延時后，CB-A重合，a段得電。當PVS-B的FDR檢測a段的電壓時，X-時間開始計數(X-時間，分段點關合時間)。
(4) PVS-B自動關合，如圖4：
經過7s延時，PVS-B自動關合，b段得電。同時Y-時間(5s)開始計數(Y-時間，故障檢測時間)。
(5) PVS-C自動關合，如圖5：
經過7s延時，PVS-C自動關合，c段得電，同時Y-時間(5s)計數開始。
(6) 第二次跳閘：如圖6：
圖6
因故障存在於c段而引起CB-A再次跳閘。而PVS-C的RTU因無壓而閉鎖，PVS-D的FDR因故障電壓而閉鎖。站內的FSI通過延時計算，指出c段故障。
(7) 第二次合閘，如圖7：
圖7
CB-A第二次合閘，a、b段先後恢復供電。
4 效益分析
(1) 牛萍線和鐵石線環網線路通過安裝VSP5柱上自動配電開關自動實現轉供電，得到了雙電源的可靠性。S1、L、S2全部投資計25萬元，牛萍線增加一回電源線，近7km，導線採用LG J-150/25，投資需90萬元。因而，安裝VSP5自動開關投資比新架一回線路小得多。
(2) 牛萍線長達7km，支線多，線路走廊基本在高山上，T接用戶50多戶。牛萍線每年故障均為2～3次，曾經一次故障發生在晚上7h，待第二天8h上班后，安排維護人員巡線，10h找到故障，11h完成隔離，恢復非故障線路供電，曆時16h。非故障段的用戶為25戶，一次停電時戶數增加25戶×16＝400h戶，損失了400000kW·h的電量，損失的電量相當可觀。牛萍線投入運行以來已成功動作2次，效益顯著。
(3) 維護人員通過裝設在變電所的故障段指示器FSI記錄開關的動作順序和恢復送電時間，即可知道故障處在哪一區段，縮小查找故障點範圍，大大減少了維護人員在現場查找故障的時間和工作量，提高了配網故障搶修的效率。
(4) 取得了可觀的社會效益，在全社會大力提倡優質服務的今天，行風建設關係到電力部門的社會形象。從用戶的 利益出發，減少停電，提高政府和老百姓對電力行業的滿意率，是搞好行風的根本。
5 結論
(1) 杆上安裝VSP5配電自動化開關，可以實現10kV配電網絡的故障自動隔離，自動恢復對非故障區的供電。減少停電範圍和停電時間，提高供電可靠性，確保供電質量。原理簡單，動作可靠性高。
(2) 通過變電所裝設的FSI記錄開關動作順序和恢復送電時間，至少可將事故停電範圍和事故巡線時間都縮短為原來的一半以上，有效地減少了維護人員查找故障時間和工作量，提高故障搶修效率。
(3) 郊區環網線路安裝VSP5后，得到了雙電源的可靠性，有效地減少故障停電的損失電量，提高供電部門的經濟效益；而且，VSP5開關的投資比新建一回電源線路小得多，真正實現了少投入，多產出，起到了降低投資的重要作用。
(4) VSP5開關由於動作無選擇性，且需變電所重合開關的二次動作，增加了變電站開關的動作次數和對系統的衝擊。故較適用於重要負荷少的郊區環網線路中安裝使用。
黃海濤福建省龍岩電業局(364000)
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