1　前言

　　随着郊区线路改造的不断深入，逐步将郊区单电源辐射型线路改造成双电源的环网线路。我市郊区环网线路路径多处于山地、高山上，架空线路长，分支线路多，T接用户多，易受雷击，故障较多，查找故障又不易，靠工人凭经验，直觉观察巡线去查找故障点，既费时，又费力。若遇雨天、夜晚，操作人员隔离故障所需时间更长，必然会增加故障停电时户数，直接影响供电部门经济效益。另外，10kV配电线路是直接对用户供电线路，配电线路的供电可靠性也直接影响供电部门的优质服务水平和行风建设等工作。提高郊区环网线路可靠性显得尤为重要，要实现这个目标，最有效又经济的办法就是走配网自动化之路，通过安装柱上配电自动化开关来实现自动识别并隔离故障区段，非故障区段自动恢复供电。

　　对于郊区线路应采用经济实用的杆上配电自动开关，通过对各类配电自动开关的技术经济综合分析比较，我们选择了引进日本东芝技术的VSP5型真空负荷开关。该产品在我局牛萍线和铁石线投入运行以来，动作可靠性高，效益显著。

　　2　VSP5自动配电开关的主要特性

　　2.1VSP5开关的组成部分

　　VSP5开关由同杆安装的真空开关(PVS)、电源变压器(SPS)、故障检测装置(FDR)和站内的故障指示器设备(FSI)共同组成。

　　2.2VSP5开关的主要特点

　　(1)　卓越的开断性能：采用真空灭弧，SF6气体绝缘，适于开断重负荷电流，并且，开关内有与真空灭弧室相串联的隔离断口，开关灭弧性能和耐电性能优越。

　　(2)　高安全性：灭弧和绝缘介质均为无油介质，没有火灾或爆炸的危险，运行十分安全。

　　(3)　免维护使用：开关的高压部分、低压控制回路和操作机构均密封在以SF6气体为绝缘介质的箱体内，不受外部环境的影响，开关主回路采用电缆引出，使带电部分不外露，避免了污秽，减少了维护工作量。

　　(4)　设计较精美：由于采用零表压SF6气体内绝缘，使开关体积精巧紧凑，同时又尽可能地避免了漏气隐患。带有悬挂式安装金具和电缆引线，杆上安装较为方便。具有手动/自动操作，使开关操作灵活。具有当地功能，并预留三遥接口。

　　(5)　在配电自动化通信和主站系统完善后，可实现三遥功能。在调度中心判断故障之所在位置或遥控处理调度运行方式。

　　2.3　VSP5开关的主要功能

　　该系统柱上自动化装置属“电压型”设备，保护自动化装置巧妙利用各段时间差达到检测故障功能，动作时间整定和调试简单方便，动作可靠性高。线路逐段恢复送电，可减少合闸涌流。任一段永久故障，站内第一次重合闸即可识别永久故障并隔离故障，指示出故障区段；第二次重合只是恢复送电的操作过程，无需多次重合。每一套设备都具备两种运行模式(联络用或分段用)，联络型或分段型可根据实际运行需要随时转换。主要可实现以下功能：

　　(1)利用时间检测和开关顺序动作来判断故障区段，实现故障区段自动检测。

　　(2)开关延时重合，故障区段则分闸闭锁，自动隔离故障。

　　(3)可在故障隔离后，自动恢复非故障区段的供电，实现电源的自动转供(配电网络的自动重组)。

　　(4)通过变电所装设的FSI记录开关动作顺序和恢复送电的时间，快速查出故障区段，故障查找时间大为减少。

　　2.4　工作原理

　　(1)正常状态，如图1：

　　

　　在正常状态下，CB-A和除PVS-D(环网点常开)以外的所有PVS关合。

　　(2)第一次跳闸，如图2：

　　

　　当c段发生永久故障后，CB-A跳闸，PBS-B、PVS-C因馈线失压而同时打开，PVS-D的FDR当检测到一侧停电后开始XL-时间计数(XL-时间，环网点关合时间)。

　　(3)第一次重合闸，如图3：

　　第一次重合闸延时后，CB-A重合，a段得电。当PVS-B的FDR检测a段的电压时，X-时间开始计数(X-时间，分段点关合时间)。

　　(4)PVS-B自动关合，如图4：

　　经过7s延时，PVS-B自动关合，b段得电。同时Y-时间(5s)开始计数(Y-时间，故障检测时间)。

　　(5)PVS-C自动关合，如图5：

　　经过7s延时，PVS-C自动关合，c段得电，同时Y-时间(5s)计数开始。

　　(6)第二次跳闸：如图6：

　　图6

　　因故障存在于c段而引起CB-A再次跳闸。而PVS-C的RTU因无压而闭锁，PVS-D的FDR因故障电压而闭锁。站内的FSI通过延时计算，指出c段故障。

　　(7)第二次合闸，如图7：

　　图7

　　CB-A第二次合闸，a、b段先后恢复供电。

　　4　效益分析

　　(1)牛萍线和铁石线环网线路通过安装VSP5柱上自动配电开关自动实现转供电，得到了双电源的可靠性。S1、L、S2全部投资计25万元，牛萍线增加一回电源线，近7km，导线采用LGJ-150/25，投资需90万元。因而，安装VSP5自动开关投资比新架一回线路小得多。

　　(2)牛萍线长达7km，支线多，线路走廊基本在高山上，T接用户50多户。牛萍线每年故障均为2～3次，曾经一次故障发生在晚上7h，待第二天8h上班后，安排维护人员巡线，10h找到故障，11h完成隔离，恢复非故障线路供电，历时16h。非故障段的用户为25户，一次停电时户数增加25户×16＝400h户，损失了400000kW·h的电量，损失的电量相当可观。牛萍线投入运行以来已成功动作2次，效益显著。

　　(3)维护人员通过装设在变电所的故障段指示器FSI记录开关的动作顺序和恢复送电时间，即可知道故障处在哪一区段，缩小查找故障点范围，大大减少了维护人员在现场查找故障的时间和工作量，提高了配网故障抢修的效率。

　　(4)取得了可观的社会效益，在全社会大力提倡优质服务的今天，行风建设关系到电力部门的社会形象。从用户的最大利益出发，减少停电，提高政府和老百姓对电力行业的满意率，是搞好行风的根本。

　　5　结论

　　(1)杆上安装VSP5配电自动化开关，可以实现10kV配电网络的故障自动隔离，自动恢复对非故障区的供电。减少停电范围和停电时间，提高供电可靠性，确保供电质量。原理简单，动作可靠性高。

　　(2)通过变电所装设的FSI记录开关动作顺序和恢复送电时间，至少可将事故停电范围和事故巡线时间都缩短为原来的一半以上，有效地减少了维护人员查找故障时间和工作量，提高故障抢修效率。

　　(3)郊区环网线路安装VSP5后，得到了双电源的可靠性，有效地减少故障停电的损失电量，提高供电部门的经济效益；而且，VSP5开关的投资比新建一回电源线路小得多，真正实现了少投入，多产出，起到了降低投资的重要作用

(4)VSP5开关由于动作无选择性，且需变电所重合开关的二次动作，增加了变电站开关的动作次数和对系统的冲击。故较适用于重要负荷少的郊区环网线路中安装使用。