重合器和分段器在10kV環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的研究

羅瑞明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局,廣東 江門 529000）

重合器和分段器在10kV環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的研究

羅瑞明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局,廣東 江門 529000）

摘要：本文首先分析了現(xiàn)階段配網(wǎng)饋線自動(dòng)化幾種模式中存在的一些缺點(diǎn)和問(wèn)題，并對(duì)應(yīng)提出了改進(jìn)與優(yōu)化策略，探究了由重合器、分段器組成的新的配合模式的優(yōu)勢(shì)，以及具體的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：重合器；分段器；配網(wǎng)饋線自動(dòng)化

隨著社會(huì)的發(fā)展，用電需求有了全新的變化，傳統(tǒng)的配網(wǎng)供電模式不能及時(shí)、準(zhǔn)確定位與隔斷故障點(diǎn)，從而加大了電路檢修難度，延長(zhǎng)了停電時(shí)間，這一供電模式已經(jīng)無(wú)法滿足形勢(shì)發(fā)展的需求，環(huán)網(wǎng)接線技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)在配網(wǎng)系統(tǒng)中得到了發(fā)展和應(yīng)用，有效隔離了故障，確保了配網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1　饋線故障的定位、隔離與恢復(fù)供電模式

配網(wǎng)系統(tǒng)中饋線所導(dǎo)致的故障現(xiàn)象較多，故障出現(xiàn)，需要及時(shí)恢復(fù)供電，這正是饋線自動(dòng)化的工作目標(biāo)所在，總體來(lái)看，配網(wǎng)自動(dòng)化最終就是為了及時(shí)定位故障問(wèn)題，并及時(shí)切斷故障，最終正常供電。

1.1發(fā)揮故障指示器的功能

故障指示器一般設(shè)于配電線路中，可以讓工作人員通過(guò)故障指示器來(lái)分析判斷發(fā)生故障的線路區(qū)域，同時(shí)，啟動(dòng)柱上開關(guān)將發(fā)生故障的部位單獨(dú)隔離開來(lái)，這樣就能保證其他區(qū)域依然正常供電，根據(jù)故障指示器來(lái)判斷故障的方法有一定缺點(diǎn)，那就是供電恢復(fù)較慢，會(huì)增加停電時(shí)長(zhǎng)。

1.2采用智能化開關(guān)裝置

這其中主要是指重合器、分段器類似的開關(guān)設(shè)備。在二者的通力配合下，能夠達(dá)到故障點(diǎn)自動(dòng)切斷、隔離的效果，而且能夠及時(shí)恢復(fù)供電。這一方法的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在其高級(jí)的自動(dòng)化水平，在沒(méi)有通信系統(tǒng)的協(xié)助下，依然能夠達(dá)到故障控制的效果，而且無(wú)需過(guò)高的成本投入。然而，其缺陷體現(xiàn)在開關(guān)裝置需要反復(fù)合閘、分閘，否則將無(wú)法達(dá)到故障隔離的效果。

1.3智能型設(shè)備

主要由開關(guān)與FTU集合而成，能夠發(fā)揮數(shù)據(jù)的收集、傳遞、控制等作用。同時(shí)能夠隨時(shí)同信息控制系統(tǒng)取得聯(lián)系，信息控制系統(tǒng)通過(guò)遙控的方法來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一控制，發(fā)揮了信息技術(shù)與通信技術(shù)融合的功效，從而達(dá)到故障的高效定位、隔離等目標(biāo)，也能夠縮短恢復(fù)供電的時(shí)間，有效預(yù)防短路電流帶來(lái)的破壞。然而，這一方法也存在一定的缺點(diǎn)，那就是構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，而且需要通信系統(tǒng)的支持，易受多方因素影響，配電系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性難以保證。

2　配網(wǎng)饋線自動(dòng)化的特征分析

饋線是配網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度過(guò)程中必需的信號(hào)線，它能夠支持信號(hào)的傳輸。配網(wǎng)系統(tǒng)中的饋線可以用最低的損耗在最短時(shí)間內(nèi)將來(lái)自于發(fā)射機(jī)的信號(hào)傳遞至發(fā)射天線的輸入端，而且這其中也沒(méi)有干擾性信號(hào)，維護(hù)了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定、高效、安全。從當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，能夠得出：重合器與分段器的10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的發(fā)展，需要以配網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下方面：

2.1緊急斷開

配電網(wǎng)發(fā)揮著電能傳輸?shù)墓δ芎妥饔茫軌蚋鶕?jù)用戶需求來(lái)對(duì)應(yīng)合理供應(yīng)、分配電能，如果重合器與分段器的10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)投入使用，配電系統(tǒng)遇到故障問(wèn)題時(shí)，就可以利用對(duì)重合器的控制與調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行緊急切斷故障，從而縮小故障影響范圍，控制停電規(guī)模。

2.2主動(dòng)定位

配網(wǎng)系統(tǒng)的信號(hào)傳遞是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，其中饋線則發(fā)揮著信號(hào)傳輸?shù)淖饔?。自?dòng)化運(yùn)行的饋線實(shí)際工作過(guò)程中能夠按照指令信息自行、主動(dòng)調(diào)控，即使沒(méi)有通訊與操控類設(shè)備的支持也能實(shí)現(xiàn)。具體運(yùn)行過(guò)程如圖1。

圖1

配網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度過(guò)程中主要是通過(guò)重合器的反復(fù)重合或保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的相互配合，達(dá)到準(zhǔn)確定位與隔離故障的。

2.3抵抗干擾

配網(wǎng)饋線自動(dòng)化能夠直接通過(guò)電網(wǎng)來(lái)獲得電源，不用額外加設(shè)電源設(shè)備。及時(shí)出現(xiàn)一些不良的干擾性信號(hào)，例如：雷電、磁場(chǎng)、高壓等等，饋線自動(dòng)化系統(tǒng)也能有效抵抗這些不良干擾，實(shí)施應(yīng)急命令。

3　不同饋線自動(dòng)化組合模式的分析

3.1單獨(dú)使用重合器

單純依靠重合器來(lái)組建饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，這樣就控制了電氣設(shè)備的數(shù)量，也能發(fā)揮同其他模式同樣的功效，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：無(wú)需裝設(shè)通信設(shè)備，配網(wǎng)系統(tǒng)能夠直接通過(guò)重合器切斷故障，也就是采用多次重合的方式來(lái)自動(dòng)隔離配網(wǎng)中的各個(gè)設(shè)備與原件，這樣就有效控制了故障的影響范圍，完全依靠重合器的饋線自動(dòng)化模式是一種發(fā)展與進(jìn)步的模式，能夠依賴最少的設(shè)備達(dá)到更好的調(diào)度效果；但是，這一自動(dòng)化模式也有一定的問(wèn)題，那就是：成本較高，由于線路分段的級(jí)數(shù)多，導(dǎo)致供電系統(tǒng)自身構(gòu)造較為繁瑣復(fù)雜，當(dāng)饋線出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，整個(gè)供電系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性受到不良影響，阻礙供電系統(tǒng)整體上的工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，而且由于成本較高，供電企業(yè)承受的經(jīng)濟(jì)壓力也較大。

3.2配電模式設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)不同饋線自動(dòng)化組合模式的嘗試、運(yùn)用和分析，本著取長(zhǎng)補(bǔ)短、挖掘優(yōu)勢(shì)的原則，結(jié)合10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)運(yùn)行特點(diǎn)，來(lái)對(duì)應(yīng)規(guī)劃出了一組較為科學(xué)高端的配電模式，具體的接線模型如圖2。

環(huán)網(wǎng)供電的兩個(gè)變電站出線端都是經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造的普通的重合器，核心部位的聯(lián)絡(luò)開關(guān)為聯(lián)絡(luò)性分段重合器，分段器則將配網(wǎng)線路進(jìn)行重新劃分。整體來(lái)看，這一配電組合模式還是由重合器、分段器等構(gòu)成，然而，事實(shí)上已經(jīng)達(dá)到了對(duì)這兩個(gè)電氣設(shè)備的優(yōu)化改造，再將聯(lián)絡(luò)型分段重合器作為開關(guān)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)控。

圖2

4　控制線路斷電時(shí)長(zhǎng)的科學(xué)方法

由于重合器和分段器的10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)存在一定弊端，也就是當(dāng)故障問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，容易引發(fā)配網(wǎng)系統(tǒng)停電，這無(wú)疑影響了電能生產(chǎn)的正常進(jìn)行。要想充分發(fā)揮環(huán)網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就要盡量控制配網(wǎng)規(guī)劃時(shí)停電的次數(shù)和期限，從而有效提升配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)工作效率。

4.1真空斷路器

將其裝在重合器開關(guān)內(nèi)，同時(shí)采用真空滅弧室外裝復(fù)合絕緣技術(shù)，這樣就能確保故障檢修時(shí)，配網(wǎng)依然正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，提高其安全度、穩(wěn)定性。真空斷路設(shè)備的優(yōu)勢(shì)為：有效抵御干擾、性能優(yōu)、穩(wěn)定安全等等。是通過(guò)電機(jī)快速儲(chǔ)能的彈簧操作系統(tǒng)來(lái)有效隔離故障問(wèn)題。

4.2可編程控制器

將其同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立鏈接關(guān)系，創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)化的控制中心調(diào)控環(huán)網(wǎng)，這樣一方面使人工操作更為容易，另一方面也有效優(yōu)化并提高了配網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化效果。

例如：把可編程控制器當(dāng)做重合器與分段器的核心控制裝置，能夠有效提升配網(wǎng)各項(xiàng)裝置與設(shè)備的功能。

4.3開關(guān)電源模塊

要注重開關(guān)電源模塊型號(hào)的選擇，通常性能強(qiáng)、性價(jià)比高的可以獲得電源，從而確保配網(wǎng)系統(tǒng)處于更為安全、平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即使沒(méi)有額外的電源配置，依然能夠支持配網(wǎng)系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，而且，一些性能較高、質(zhì)量較好的開關(guān)電源模塊通常造價(jià)較低、性能好、適用范圍廣，能夠有效調(diào)控額定電壓。

4.4確保故障及時(shí)隔斷

通常配網(wǎng)系統(tǒng)的所有故障類型中，瞬間故障出現(xiàn)的概率較高，不同于永久性故障，需要選擇特別的處理方法，以此來(lái)控制配網(wǎng)斷電時(shí)長(zhǎng)，可以發(fā)揮重合器中快速重合閘的作用，對(duì)應(yīng)的分段器則要發(fā)揮徹底失壓后拖延分閘時(shí)間的作用，從而確保在一分鐘之內(nèi)將故障隔斷，控制了系統(tǒng)停電時(shí)長(zhǎng)。

4.5躲避涌流的作用

配網(wǎng)系統(tǒng)中，負(fù)荷最高的當(dāng)屬變壓器與高壓電機(jī)。因此，當(dāng)重合器第一次合閘，以及重合閘過(guò)程中，容易產(chǎn)生啟動(dòng)性電流，通常要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出額定電流。從而導(dǎo)致重合器的錯(cuò)誤動(dòng)作，針對(duì)這一問(wèn)題，可以加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)的升級(jí)改造，同時(shí)對(duì)重合器的軟硬件設(shè)置躲涌流功能，這樣就能夠有效解決涌流問(wèn)題。

5　總結(jié)

重合器與分段器相互配合構(gòu)造出的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠及時(shí)定位故障并能切斷與隔離故障，維護(hù)了配網(wǎng)整體上的正常運(yùn)行，具有一定的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)點(diǎn)，值得深入推廣和應(yīng)用。

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