[科普中国]-自动线路分段器

自动线路分段器的操作包括液压控制及电子控制两种。分段器通常要与自动重合器串联使用。这样可以用低的费用提供附加的自动分段点。

分段器分段器（Sectionalizer）是一种与电源侧前级开关配合，在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。当发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器未完成预定次数的分合操作，故障被其它设备切除了，则其将保持合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做好准备。分段器一般不能断开短路故障电流。

使用自动线路分段器是配电系统中用来隔离线路区段的自动保护装置,其通常与电源侧保护装置,例如重合器配合使用。自动线路分段器不能用来开断故障电流,当线路发生故障时,电源侧保护装置切断故障线路，当线路发生故障电流时,分段器达到启动电流,且达到整定的计数次数,后备保护设备(重合器或断路器)跳闸后,分段器自动分闸。所以当重合器速断动作后无论重合成功与否,均应巡视检查该线路各分段器有无跌落分闸。

分段器可以整定在1、2和3次计数状态下工作，在线路中，分段器可以装设在重合器之后．或者装设在重合器和熔断器之间。由于它只能用来检测超过指定电压的电流，且不具有时延特性．这将使分段器的电流配合范围扩展，即从其最小激励值起，到所能允许的最大瞬时值止。分段器所累计的计数值，经一段时间后会自动清除．为下次动作做好准备。1

配电网馈线自动化的优点编辑

馈线是传输电能及信号的重要线路，在配网系统里能维持变电站传输电能的有序进行。馈线最早运用于电视机与室外天线之间的连接，但早期的馈线在抗干扰、抗腐蚀等性能上相对薄弱，无法满足现代电力系统运行的要求。自电网改造之后，配电网馈线逐渐实现了自动化运行，不仅增强了电力信号之间的传输，对维持配网系统的稳定运行也起到了重要作用。配网馈线自动化的优点如下。

1.提高系统运行效率

传统配电网线路结构过于复杂，不仅增加了线路运行时承担的荷载，且造成线路故障的发生率持续上升，阻碍了配网的高效率运行。馈线自动化模式推广后，配网系统的运行效率显著提高，变电站在传输电能过程中的故障次数减少.如：环网柜加装FTU 运用于10 kV 环形电缆配网系统，从而实现了配电设备的自动化操控，让馈线传输作用发挥到最大。并且在各环网柜上的FTU通信通道与配电自动化主站互相连接，维护了系统的稳定性。

2.完善设备运行环境

对配电网故障检测发现，设备故障通常都是由于线路故障所致。变电站与用户设备之间的线路受损，电能传输的流程会立即中断，从而影响了用户的正常用电。馈线自动化运行能对线路故障自动检测、隔离，带故障解除后可自动恢复运行。如：配电网故障发生后，主站或子站根据FTU 送来的信息，再利用软件运算及时查找故障原因，并向环网柜的负荷开关自动发遥控命令，以便隔离配网故障或尽快恢复电网运行。

3.降低电网运行故障

线路故障是影响配网系统运行效率的普遍因素，电网故障的发生也会给用户设备造成不同程度的损伤。通过对配网系统线路进行综合改造，可以有效降低电网运行故障的发生率。配电网采取馈线自动化运行后，利用自动化调控方式对系统重要参数进行远程监测，如：馈线、箱变等设备的电流、电压、电量等，从而满足了设备在线监测的要求。而工作人员结合馈线自动化设备反馈的信息，对电网运行故障能有进一步的了解。

现有的馈线故障处理方案编辑

社会用电问题已经成为制约社会现代化发展的一大障碍，为了缓解社会供电压力，保持各地区配电网传输电能的高效运行，国家重点投资配电网自动化建设。作为配网系统自动化的重点构成，馈线自动化对维护配网作业起到了重要作用。但受到多种因素的限制，配网馈线执行操作命令时也会发生不同的故障。电力行业对馈线故障现有的处理方法主要集中于各种监控预测。

1.终端装置

馈线终端装置（FTU）运用于馈线自动化可发挥出较好的故障处理作用。一般情况下，配网系统利用FTU 设置于馈电线路中，这样可以对设备开关实施全面性的监测控制，主要作用包括：遥测、遥控、遥信，故障检测等。此外，馈线终端装置对配网通信也有良好的保护作用，能及时把接收到的数据信息传递给配网控制中心，如：开关状态、电能参数、相间故障、接地故障等重要参数，对故障进行定位分析以提高处理质量。

2.重合装置

重合装置处理馈线故障采用了重合器，它是一种高压开关设备，能够实现馈电线路的自动检测及多功能保护。基于重合器的馈线故障处理有分布式控制、集中式控制两大类。如：分布式控制结合了故障状态差动保护方式，重合器采用这类设备可对馈线故障进行有效定位，同时发送切断开关、隔离故障的操作指令，维持了馈电线路的持续传输。此外，重合器对提高重合闸成功率、缩小故障停电范围等也有很好的控制作用。

3.保护装置

保护装置在馈线故障发生时能有效保护配网系统的安全性，对馈电线路故障是一种快速处理方法。常用的馈线保护是各类继电器，对馈线自动化的闭环、开环运行均有很好的处理作用。如：闭环运行发生故障时，装置将在5 个周波内作出判断，一般从发生故障到命令发出的时间约为0.15~0.2 s。继电器在故障发生过程中能够发挥较好的保护作用，对现有的设备装置进行综合性的调控，当配网馈线出现故障问题时能及时隔离操作[2]。

配电网馈线保护的技术现状编辑

为了缓解社会用电压力，电力行业在规划配电网运行时充分考虑了自动化操控模式。实现馈线自动化是配电网改造的重点，对变电站至用户设备之间的线路进行了综合性的监测，故障发生后可立刻切断故障源。配网系统馈线自动化采用的保护技术主要是通过切除、隔离、恢复等方法处理故障。

1.传统的电流保护

电流是馈电线路传输的主要对象，控制好线路电流大小对保护线路安全有着重要的作用。早期我国电力改造对馈线采取的保护方法为电流保护，通过控制线路电流值以防线路过载运行，有效防止了配网馈线故障的发生。考虑到配电线路长度较小，电流保护中选择时间配合的方式达到全线路保护的效果，如：反时限电流保护、三段电流保护，显著增强了馈线的稳定性。

2.重合器方式的馈线保护

重合器也用于馈线故障的处理，属于提前防范的故障检测方法。重合器能够满足馈线分段、增加电源点的要求，这些都是增强馈电线路高效运行的有利条件。如：重合器保护能够缩小馈线故障范围，在处理时可尽快查找故障点。此外，馈线故障发生后，重合器能自动断开故障电流，按照配电网运行的要求进行操作控制，避免了配网系统中断运行的发生。

3.基于馈线自动化的馈线保护

配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信，以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电SCADA、配电高级应用（PAS），同时，以地理信息系统（GIS）为平台实现了配电网的设备管理、图资管理，而SCADA、GIS 和PAS 的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。

分段器运用于配电网馈线自动化故障处理编辑

从分段器的结构性能来说，其核心功能是自动判断线路故障和记忆线路故障电流开断的次数，当达到整定次数之后可以自动分闸，从而保护了配电网馈线的安全运行。近年来我国对配网系统进行了大范围的改造，分段器凭借其优越的故障处理功能得到了广泛的运用，大大促进了配网系统的自动化水平。针对配网馈线自动化产生的故障，分段器处理故障的功能具体表现如下。

1.监测异常

馈电线路在传输信号时会受到外界因素的干扰，导致线路传输流程受到阻碍，情况严重时会影响配网系统的运行效率。如：配网通信设备在接收信号时，常会由于线路稳定性不强而造成信号减弱。分段器用于配电网馈线自动化之后，其能够在失压或无流的情况下自动分闸的开关设备。对于永久性故障问题，分段器能在故障时自动切断线路，有效隔离故障后保护系统的正常运行。

2.记录故障

对常见的馈线自动化故障，分段器也具备了较好的记录功能，通过对异常信号的记录收取，为相似故障的处理提供了可靠的依据。如：当分段器对某一故障未能彻底结束分合操作时，馈线故障会被其它保护装置隔断，而分段器依旧处于原先的整定状态。分段器对这一故障流程的记录，能为后期故障提供详细地处理指导。对于故障处理中的数据及信号，分段器也能准确地判别。

3.自动分闸

自动分闸对馈线自动化故障具备检测、定位、转移等多项功能，主要是为了将馈线故障及时断开，避免对其它设备造成不利影响。自馈线自动化模式在配网系统广泛运用后，各种设备之间的协作运行效率更高，一旦某一个设备出现故障则会影响到其它设备的性能发挥。分段器自动分闸功能可以对故障快速定位，给故障维修人员的处理提供可靠依据。

总结编辑

总之，随着我国社会经济的快速发展，电能供应问题受到了用户的高度关注。为了保证供电系统的高效率运作，搞好配电网系统改造是不可缺少的。馈线自动化是实现配网自动化的重要前提，在馈电线路改造过程中应注重线路故障的处理。分段器作为一种高性能的故障处理装置，其在切断、隔离、检测馈线故障中发挥了重要的作用，将其运用于配网系统有助于提升系统的运行效率[3]。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所