10KV配电柜二次回路电压无缝切换装置的研制

10KV配电柜二次回路电压无缝切换装置的研制

俞智浩

（国家电网吴忠供电公司宁夏吴忠751100）

摘要:城市中心地区配网设备主要是由环网单元和配电分支箱为主，均为户外设备。北方天气昼夜温差大，风沙天气较多，对配电设备安全稳定运行的影响很大，尤其对二次回路的侵蚀严重。二次回路受损后不能有效控制一次设备分、合闸，在日常运行中存在很大隐患。研制出的10KV配电柜二次回路电压无缝切换装置，利用一主一备的供电方式，可有效提高配电柜二次回路电源稳定性，保证开关正常电动分合率，也延长了停电检修柜体的蓄电池可靠供电时间。解决配网设备实际运行中出现故障开关拒动导致的大面积停电事故。

关键词:10KV配电柜；二次回路；无缝切换；稳定运行

10KV配电柜是以地埋电缆为主的配电设备，主要特点是占地面积小、绝缘性能好、遇到故障时停电范围小。鉴于这样的优势一般运用在城市中心地段、商业区和居民区。城市中心地区配网设备主要是由环网单元和配电分支箱为主，均为户外设备。北方天气昼夜温差大，风沙天气较多，对配电设备安全稳定运行的影响很大，尤其对二次回路的侵蚀比较严重。二次回路受损后不能有效控制一次设备分、合闸，在日常运行中存在很大隐患。

1项目建设背景

2013年10KV配电柜在运行中发生过几次比较严重的事故，都是由于二次回路供电可靠性低，遇到故障时没有能及时排除故障而导致柜体起火烧毁。

从提高二次回路的可靠性这个角度出发，对如何提高10KV配电柜二次回路供电可靠性的问题展开了调查和研究。调查发现，10KV配电柜有两路独立的直流供电电源，一路供机构侧二次回路使用、一路供配电自动换终端侧使用。如果将这两组电源分成一主一备，并且让两路直流二次回路共同使用一个电源供电，这样可以降低二次回路供电的故障率，从而提高二次回路供电可靠性——电压无缝切换装置应用而生。

2电压无缝切换装置技术原理

电压无缝切换装置是由两路直流电源输入，一路直流电源输出，两个独立的直流回路都由电压无缝切换装置的输出供电，输入则由两个独立的直流电源供电。

10KV配电柜二次回路是由DC24控制，一路主供电源取自自动化终端侧，一路备用电源取自机构则，两路电源之间用定制的中间继电器实现切换功能，继电器动作电压为23.9V，返回电压为23.8V。

当主供电源电压低至返回电压时自动切换到备用电源供电，同时可以传输信号到自动化监控中心，提示某某地方二次回路主供电源异常，运维人员可以及时维护。

原理与备自投装置类似，但是备自投装置存在着动作无压缝隙，而自动化建设对通讯要求高，存在无压缝隙时会出现通讯中断、丢帧等现象。

同时，继电器也存在动作无压缝隙，为了解决这个技术难点，需要在回路中加入一个3000uF电容器，从而使其真正达到电压无缝切换。

装置设计的二次回路图如图1。

图1装置设计的二次回路图

3与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

国内外主流的提高二次回路可靠性的方法如下：

（1）增加蓄电池组

蓄电池是二次回路的后备电源，当遇到故障跳闸交流电源无法正常供电的情况时，二次回路的供电电源就由蓄电池来完成。

蓄电池的使用寿命短，一般只是3至5年，维护繁琐成本高。北方天气昼夜温差大，风沙天气较多，对配电设备安全稳定运行的影响很大，尤其对二次回路的侵蚀比较严重，对蓄电池的影响很大，蓄电池出现容量亏损的情况时常发生。蓄电池容量亏损在正常情况下是不容易被发现，一旦发生故障时，容量亏损的蓄电池无法充当二次回路的后备电源，往往容易引起重大事故。

（2）安装二次回路电压无缝切换装置

电压无缝切换装置是由两路直流电源输入，一路直流电源输出，两个独立的直流回路都由电压无缝切换装置的输出供电，输入则由两个独立的直流电源供电。10KV配电柜二次回路是由DC24控制，一路主供电源取自自动化终端侧，一路备用电源取自机构则，两路电源之间用定制的中间继电器实现切换功能，继电器动作电压为23.6V，返回电压为23.5V。

当主供电源电压低至返回电压时自动切换到备用电源供电，同时可以传输信号到自动化监控中心，提示某某地方二次回路主供电源异常，运维人员可以及时维护。

原理上与备自投装置类似，但备自投装置存在动作无压缝隙，自动化建设对通讯要求高，有无压缝隙时会存在通讯中断丢帧等现象。但是继电器也存在动作无压缝隙，为解决这个技术难点在回路中加入了一个3000uF电容器，通过实验能真正达到电压无缝切换。使用电压无缝切换装置的配电柜能很大程度上提高二次回路的可靠性。

410KV配电柜二次回路电压无缝切换装置的应用

4.1应用情况

10KV配电柜二次回路电压无缝切换装置在2014年8月加工、制作完毕后，在2012年10月在乙方所在地黑龙江省电力科学研究院和甲方所在地宁夏电力科学研究院分别进行了试验，试验结果表明，研制出的10KV配电柜二次回路电压无缝切换装置，利用一主一备的供电方式，可有效提高配电柜二次回路电源稳定性，保证开关正常电动分合率，也延长了停电检修柜体的蓄电池可靠供电时间。解决配网设备实际运行中出现故障后开关拒动情况，从而减少大面积停电事故的发生。

该装置计划在吴忠供电公司利通区地区的配网设备中大面积安装运用。

4.2社会效益

（1）企业每年需购买十几万元的新蓄电池来更换容量已达不到要求的蓄电池，安装了电压无缝切换装置之后可大大减少蓄电池更换，为企业提高了经济效益。

（2）在安装了电压无缝切换装置的10KV配电柜正常运行的四个月里，遇到故障时停电面积明显减小，减少停电时间，也很大程度的减少了故障缺陷处理的次数，有效的提高了设备的安全性和可靠性。

（3）由于电压无缝切换装置能提高蓄电池工作的时间，遇到停电时间较长的工作时，也不会担心送电时由于蓄电池没电而不能遥控操作的问题，实质上提高了工作效率。

5结束语

研制出的10KV配电柜二次回路电压无缝切换装置，利用一主一备的供电方式，从根本上解决了配电柜二次回路存在的缺陷，能有效提高配电柜二次回路电源稳定性，保证开关正常电动分合率，也延长了停电检修柜体的蓄电池可靠供电时间。解决配网设备实际运行中出现故障开关拒动导致的大面积停电事故。无论从社会效益还是经济效益都取得了很大成就。

作者简介

俞智浩，男(1988年8月-)，工学学士学位，取得助理工程师初级职称，从事配电二次检修工作。