10 k V架空線就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)應(yīng)用研究

溫健鋒

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門臺(tái)山供電局，廣東江門 529200）

10 k V架空線就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)應(yīng)用研究

溫健鋒

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門臺(tái)山供電局，廣東江門 529200）

介紹了10 k V就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)的數(shù)量及布點(diǎn)要求，通過對(duì)自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用，能夠有效降低事故發(fā)生率，提高供電可靠性。

10 k V就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)；數(shù)量；布點(diǎn)；應(yīng)用

0 引言

配電網(wǎng)配套建設(shè)中，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是主要內(nèi)容之一。由于供電區(qū)域配電自動(dòng)化的覆蓋率逐漸增大，其建設(shè)投資也在不斷擴(kuò)大，因此做好自動(dòng)化設(shè)備工作，能夠在很大程度上提高配電自動(dòng)化的投資效益。饋線自動(dòng)化是配電自動(dòng)化的基本組成部分，也是配電自動(dòng)化具備的所有功能中最為主要的功能，能夠有效提高配電系統(tǒng)的供電可靠性。饋線自動(dòng)化的主要功能有檢測、定位、隔離故障及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等。就地型饋線自動(dòng)化不依賴配電自動(dòng)化主站，而是通過配電自動(dòng)化終端，利用自身的邏輯控制能力，實(shí)現(xiàn)故障檢測、定位、隔離，并恢復(fù)無故障區(qū)域的正常供電，其具有投資少、收益高、效果好的特點(diǎn)。

1 10 kV就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)的數(shù)量及布點(diǎn)要求

1.1 10 kV就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)的數(shù)量要求

實(shí)施饋線自動(dòng)化就必須對(duì)以往的舊開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化改造，或在新建線路時(shí)選擇使用自動(dòng)化開關(guān)。自動(dòng)化開關(guān)的數(shù)量越多，受到故障影響的用戶數(shù)量就越少，時(shí)間就越短，但工程造價(jià)相比就較高了。某電網(wǎng)公司統(tǒng)計(jì)了10 k V線路發(fā)生故障的部位，結(jié)果顯示，配網(wǎng)線路主干線的故障率達(dá)到43%，而分支線的故障率達(dá)到57%，且一級(jí)分支線故障比例為24%，而二級(jí)以上分支線的故障比例為33%。通過運(yùn)用10 k V架空饋線接線方法，配置不同數(shù)量的就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)，對(duì)投資效益和開關(guān)數(shù)量進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。表1數(shù)據(jù)表明，自動(dòng)化開關(guān)數(shù)量不斷增加，投資效益會(huì)有所下降。為達(dá)到效益好、投資低的目標(biāo)，研究表明，把10 k V架空饋線主干線的分段以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)改造為自動(dòng)化開關(guān)，其總體收益就會(huì)達(dá)到最高。除此之外，分支線的自動(dòng)化開關(guān)數(shù)量要控制在3臺(tái)以內(nèi)，包括聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí)不可超過4臺(tái)。

表1 配置不同數(shù)量自動(dòng)化開關(guān)的投資效益

1.2 10 kV就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)的布點(diǎn)要求

對(duì)于電壓—時(shí)間型自動(dòng)化開關(guān)進(jìn)行布點(diǎn)時(shí)，要綜合考慮線路的負(fù)荷、長度及用戶數(shù)量等。線路主干線采用自動(dòng)化負(fù)荷開關(guān)時(shí)，要按照三分段一聯(lián)絡(luò)的規(guī)定要求，在主干線設(shè)置2臺(tái)自動(dòng)化分段開關(guān)，如果主干線的線路比較長，可按照實(shí)際需要增加1臺(tái)分段開關(guān)，即主干線開關(guān)包括聯(lián)絡(luò)開關(guān)不超過4臺(tái)；如果分支線的線路比較長，設(shè)備老化、易發(fā)生故障，對(duì)于供電可靠性不高的線路，可設(shè)置自動(dòng)化負(fù)荷開關(guān)；若要求較高的供電可靠性，可設(shè)置自動(dòng)化斷路器。

對(duì)于電壓—電流型自動(dòng)化開關(guān)進(jìn)行布點(diǎn)時(shí)，要綜合考慮線路的實(shí)際長度、用戶數(shù)量和負(fù)荷等。通常情況下，主干線線路要設(shè)置2臺(tái)或3臺(tái)分段負(fù)荷開關(guān)，把主干線路平均分為3段或4段。因?yàn)殡妷骸娏餍妥詣?dòng)化開關(guān)在變電站第一次重合閘后，如果沒有發(fā)現(xiàn)、檢測出故障信息，閉鎖分閘，從而使此開關(guān)在變電站第二次重合閘時(shí)始終處于閉合狀態(tài)，在此情況下，如果線路比較長，且故障處于線路末端，就有可能導(dǎo)致變電站開關(guān)誤動(dòng)，影響發(fā)生故障區(qū)域用戶的正常用電。因此，對(duì)于線路比較長，主干線和分干線自動(dòng)化分段開關(guān)分段大于5段時(shí)，要設(shè)置1臺(tái)主干線分段斷路器，減少停電范圍。

2 10 kV就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用

2.1 電壓—時(shí)間型自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用

電壓—時(shí)間型自動(dòng)化開關(guān)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。CB為饋線出線斷路器，具有帶時(shí)限保護(hù)與二次重合閘的功能；FSW1和FSW2是主干線的分段負(fù)荷開關(guān)；ZSW1是分支線的負(fù)荷開關(guān)；LSW是聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

圖1 電壓—時(shí)間型自動(dòng)化開關(guān)系統(tǒng)示意圖

工作原理:(1）K1發(fā)生永久故障，CB繼電保護(hù)分閘，F(xiàn)SW1、FSW2以及ZSW1因失壓分閘，LSW一側(cè)失壓，計(jì)時(shí)5 s后，第一次重合閘，因?yàn)镵1發(fā)生永久故障，CB開關(guān)分閘，閉鎖二次重合閘；FSW1開關(guān)得電，3 s內(nèi)失壓，閉鎖合閘；LSW一側(cè)失電45 s后，延時(shí)合閘；FSW1因閉鎖合閘，無法合閘，K1故障被隔離，未發(fā)生故障區(qū)域恢復(fù)正常供電。(2）K2發(fā)生永久故障，CB分閘，F(xiàn)SW1、FSW2以及ZSW1因失壓分閘，LSW一側(cè)失壓，計(jì)時(shí)5 s后，CB第一次重合閘，7 s后，F(xiàn)SW1合閘，因?yàn)镵2為永久故障，CB分閘；FSW1合閘后3 s內(nèi)，失壓，閉鎖合閘；FSW2得電，3 s內(nèi)失壓，閉鎖合閘；5 s后CB第二次重合閘，LSW一側(cè)失電45 s，延時(shí)合閘；FSW1、FSW2無法合閘，K2被隔離，未發(fā)生故障區(qū)域恢復(fù)正常供電。(3）K3發(fā)生永久故障，CB分閘，F(xiàn)SW1、FSW2以及ZSW1分閘，LSW一側(cè)失壓，計(jì)時(shí)5 s后，CB第一次重合閘，7 s后，F(xiàn)SW1、FSW2延時(shí)合閘，因K3為永久故障，CB分閘；FSW2合閘后，3 s內(nèi)失壓，閉鎖合閘；LSW得電，3 s內(nèi)失壓，閉鎖合閘；5 s后CB第二次重合閘，F(xiàn)SW1、ZSW1延時(shí)合閘；FSW2、LSW 閉鎖合閘，K3被隔離，未發(fā)生故障區(qū)域恢復(fù)正常供電。(4）K4永久故障，CB分閘，F(xiàn)SW1、FSW2和ZSW1分閘，LSW一側(cè)失壓，計(jì)時(shí)5 s后，CB第一次重合閘，7 s后FSW1、FSW2延時(shí)合閘，12 s后ZSW1合閘；因?yàn)镵4為永久故障，CB分閘，F(xiàn)SW1、FSW2和ZSW1延時(shí)分閘；5 s后CB第二次重合閘，F(xiàn)SW1、FSW2延時(shí)合閘；LSW兩側(cè)有壓，開關(guān)分閘，閉鎖合閘，K4被隔離，未發(fā)生故障區(qū)域恢復(fù)正常供電。

2.2 電壓—電流型自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用

電壓—電流型自動(dòng)化開關(guān)系統(tǒng)示意圖如圖2所示。CB為饋線出線斷路器，具有帶時(shí)限保護(hù)與二次重合閘的功能；FSW1和FSW2是主干線的分段負(fù)荷開關(guān)；FB是分段斷路器；ZB1為分支線的分界斷路器；LSW為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

圖2 電壓—電流型自動(dòng)化開關(guān)系統(tǒng)示意圖

工作原理:(1）K1、K2點(diǎn)存在永久故障，其動(dòng)作原理和電壓—時(shí)間型一致，但故障隔離時(shí)間較短。(2）K3永久故障，F(xiàn)B分閘，F(xiàn)SW2因失壓分閘，LSW一側(cè)失壓，計(jì)時(shí)5 s后，F(xiàn)B第一次重合閘，7 s后FSW2延時(shí)合閘，F(xiàn)B分閘；同時(shí)FSW2合閘，3 s內(nèi)檢測到故障電流，分閘、閉鎖合閘；LSW得電，3 s內(nèi)失壓、合閘；5 s后，F(xiàn)B二次重合閘；FSW2、LSW無法合閘，K3被隔離，未發(fā)生故障區(qū)域恢復(fù)正常供電。(3）K4永久故障，ZB1分閘，5 s后ZB1一次重合閘，CB分閘；二次重合閘，K4被隔離，未發(fā)生故障區(qū)域恢復(fù)正常供電。

3 結(jié)語

10 kV架空線就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)適用于城市郊區(qū)等多采用架空線路的地方，網(wǎng)架完善、用戶數(shù)量多、通信不好、線路故障多的地方也比較適用。通過改變自動(dòng)化開關(guān)的狀態(tài)，降低故障發(fā)生率，可以提高電壓質(zhì)量以及供電可靠性。

[1]張延泰.10 k V架空線就地型饋線自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用[J].電氣技術(shù)，2013(4）

2014-10-24

溫健鋒(1978—），男，廣東臺(tái)山人，電氣工程師，研究方向:配網(wǎng)自動(dòng)化。