10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)研究

摘 要 作為電子系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分配電網(wǎng)，與用戶側(cè)直接面對，其特有的開放性促使天氣因素、設(shè)備等嚴(yán)重影響配電網(wǎng)，導(dǎo)致配電線路頻發(fā)故障，增加了用戶停電時間與數(shù)量，威脅著社會經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展。怎樣迅速明確故障點，對其有效隔離，縮小故障停電范圍，迫切需要對配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)深入研究。本文主要分析了10 kV配電網(wǎng)系統(tǒng)，10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)原理，舉例討論10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 10 kV配電網(wǎng)；故障隔離技術(shù)；研究

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）24-0040-01

1 10 kV配電網(wǎng)系統(tǒng)概述

整個配電網(wǎng)系統(tǒng)可以劃分為三層：第一層為主站；第二層為集中器；第三層為故障指示設(shè)備。主站利用以太網(wǎng)對全部集中器和接地選線進(jìn)行管理。每一個集中器利用短程無線對故障指示器進(jìn)行管理。在系統(tǒng)中集中器發(fā)揮了中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的功能。一個集中器下面存在著很多故障指示器，而短程無線通信距離十分有限，一些故障指示器可以與集中器直接連接，另一些故障指示器則通過級聯(lián)方法進(jìn)行通信。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)擴(kuò)展分布十分適合。

1）主站。

主站和PC機(jī)端監(jiān)視程序，在配置界面維護(hù)人員很好配置全部需要的參數(shù)之后，能夠在監(jiān)視線路界面與指示器相應(yīng)的位置線纜的實時電流和歷史數(shù)據(jù)，在界面上顯示故障信息，具體通過指示器區(qū)間中的閃爍進(jìn)行報警。

2）集中器。

與主站積極通信，在PC機(jī)媒介傳輸指示器數(shù)據(jù)，通過GPRS的方式連接網(wǎng)絡(luò)，在出廠之前預(yù)先設(shè)計主站的IP通信端口，由于沒有電池，需要從電網(wǎng)上獲取工作電源，因此通常在變壓器附近位置實施安置。

3）故障指示器。

系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源為指示器，在線路上掛置ABC三相，每一天定點搜集電流數(shù)據(jù)作為歷史系統(tǒng)數(shù)據(jù)方便用戶進(jìn)行查看，同時在收到集中器傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)命令時對其查看，搜集好線路中及時電流進(jìn)行無線上傳，當(dāng)電網(wǎng)產(chǎn)生故障時，安裝了報警功能的指示器通過集中器自行將故障信息傳遞給主站。

2 10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)原理

1）10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)創(chuàng)新。

10 kV配電網(wǎng)出現(xiàn)故障之后，利用智能故障隔離開關(guān)自行跳閘，將故障線路電源進(jìn)行斷開，自行對故障線路的故障點進(jìn)行檢測，并同時結(jié)合檢測結(jié)果，對故障點采取隔離且迅速對非故障線路客戶的用電恢復(fù)供應(yīng)。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障之后線路開關(guān)的具體作用為：

①當(dāng)10 kV配電線路出現(xiàn)故障之后快速切斷電源；②可以自行找到故障點；③可以根據(jù)線路結(jié)構(gòu)特點自行對故障點實施隔離；④可以根據(jù)結(jié)構(gòu)特點自行恢復(fù)隔離之后的非故障線路電力供應(yīng)。

2）10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)思路。

①將電子式絕緣電阻測試設(shè)備安裝在傳統(tǒng)配電線路開關(guān)內(nèi)部位置上，當(dāng)開關(guān)出現(xiàn)跳閘時，動觸頭與電源一側(cè)的靜觸頭實施脫離，轉(zhuǎn)移到某一位置上和測試絕緣電阻設(shè)備的接線端子進(jìn)行接觸，絕緣電阻測試設(shè)備就能檢測開關(guān)后段線路之上的電阻，假如絕緣電阻測試儀對這一段線路進(jìn)行檢測得知沒有故障，立刻自行關(guān)閉開關(guān)；假如檢測出故障，則自行將開關(guān)拉至檢修

位置。

②發(fā)揮線路開關(guān)的失壓保護(hù)作用，也可以認(rèn)為是電源失壓。開關(guān)發(fā)生動作，促使其位于分閘位置，這時將絕緣電阻測試儀安裝在開關(guān)內(nèi)部進(jìn)而檢測故障，假如絕緣電阻測試儀沒有檢測到這一線路上的故障，馬上自行合上開關(guān)；假如絕緣電阻測試儀檢測到這一線路上的故障，則開關(guān)自行拉至檢修部位。

3 舉例討論10 kV配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)應(yīng)用

已知變電站典型10 kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變電站和開關(guān)1、開關(guān)2，對應(yīng)故障點為故障1、故障2。

1）當(dāng)問題出現(xiàn)在故障點1時，開關(guān)在變電站中出現(xiàn)跳閘，線路產(chǎn)生失壓，將開關(guān)脫扣設(shè)備安裝在線路上各點，在線路分閘位置安排各點開關(guān)。

開關(guān)1的操作狀況：與配電網(wǎng)連接的開關(guān)1內(nèi)電子式絕緣電阻測試設(shè)備測量其后段線路絕緣，由于在這一范圍形成了故障點，經(jīng)過測量獲得的絕緣電阻明顯比某一整定數(shù)值小。開關(guān)1通過延時自行達(dá)到檢修狀況。在這一狀況下，在分閘位置設(shè)定蓄電池的總開關(guān)，由于缺少電源，電子式絕緣電阻測試設(shè)備不會重復(fù)測量這一線路。

開關(guān)2的操作狀況：與配電網(wǎng)開關(guān)2連接的電子式絕緣電阻測試設(shè)備測量其后線路，由于這一范圍內(nèi)并沒有故障點，因此測量獲得的絕緣電路遠(yuǎn)大于某一整定數(shù)值，開關(guān)2通過延時之后自行合閘，開關(guān)2重合之前這一線路即便是形成了失壓狀態(tài)，但是還存在失壓問題，可是失壓脫扣裝置已經(jīng)預(yù)先設(shè)計了閉鎖操作，在開關(guān)前段線路帶電以后發(fā)生復(fù)位。所以在沒有恢復(fù)前段線路供電之前開關(guān)2處于合閘狀況。

當(dāng)排除故障點1故障時，手動合閘開關(guān)1，重新對開關(guān)1后段線路實施供電。由于開關(guān)2依然處于合閘狀態(tài)，所以，全線電力供應(yīng)恢復(fù)常態(tài)。

2）當(dāng)問題出現(xiàn)在故障點2時，開關(guān)在變電站中出現(xiàn)跳閘，線路產(chǎn)生失壓，開關(guān)脫扣安裝于線路上出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，在分閘位置上集中了開關(guān)1和開關(guān)2。

開關(guān)1的操作狀況：與開關(guān)1內(nèi)部連接的電子式絕緣電阻測試設(shè)備測量了開關(guān)1后段和開關(guān)2前段線路，由于在這一范圍不存在故障點，因此絕緣電阻的測量比某一整定值大，開關(guān)1發(fā)生延時之后自動合閘，開關(guān)在變電站內(nèi)部重合時間較短，開關(guān)1重合以后，開關(guān)1后段線路開始供應(yīng)電力。

開關(guān)2的操作狀況：與開關(guān)2內(nèi)部的電子式絕緣電阻測試設(shè)備積極連接并且測量開關(guān)2后段線路，故障點出現(xiàn)在這一區(qū)域內(nèi)，測量的絕緣電阻明顯低于整定數(shù)值，開關(guān)2通過延時之后自行運(yùn)作到檢修地點。在這一狀態(tài)下，在分閘位置上設(shè)計蓄電池總開關(guān)，由于缺少電源，這一線路不會采取電子式絕緣電阻測試設(shè)備進(jìn)行測量。按照反時序開關(guān)1和開關(guān)2有效配合，開關(guān)1延時需要的時間要比開關(guān)2長，在開關(guān)1合閘之前，開關(guān)2已經(jīng)處于檢修位置。開關(guān)2在開關(guān)1合閘以前已經(jīng)對故障點實施了隔離。

排除故障點2故障之后，手動對開關(guān)2進(jìn)行合閘，開關(guān)2可以正常供應(yīng)電力。

4 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，電力運(yùn)作環(huán)境已日趨復(fù)雜，對電力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了更高的要求。很過國家提出了故障隔離技術(shù)，其是縮短停電時間，可靠進(jìn)行供電的主要方式之一，目前已經(jīng)成為提高電網(wǎng)管理水平以及降低損耗的主要途徑。本文通過分析配電網(wǎng)故障隔離技術(shù)，希望最大程度提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[2]肖世杰.構(gòu)建中國智能電網(wǎng)技術(shù)思考[1].電力系統(tǒng)自動化，2011（9）.

作者簡介

劉旭濤（1983-），男，陜西西安人，工程師，本科，研究方向：配電網(wǎng)技術(shù)。endprint