浅析重合器式馈线自动化在配电网的应用论文_徐清佩,胡勇

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摘要:配电网自动化是整个智能电网的一个重要组成部分,合理选择和使用重合器是配电网的一个重要内容之一,本文主要研究重合器式馈线自动化在配电网中的应用,其可分为电压—时间型、电压—电流—时间型、自适应综合性三种类型。

关键词 重合器;馈线自动化;配电网;

1、电压—时间型

原理模式:电压—时间型馈线自动化是通过开关无压分闸、来电延时合闸的工作特性配合变电站出线开关二次合闸来实现,一次合闸隔离故障区间,二次合闸恢复非故障段供电。电压—时间型工作示意图如图1-1所示。

图1-1:电压—时间型线路故障

电压—时间型技术特点:不依赖于通信与主站,实现故障就地定位和就地隔离。

其局限性为:传统的电压时间型不具备接地故障处理能力;因不具备过流监测模块,无法提供用于瞬时故障区间判断的故障信息;多联络线路运行方式改变后,为了确保馈线自动化正确动作,需对终端定值进行调整。

建设方式:其选用原则:1)适用于B类、C类区域以及D类具备网架条件的架空、架混或电缆线路。2)适用于变电站内装有小电流接地故障选线装置并且具备选线动作的线路。

布点原则:1)变电站出线到联络点的干线分段及联络开关采用分段器,分段开关宜不超过3个。2)对于线路大分支原则上仅安装一级开关,与主干线开关相同配置,如变电站出线开关有级差裕度,可选用断路器开关,配置一次重合闸。

2、电压—电流—时间型

原理模式:电压—电流—时间型馈线自动化通过在故障处理过程中记忆失压次数和过留次数,配合变电站出现开关多次重合闸实现故障区间隔离和非故障区段恢复供电。可快速判断瞬时故障、永久故障、分支故障、接地故障四种类型的故障点,实现故障区间隔离和非故障区段恢复供电。

当发生瞬时故障时,线路正常供电情况下,FS12与FS13之间发生瞬时故障,CB1跳闸,FS11、FS12、FS13失压计数1次,FS11、FS12过流计数1次,CB1一次重合成功。

分支发生瞬时故障时处理过程类似干线瞬时故障,由变电站出线断路器一次重合闸,分支断路器重合恢复送电;分支发生永久故障时,变电站出线断路器一次重合闸,分支断路器重合速断跳闸隔离故障。

当发生接地故障时,按照功率方向整定各分段的定值。FS12与FS13之间发生单相接地故障,FS12、FS11、CB1检测到负荷侧发生了单相接地故障,分别启动单相接地故障计时。14s后,FS12分闸并闭锁,完成故障定位和隔离。通过遥控或现场操作联络开关LS合闸,恢复LS至FS13区段供电。FS13、LS、FS23、FS22、FS21、CB2检测到负荷侧发生了单相接地故障,分别启动单相接地故障计时。8s后,FS13分闸闭锁,完成故障定位和隔离,如图2-1所示。

图2-1:电压—电流—时间型分支故障

电压—电流—时间型技术特点:其不依赖于通信和主站,实现故障就地定位和就地隔离;瞬时故障和永久故障恢复均较快,且能提供用于瞬时故障区间判断的故障信息。

其局限性:1)需要变电站出线断路器配置3次重合闸;如果只能配置2次,那么瞬时故障按照永久故障处理;如果只能配置1次,需要站外首级开关采用重合器,并配置3次重合闸。2)非故障路径的用户也会感受多次停复电。3)多分支且分支上还有分段器的线路终端定值调整较为复杂。4)多联络线路运行方式改变时,终端需调整定值。

建设方式:适用于B类、C类区域以及D类具备网架条件的架空、架混或电缆线路;采用小电流接地方式的系统如站内已配置接地选线装置也可选用。

布点原则:变电站出线到联络点的干线分段及联络开关采用分段器,分段开关宜不超过3个;对于线路大分支原则上仅安装一级开关,与主干线开关相同配置,如变电站出现开关有级差裕度,可选用断路器开关,配置一次重合闸;对于用户分支开关可配置用户分界开关,实现用户分支故障的自动隔离。

变电站出现开关保护配置:变电站出线断路器设速断保护、限时过流保护,配接地故障告警装置,配置3次重合闸;如果变电站仅配置1次或2次重合闸,需要站外首级开关采用重合器。

3、自适应综合型

自适应综合型原理模式:自适应综合型馈线自动化是通过无压分闸、来电延时分闸方式、结合短路/接地故障检测技术与故障路径优先处理控制策略,配合变电站出线开关二次合闸,实现多分支多联络配电网架的故障定位与隔离自适应,一次合闸隔离故障区间,二次合闸恢复非故障段供电。

自适应综合型技术特点:1)不依赖通信方式即可完成故障隔离,可靠性更高;2)具备处理短路故障和不同接地系统接地故障的能力;3)线路所有分段开关采用相同设备,具有选线、选段、联络点功能;4)线路上所有分段开关设备均无需现场设置短路、接地保护定值;5)相比传统电压—时间型,更快找出分支线故障。

局限性:1)相比传统电压—时间型和主站集中型非故障区域的恢复供电速度稍慢;2)停电检修后送电时间稍长,接近4分钟。

建设方式:用于B类、C类区域以及D类具备网架条件的架空、架混或电缆线路;用于A类区域具备网架条件的,但暂不具备光纤通信条件的架空线路。后期具备光纤后,通过切换终端模式,实现集中型馈线自动化应用。

布点原则:变电站出线到联络点的干线分段及联络开关采用分段器,分段开关不宜超过3个。对于线路大分支原则上仅安装一级开关,与主干线开关相同配置,如变电站出现开关有级差裕度,可选用断路器开关,配置一次重合闸。对于用户分支开关可配置用户分界开关,实现用户分支故障的自动隔离。

4 结论

本文通过本文通过分析这是三种类型在配电网工作中的原理模式、技术特点、局限性、布点原则、建设方式、变电站出线开关保护配合六个特点,得到结论如下:

1.电压—时间型不依赖于通信与主站,实现故障就地定位和就地隔离,但不具备接地故障处理能力;无法提供用于瞬时故障区间判断的故障信息;多联络线路运行方式改变后,需对终端定值进行调整。

2.电压—电流—时间型不依赖于通信和主站,实现故障就地定位和就地隔离;瞬时故障和永久故障恢复均较快,且能提供用于瞬时故障区间判断的故障信息。需要变电站出线断路器配置3次重合闸,如果只能配置1次,需要站外首级开关采用重合器,并配置3次重合闸;非故障路径的用户也会感受多次停复电;多分支且分支上还有分段器的线路终端定值调整较为复杂;多联络线路运行方式改变时,终端需调整定值。

3.自适应综合型不依赖通信方式即可完成故障隔离,可靠性更高;具备处理短路故障和不同接地系统接地故障的能力;线路所有分段开关采用相同设备,具有选线、选段、联络点功能;线路上所有分段开关设备均无需现场设置短路、接地保护定值;可更快找出分支线故障。但非故障区域的恢复供电速度稍慢,停电检修后送电时间稍长。

参考文献:

[1] 陈勇,海涛.电压型馈线自动化系统[J].电网技术,1999,23(7):31-33.

[2]韩吉昌.10kV电缆线路采用故障重合闸的可行性[J].供用电,2000,17(4):24 - 261

论文作者:徐清佩,胡勇

论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期

论文发表时间:2019/6/4

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