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重合器与分段器在配网自动化中的应用
发布日期:2015/7/14 15:59:15 浏览次数:2149次

    配网自动化的一个重要工作就是配电线路自动化。当配电线路出现故障时,要进行快速判断,排除故障段,保证非故障段的正常运行,减少停电范围。分段器有多种类型:(1)三相共体弹簧机构真空灭弧、SF6灭弧。(2)三相共体永磁机构真空灭弧、SF6灭弧。(3)跌落式分段器。三相共体分段器大多需外部电源,维护量大、价格高,因此在广大农村电网跌落式分段器有很大的优势,价格低、免维护。重合器与跌落式分段器配合使用可以有效的隔离故障区段95%以上,既提高了供电的可靠性又提高了社会和经济效益,为配网自动化打下坚实的基础。

    重合器是用于配电网自动化一种智能化的开关设备,它本身具备有控制及保护功能。它能检测故障电流并能够按照预定的开断和重合顺序在交流线路中自动进行开断和重合操作,并在其后自动复位和闭锁。重合器可按预先整定的动作顺序进行多次分、合的循环操作,一般有4次的快、慢组合的分闸、合闸。重合器具有定时限及反时限两种保护。
重合器有电流—时间型和电压—时间型之分。反映故障电流跳闸后能重合的称为电流时间型。这种重合器既做保护跳闸用,又能实现一至三次重合闸。电压时间型重合器是线路失压分闸,来电后延时重合闸。电压时间型重合器多用在环网中,作为联络重合器。
分段器是配电网中用来隔离故障线路区段的自动开关设备,它一般与重合器或断路器或熔断器相配合,串联于重合器与断路器的负荷侧,在无电压或无电流情况下自动分闸。分段器按识别故障的原理不同,可分为“过流脉冲计数型”和“电压—时间型”两大类。电流—时间型分段器通常与前级开关设备(重合器或断路器)配合使用,它不能开断短路电流,但具有“记忆”前级开关设备开断故障电流动作次数的能力。电压—时间型重合式分段器是凭借加压或失压的时间长短来控制其动作,失压后分闸,加压后合闸或闭锁。
 
一、重合器与分段器在辐射网中的应用
    重合器与分段器配合根据用户负荷,配电线路的不同结构有不同的组合。下面以辐射网为例,说明电流—时间型重合器与跌落式过流脉冲计数型分段器在线路出现故障时的动作过程。                     
 
    
图(一)重合器与分段器在辐射网中的应用
    图示变电所出口短路电流为1400A,设Sj=100MVA,Uj=10.5KV, L1段导线为LGJ—95,线路长为4公里,变压器总的电抗标幺值为0.91×10-3;L2段导线为LGJ—70,线路长为2公里,变压器总的电抗标幺值为0.735×10-3;L5段导线为LGJ—50,线路长为3.5公里,变压器总的电抗标幺值为0.16×10-3。根据以上参数,得出该线路各点的最大及最小短路电流值及各分之线路的额定电流。L5段末梢短路电流最大值为819A,最小值为709A;L2段末梢短路电流最大值为1068A,最小值为925A。变电所出口的额定电流为307.2A,L2段线路出口额定电流为50A,L5段线路出口额定电流为108.6A。
    图中所选两台重合器的t—I特性曲线如图(二),A曲线的纵坐标表示的是实际动作时间的最大值,而慢速特性曲线按故障通流时间平均值作为纵坐标绘制,一般误差不大于±10%,横坐标为最小脱扣整定电流的倍数,曲线的起点对应最小动作电流值和动作时间。IRM1为变电所内重合器,OSM1为户外重合器,均为电流—时间型。IRM1整定为一快三慢(1A3C),启动电流设定为400A。OSM1整定为二快二慢(2A2B),启动电流设定为200A。重合器的启动电流值一般设定为额定电流的1.3~1.6倍,且启动电流必须躲过励磁涌流。重合间隔时间均为2S。F1、F3、F4、F5为计数次数为2次的分段器,F2为计数次数为3次的分段器。
    如果D1处发生短路故障,短路电流最小值为709A,达到重合器的启动电流值。若为瞬时性故障,由图(二)所示,变电所出口重合器IRM1及线路重合器OSM1均按快曲线(A曲线)动作一次,(重合器IRM1与OSM1的启动电流不同,重合器IRM1的动作时间为0.07S,重合器OSM1的动作时间为0.05S,但IRM1与OSM1的动作时间均为毫秒级,在动作时间上很难区分动作先后,所以只能按快慢曲线区分重合器的动作顺序。)分段器F2、F4由于没有达到整定的计数次数仍处于合闸状态,2S后重合,恢复线路供电。若为永久性故障,线路重合器OSM1再次按快曲线动作,变电所内重合器IRM1由于设定的是慢曲线(C曲线)不动作,分段器F4达到整定的计数次数分闸跌落,隔离故障区段,2S后线路重合器OSM1重合,恢复线路其它段的供电。
    如果D2处发生短路故障,短路电流的最小值为925A,达到重合器的启动电流值。若为瞬时性故障,由图(二)所示,变电所出口重合器IRM1按快曲线动作一次,分段器F5没有达到整定的计数次数仍处于合闸状态,重合器IRM1经2S后重合,恢复线路供电。若为永久性故障,变电所出口重合器按慢曲线(C曲线)再次跳闸,分段器F5达到整定的计数次数分闸跌落,隔离故障区段,2S后重合器重合恢复其它线路供电。变电所出口重合器第一次动作设定为快曲线的目的是消除瞬时性故障,保护线路设备。
 
二、结论
    重合器使用历史较长,功能完善,由于其具有重合闸的成功率高,综合投资少,与分段器配合可以消除瞬时性故障,最大可能的缩小停电范围,维修工作量少,设备安全可靠等优点,在配电自动化中有较大的使用价值。
 
参考文献:
(1)方富淇. 配电网自动化. 中国电力出版社.

(2)王章启,顾霓鸿. 配电自动化开关设备. 中国电力出版社.

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