(广宁县恒兴实业有限公司)
摘要:配电网是电能输送与分配之间能否实现可靠性运行的关键环节,所以对配网的故障处理技术要求越来越高。而在我国近郊地区10kV架空线路上还存在使用传统的馈线方式,故出现跳闸的现象,同时也会导致非故障区域停电,影响人们的生产和生活。为此,提高配电网运行水平就显得尤为重要,必要对馈线自动化技术进行研究推广。
关键词:10KV架空线路;馈线自动化;故障处理
前言
馈线自动化技术是配电自动化系统的重要组成部分,可以实现每条馈线运行方式和数据采集的监视,是配电自动化的重要内容之一。通过实施馈线自动化,当馈线在运行中发生故障时,能自动进行故障定位,从而实施故障隔离和恢复对非故障区域的供电,提高供电可靠性。以下对10kV架空线路馈线自动化技术的原理以及应用进行详细的探讨,望同行有所借鉴。
1馈线自动化的技术分析
将断路器或者负荷开关安装在馈线线路上,从而将其线路分割成为多个独立的区域,并对馈线进行分段监控,以实现馈线自动化。同时,通过对线路进行分段而将故障隔离开,进而提高供电的可靠性。馈线自动化的实现能够短时间内在馈线上把故障进行定位、隔离以及把非故障区域恢复供电;还能够监控配网上的状态运行。另外,在进行故障隔离和供电恢复的过程中,尽量使开关不做不必要的动作,以减少开关动作次数,延长开关的使用寿命。
2馈线自动化保护配置
图1馈线自动化保护配置图
如图1所示。其中,CB是带有时限保护和二次合闸功能的馈线出线断路器,而FB是带有实现保护功能和二次重合闸功能的主干线分段断路器,FSW1和FSW2是主干线的分段负荷开关,ZB1是带有时限保护和二次合闸功能的分支线分界断路器,YSW1到YSW3是分支线用户分界负荷开关,ZSW1是分支线分界负荷开关,LSW是联络开关,圆圈是负荷开关,方块是断路器,黑色填充表示闭合,白色填充是表示分闸状态。
2.1变电站馈线出线断路器
馈线出线上的断路器可设置两种保护配置,一种是配置二次重合闸,另一种是设置带时限过流保护、速断保护或者是零序保护。一次重合闸设置为延时5秒,二次重合闸设置为延时60秒,闭锁的时间设置为5秒。带时限过流保护的动作时间与速度保护的动作时间均整定为0.3秒,零序保护时间整定为1秒。
2.2主干线分段断路器--配备时限电流保护
采用一个配置有三相电流互感器以及零序电流互感器的分段断路器,将其安装于馈线主干线上,主干线上所设置的配置有时限保护的分段断路器FB能够将主干线划分为两个部分,划分的原则主要为两部分的线路长度或者馈线负荷在最大程度上保持一致。
2.3主干线分段负荷开关
将一个分段负荷开关安装在主干线上,就能将出现故障的地方与正常区域分隔开。该分段负荷开关要配置有三相电压互感器以及电流互感器,从而对电流进行分段负荷。而且,可以根据线路的实际需求,安装多个分段负荷开关,安装位置可以是主干线上的任意位置。
2.4分支线分界断路器--配备时限电流保护
在主干线的大分支线开始端安装分支线分界断路器,从而将分支线上出现的故障与主干线隔离开。分支线分段断路器上安装有馈线自动化控制器,在FB电源一侧的分支线上,可将断路器的相间短路时限整定为0.15秒,零序保护时间整定为0.6秒。而且,可以在第二级分支线上,再安装一个断路器,将相间短路时限整定为0秒,零序保护时间整定为0.3秒。分支线分界断路器一般安装于线路延伸距离比较长、负荷较重、而且比较容易出现故障的大分支线开始端,需要注意的是不可将保护动作时间设为0秒的分界断路器在一条线路上安装多台,否则会由于瞬时故障的出现而导致断路器跳闸。
2.5分支线分界负荷开关
在分支线的开始端设置一个分支线分界负荷开关,便可将出现在分支线上的故障隔离开。该开关配置有电流互感器、零序互感器以及三相电压,其可以断开负荷电流和零序电流,并且可以和单相接地故障自动分离。
2.6分支线用户分界负荷开关
在10KV配网架空线路的分支线上,设置一个分支线用户分界开关装置,其配置有零序电流互感器和三相电流互感器,具体的安装位置为用户出门位置的责任分界点,这样才能对电流进行分段负荷,并且对单相接地故障进行自动隔离。如果分支线上只存在一个用户,那么就可以将分支线用户分界负荷开关安装在分支线的开始端,且不需要安装分支线分界负荷开关,将分支线用户分界开关与馈线自动化控制器进行连接。分支线用户分界负荷开关所起到的作用基本上等同于分支线分界负荷开关,安装时需要注意所选择的安装位置,一般为重要用户与公网线路的责任分界点,特别是已经发生过很多次出门故障的用户。
310kV架空线路中馈线自动化故障处理分析
3.1主干线的分段断路器电源侧故障处理
如果故障出现在FB断路器和FSW1分段负荷开关之间,那么CB断路器就会跳闸,之后由于失去压力,FSW1和FSW2负荷开关,YSW1、YSW2、YSW3分支线用户分界负荷开关,以及ZSW1分支线分界负荷开关都会随之做出跳闸动作,5秒后CB会进行重合闸动作,FSW1也会延时合闸。如果故障还没有修复,CB就会再一次跳闸,FSW1在失去压力后会分闸,并闭锁合闸,CB会等待1分钟,之后做出第二次重合闸操作,如果完成了重合动作,则故障已经修复。
3.2主干线分段断路器负荷的故障处理
如果是ZSW1分支线分界负荷开关与FSW2断路器之间出现故障,那么FB断路器会跳闸,在失去压力后,FSW2负荷开关、ZSW1分支线分界负荷开关、以及YSW3分支线用户分界负荷开关会分闸,5秒后FB会进行一次合闸,由于FSW2的一侧存在电压,所以在延迟5秒后进行合闸,永久故障会使得FB再一次出现跳闸,FWS2再次出现分闸,之后开始进行闭锁合闸,大约在一分钟后,FB会进行二次合闸,便解决了故障。
3.3分支线分界负荷开关的负荷侧故障处理
如果故障出现在ZSW1分支线分界负荷开关与YSW3分支线用户分界负荷开关之间,FB断路器就会跳闸,在失去压力后,FSW2负荷开关、ZSW1分支线分界负荷开关、以及YSW3分支线用户分界负荷开关会快速分闸。5秒后FB会重合闸,FSW2的一侧由于有电压,会在延时5秒后合闸。3秒后FSW2闭锁合闸,而ZSW1由于其一侧存在电压,会在延迟5秒后进行合闸。因为线路是存在故障的,所以FB断路器会再一次出现跳闸的情况,这时ZSW1会出现分闸并且进行闭锁合闸,而FSW2会保持合闸。等待一分钟后,FB断路器会再一次进行重合闸,这时ZSW1便对故障进行了成功的隔离,这一过程所用时间大约是一分零五秒。
3.4分支线分界断路器的负荷侧故障处理
如果ZB1断路器和YSW1、YSW2之间出现故障,那么ZB1会跳闸,并在5秒后进行合闸,因为线路出现了故障,所以其会再一次出现跳闸,并且闭锁合闸,这时便成功隔离了故障,这一过程所用时间大概只有5秒。
3.5分支线用户分界负荷开关发生故障处理
YSW3分支线用户分界负荷开关在出现永久故障时,如果故障为相间短路,那么FB会跳闸,在失去压力后,ZSW1、YSW3、FSW2这三个负荷开关会快速进行分闸。如果是单相接地故障,那么YSW3就会出现跳闸,这样就可以把故障与正常线路隔开,其它开关不做任何动作。5秒后FB会重合闸,而FSW2开关由于其一侧还存在电压,延迟5秒后进行合闸。3秒后FSW2会闭锁合闸,ZSW1的一侧由于还存在电压,延迟5秒后会进行合闸,3秒后会闭锁合闸,YSW3由于一侧有电压,延迟5秒后合闸。由于线路是存在故障的,所以FB会跳闸,而YSW3会分闸,同时闭锁合闸,ZSW1和FSW2则会保持合闸,等待一分钟后,FB会做出第二次重合闸。这时,YSW3就成功隔离了故障,且所用时间大约为80秒。
4结语
总之,在馈线自动化系统中涉及的组成部分各有不同,必须要对每一个环节进行严格控制,以避免其中一个出现问题,而导致馈线自动化系统发生故障,影响整个电网系统的安全运行。此外,还可以通过无线的GPRS传输快速定位故障位置并显示故障信息,以方便事故分析,从而减少调度、无人职守站值班员和保修人员的数量及其劳动强度,提高工作效率,并提高社会综合效益。
参考文献:
[1]葛树国,沈家新.10kV配电网馈线自动化系统控制技术分析及应用[J].电网与清洁能源,2012(8):29-34.
[2]王文博,冯光,李珊珊,等.基于不同接线模式的馈线自动化实现方式[J].电力系统及其自动化学报,2013(6):72-78.