分界开关柜-分界开关技术

用户分界开关产品介绍10千伏架空及电缆线路T接的用户内部发生故障时，当故障发生在进线段，或故障虽发生在用户进线开关内侧，但其继电保护动作时限和电力公司变电站出线开关保护动作时限不配合时，均会造成变电站出线开关掉闸。如果故障性质是永久性的，出线开关重合不成功，一个中压系统用户的事故将使整条配电线路停电，这样的波及事故对用电可靠性将造成恶劣影响。在上述用户支线T接处或用户末端（责任分界点）安装一台用户分界开关（俗称看门狗），经判断确认用户内部发生事故（过流、短路、小电流接地等事故），将故障区域隔离，确保对非故障用户恢复供电。就可以缩小停电面积，解决用户与供电部门的责任纠纷问题。概述用户分界开关产生的背景当10kV架空或电缆线路T接的用户分支线路发生故障，如果故障发生在用户线路内部，会造成变电站出线开关掉闸。若是永久性故障，出线开关重合不成功，将会使整条配电线路停电。用户分界开关产生的背景当用户分支线路进线段发生故障，变电站出线断路器保护动作，并进行重合闸。若为永久性故障则整体线路失电！用户分界开关产生的背景在用户侧内部故障引起的线路停电尤其是对小电流接地系统中占故障比例较高的单相接地故障一直没有比较理想的处理手段！为了不使用户的故障反映到变电站（或上一级断路器），需要一种安装于用户分支线路入口、能够将分支线路发生的故障与主线隔离的开关设备，以减小用户故障对主网供电的影响。用户分界开关产生的背景1998年，北京供电局首先提出产品解决方案的设想，设计用于供电部门与用户责任分界点的专用开关设备，并形象地称之为“看门狗”开关。第一代用户分界开关采用空气绝缘的真空断路器内置控制箱和电源PT，依靠三相CT合成零序电流提供判据；用户分界开关的发展第二代用户分界开关发展免维护的用户分界真空负荷开关。为能更准确检测和判断单相接地故障，开关内置了20/1高精度零序电流互感器。并采用独立的控制终端，提供多种控制和检测方式；第三代用户分界开关根据用户对故障处理方式的不同需求，主开关采用免维护的真空断路器构成用户分界真空断路器；第四代用户分界开关为适应电缆网配电系统用户需求，研发了包含用户分界开关功能的落地“看门狗”系列电缆分支箱和箱式开闭所。方案涵盖负荷开关和断路器故障处理方式；制定行业标准于2014年10月发布DL/T1390-2014电力行业标准：《12kV高压交流自动用户分界开关设备》，并于2015年3月1日实施。第二代用户分界开关实现开关控制，报送故障用户分界开关的发展FZW28F分界负荷开关电压互感器(PT)FDR控制器无线遥控器GSM手机短信/GPRS掌上电脑电脑开关本体第三代用户分界开关用户分界开关的发展ZW20AF分界断路器断路器本体电压互感器(PT)FDR控制器无线遥控器掌上电脑电脑GSM手机短信/GPRS实现开关控制，报送故障电缆型分界开关设备（落地“看门狗”）用户分界开关的发展第四代用户分界开关分界控制器用户分界开关的发展标准颁布用户支线故障的解决办法用户1用户2用户3变电站用户4用“看门狗”取代普通开关开关1开关4开关3开关2用户支线故障的解决办法2.相间短路故障架空看门狗的故障处理1.单相接地故障1.单相接地故障2.相间短路故障直接切除单相接地故障直接切除或隔离相间短路故障快速定位故障区域，上传故障信息用户支线故障的解决办法2.相间短路故障电缆看门狗的故障处理1.单相接地故障1.单相接地故障2.相间短路故障直接切除相间短路故障直接切除单相接地故障主动上传故障信息快速定位故障区域用户分界开关解决的问题主干线改良后支线故障率大幅上升；因支线上单一用户的故障和保护配合不当而波及整条馈线停电引起责任纠纷；变电站接地选线装置不能满足快速查找接地故障点的要求；线路多级保护所增加的时延，恶化电网的运行环境；线路故障不能及时上传及处理，增加停电时间。基本功能（一）自动切除用户区内单相接地故障K1K2K3用户1用户2用户3用户3区内单相接地,K3自动分闸。用户1和用户2维持供电，不受故障影响。用户支线发生单相接地时，分界开关自动识别接地故障后直接分闸。责任用户停电而相邻用户不发生停电。基本功能（二）自动隔离用户区内相间短路故障（负荷开关）K1K2K3用户1用户2用户3K1K2K3用户1用户2用户3短路故障发生后，变电站保护掉闸，线路停电。分支开关在线路失电无压无流后分闸。变电站重合后，相邻线路恢复供电，责任用户3被隔离。基本功能（二）自动切除用户区内相间短路故障（断路器）K1K2K3用户1用户2用户3K1K2K3用户1用户2用户3短路故障发生后，变电站保护开关与分界开关配合。分界开关先于变电站分闸，线路不停电。责任用户3被隔离，相邻线路用户供电不受影响。基本功能（三）快速定位故障点K1K2K3用户1用户2用户3责任用户停电后，用户会主动上报停电状况，电力公司可快速定位故障点，并迅速派员到场排查。“看门狗”选配通信模块后，可通过信道（有线或无线）主动上传故障信息及线路状态信息。电管部门备选功能（四）监控用户负荷“看门狗”配置通信模块后，即成为具备保护功能的远方终端，可实现“三遥”，建立综合管理系统，实时监控用户负荷。K1K2K3用户1用户2用户3电管部门GPRS/GSM适用系统中性点接地方式LR0中性点不接地系统中性点经消弧线圈接地系统中性点经低电阻接地系统基本构成原理控制器内置相电流互感器内置零序电流互感器微机信号采样及保护控制用户区外（电源侧）用户区内（负荷侧）“看门狗”开关本体外置（内置）电压互感器（电源）中性点不接地系统区内单相接地处理C1I01电源侧（用户区外）负荷侧（用户区内）I02C2开关检测到故障电流I01I01的大小取决于C1和接地点电阻I02的大小取决于C2和接地点电阻零序电流路经1零序电流路经2»用户区内发生单相接地故障，控制器检出开关流过的零序电流趋近全网的零序电流，经延时判定故障为永久性后，令分界开关自动分闸，立即隔离故障中性点不接地系统区外单相接地处理»对中性点不接地系统，用户区外发生单相接地故障时，开关流过零序电流仅为开关负荷侧线路电容电流（I02），控制器与定值比较后可准确判定为用户区外接地故障，不启动保护C1I01电源侧（用户区外）负荷侧（用户区内）I02C2未检测到故障电流消弧线圈接地系统区内单相接地处理»I01趋近补偿后的全网零序电流，由于一般接地补偿应保证5%～10%的脱谐度，I01仍比IC2大，控制器仍可区分区内区外的接地故障I01=IC1-IL电源侧（用户区外）负荷侧（用户区内）LC1IC1ILC2IC2容性接地电流路径感性接地电流路径区内容性接地电流路径检测到故障电流消弧线圈接地系统区外单相接地处理»I01趋近补偿后的全网零序电流，开关内流过的零序电流为IC2，其值小于定值控制器不启动零序保护I01=IC1-IL电源侧（用户区外）负荷侧（用户区内）LC1IC1ILC2IC2容性接地电流路径感性接地电流路径区内容性接地电流路径未检测到故障电流低电阻接地系统区内单相接地处理»一般金属性接地I01约为400A左右，控制器与定值比较后可准确判定为用户区内接地故障，令开关立即分闸I01电源侧（用户区外）负荷侧（用户区内）R0C2I02检测到故障电流低电阻接地系统区外单相接地处理»I01从开关外部流过，控制器检出的零序电流仅为用户侧的线路分布电容电流I02，适当设定定值比较后可准确判定为用户区外接地故障I01电源侧（用户区外）负荷侧（用户区内）R0C2I02未检测到故障电流区内相间短路的处理（负荷开关）»短路故障发生时，开关流过故障电流，分界开关控制器记忆该状态»变电站保护动作后，故障电流消失且线路失压，有故障电流记忆的分界开关快速分闸»变电站重合时，故障点已被隔离，因此重合成功，相邻用户恢复供电Id用户区外（电源侧）用户区内（负荷侧）区内相间短路的处理（断路器）»当用户区内发生相间故障时，分界开关检测到短路电流»短路电流超过过流定值时，经过延时，确认为永久性过电流故障后，分界开关分闸»短路电流超过速断电流定值时，分界开关速断分闸»分界开关可设定重合闸次数和时间间隔，以区分瞬时故障或永久性故障»故障区域隔离后，具有通讯功能的，还会主动上报事件信息Id用户区外（电源侧）用户区内（负荷侧）区外相间短路的处理»短路故障发生时，开关没有流过故障电流，分界开关控制器不动作Id用户区外（电源侧）用户区内（负荷侧）单相接地故障处理相间故障处理重合功能定值整定方式操作方式事故记录查询、上传通信方式用户分界负荷开关自动切除变电站出线保护跳闸后立即分闸无面板（拨码、液晶）操作、手机短信、掌上电脑、可选后台控制系统就地手动、就地遥控、手机遥控、掌上电脑、可选后台控制系统掌上电脑、手机短信、可选后台控制系统(GPRS)GSMGPRS(可选)用户分界断路器自动切除*先于变电站开关分闸*变电站出线保护跳闸后立即分闸重合次数时间可设面板（拨码、液晶）操作、手机短信、掌上电脑、可选后台控制系统就地手动、就地遥控、手机遥控、掌上电脑、可选后台控制系统掌上电脑、手机短信、可选后台控制系统(GPRS)GSMGPRS(可选)用户分界负荷开关和用户分界断路器的区别FZW28F-12型用户分界真空负荷开关FZW28F-12用户分界真空负荷开关组成电磁弹簧机构型真空负荷开关FDR控制器电压互感器连接电缆掌上电脑无线遥控器☆内置电源侧A相、C相线路电流互感器和零序电流互感器；☆电磁弹簧式操作机构，手动或电动分、合闸；☆短时耐受电流扩容到20kA；关合50kA；☆采用真空灭弧，SF6气体加强绝缘，开关内有与真空灭弧室相串联的隔离断口，灭弧性能和耐压性能优越。☆开关的主回路采用电缆或硅橡胶拐角套管引出。☆可采用吊装和坐装两种安装方式。FZW28F-12负荷开关特点密封防爆顶盖吊装挂钩操作手柄合分指示分闸手柄☆全密封特形结构，非金属材料外壳，IP67防护等级,抗凝露效果好；☆体积小巧，安装便捷；☆所有连接均采用航空接插件，方便、可靠安全；☆具有拨码和液晶2种操作界面，现场定值整定简单、检查维护方便；☆保护动作后有明显的告警指示，便于查找确认故障点；FZW28F-12控制器特点定值设定及维护窗开关控制电缆接口采样电流电缆接口告警指示灯操作手柄二次熔断器FZW28F-12控制器结构FZW28F用户分界负荷开关的故障处理过程FZW28F用户分界负荷开关的故障处理过程FZW28F用户分界负荷开关的故障处理过程分界负荷开关与控制器安装示意图ZW20AF-12型用户分界真空断路器ZW20AF-12用户分界真空断路器组成弹簧机构型真空断路器FDR控制器电压互感器连接电缆掌上电脑无线遥控器ZW20AF-12用户分界真空断路器特点☆内置电源侧A相、C相线路电流互感器和零序电流互感器。☆夹板式弹操机构，功耗小、传动精度高；☆进出线采用环氧树脂和硅橡胶整体浇注；☆采用真空灭弧，复合绝缘结构,SF6可防疑露，也可作用加强绝缘，在不充气体的情况下，也能达到相应绝缘水平；☆可采用吊装和坐装两种安装方式。密封防爆顶盖吊装挂钩手动储能手柄储能指示手动分合闸手柄合分指示进出线套管ZW20AF用户分界断路器的故障处理过程单相接地的故障处理（中心点不接地或中心点经消弧线圈接地系统）线路正常时，变电站出线开关CB和分界断路器K1、K2、K3均处于合位用户2区内发生单相接地故障，K2检出零序电流趋近全网的零序电流，经延时判定故障为永久性后，令K2自动分闸，立即隔离故障对K2而言，其它相邻用户或主线路的单相接地故障均属区外故障，K2检出的零序电流比全网的零序电流小得多，K2不分闸用户2用户1用户3用户2用户1用户3用户2用户1用户3ZW20AF用户分界断路器的故障处理过程单相接地的故障处理（中心点经小电阻接地系统）线路正常时，变电站出线开关CB和分界开关K1、K2、K3均处于合位用户2区内发生单相接地故障，K2检出零序电流，K2与变电站保护动作时限配合，先于变电站动作令K2自动分闸，立即切断故障区域，使相邻用户免于停电对K2而言，其它相邻用户或主线路的单相接地故障均