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重合器加跌落式分段器模式
发布日期:2015-7-14 16:16:12 浏览次数:1975次

摘要:该文简要论述了重合器、分段器。为当今农村电网配电馈线自动化的基本模式,并就重合器、分段器对故障的判断和隔离过程和运行中的应注意事项做了介绍。

关键词:配电网;馈线;自动化;重合器;跌落式分段器

中图分类号:TM76  文献标志码:A    文章编号:1003-0867(2006)02-0012-03

 

1 配网馈线自动化模式的选择

    在农村配电系统中,以架空配电线路为主,配网网络结构少部分主网架是环形接线开环运行,大多数配电线路是幅射状供电模式。农村配电网电力负荷分散,负荷密度小,配电线路较长,还有很长的分支线路。针对农村配电网的特点,选择经济实用的配电网馈线自动化模式十分重要。

    配网馈线自动化的主要任务是在最短的时间内完成对故障的定位、隔离和恢复供电。 主要有三种模式:

  ·用装设在线路上的故障指示器,由人员查找故障点,利用柱上开关人工隔离故障区段,恢复正常区段的供电。该方式的停电时间长,恢复供电慢。

  ·利用智能化开关设备(如重合器、分段器等),通过它们之间的相互配合,实现故障的就地自动隔离和恢复供电。该方式的自动化水平较高,无需通信就可实现控制功能,成本较低。缺点是开关设备需要增加电子控制器,记录开关合、分动作的次数,才能完成故障的隔离和恢复供电。

  ·将开关设备和馈线终端单元(FTU)集成为具有数据采集、传输、控制功能的智能型装置,并与计算机控制中心进行实时通信,由控制中心的软件分析处理故障,并以遥控方式集中控制。该方式可一次性完成故障的定位、隔离和恢复供电。其缺点是要依赖于通信,系统复杂,投资大。

    配网馈线自动化的目的是提高供电可靠性,结合农村地区经济状况落后、人员素质偏低、地理环境复杂,选第二种模式比较符合农村地区实际情况。

 

2 重合器和分段器的选择

    采用线路自动分段器与变电所10 kV出线具有自动重合功能的断路器和装在10 kV线路上的重合器,配合使用在线路某区段发生短路故障时,能自动检出故障,并将故障切除,恢复非故障段供电。

 

2.1 重合器选择

    重合器目前世界上有很多种,型号较多,大部分价格比较昂贵。国产的价格较低,比较合适。

    我国从1986年开始引进美国COOPER公司生产的重合器,它采用真空灭弧,油绝缘,电子控制。国产的重合器从1992年开始在农村一些城郊变电所投入运行,积累了一定运行经验,它安装整定方便、配合灵活,无需维护,使用寿命长,便于扩展,价格较低,对运行人员素质要求不高,经过简单培训即可进行操作。

 

2.2 分段器的组成

    具有三遥功能(遥控、遥测、遥信)的分段器。在配电网自动化中起着重要作用,它主要完成自动分段的职能。

    我们以FDK型单相跌落式分段器为例,它外型如同跌落式熔断器,结构简单,智能记忆判断,价格低廉,安装操作方便。跌落式分段器主要由三部分组成:

  ·导电部分:包括上、下动触头,上、下静触头。上、下静触头采用多片刷式结构,中间导杆额定电流有315200100 A三种。

  ·检测部分:它有套在导电管外面上部的传感器,以及安装在导电管内部的电子控制器。

  ·永磁机构脱扣器:推动分段器完成分闸操作,当分段器中电流超过整定值,变电所内断路器或装在线路上的重合器,开断故障电流,线路失压后分段器导管内的电子控制器,发出命令,永磁机构脱扣器推动分段器分闸(它利用永磁性材料特性,改变永磁脱扣器力的方向)。分段器每次完成分断后,脱扣器无需更换任何元件,分段器脱扣后经人力储能,人为操作,恢复送电状态。

 

3 故障判断与隔离过程

    自动分段器分闸动作条件:

  ·在上级开关断开故障电流后,线路已失压,线路电流小于300 mA时;

  ·故障电流超过分段器启动电流,记录过流次数达到整定的计数。

    在满足上述条件下,自动分段器才能自动分闸。

    自动分段器级数的确定:分段器分段的级数或整定的过流计数,必须与上级重合器重合闸次数相匹配。例如重合器选用三次重合闸,即自动分段器,最多整定计数是3次。

    现以某变电站配电网自动化方案(见图1)为例简述该模式动作过程:

 

  ·变电站配电线出口断路器CB选用三相一次重合闸,过电流整定为75 A,动作时限500 ms,电流速断整定值为600 A,动作时间为0 s

  ·重合器C1C2整定三快一慢,故障动作电流选定100 A。分段器F1F8过流计数整定为二次,分段器F9F10整定为三次计数,启动电流为130 A

  ·重合器C1C2,分段器F1F10将配电线路分成若干区段,重合器、分段器布置详见图1

  ·线路正常运行时,分段器F1F10,重合器C1C2、配电线出口断路器在合闸状态。

    几种典型故障动作过程如下。

    若K1支线短路,最小两相短路电流为263 A,该故障电流,流经分段器F6 F10、重合器C2和变电站配电线出口断路器CB。由于配电线出口断路器CB电流速断整定值600 A,保护装置不启动,而CB断路器过电流装置、重合器C2、分断器F6 F10启动电流小于故障电流,这些保护元件启动。在故障电流为263 A时,CB出口断路器动作时间为500 ms,重合器C2动作时间为100 ms,故重合器C2分闸。因故障电流持续100 ms大于跌落式分段器信号采集时间为40 ms,在重合器分闸,线路失压后,分段器F6 F10完成第一次记忆,并将该记忆保持15 s,分段器F6 整定为两次计数,没达到整定次数,仍在合闸状态,若K1为瞬时故障,经过2 s后,重合器C2重合,恢复送电。若K1为永久性故障,重合器C2将再次分闸,线路失压后,F6自动分段器已记录两次过流,满足自动分闸条件,经180 ms分闸,切除故障点,经 2 s后重合器C2重合,恢复故障区供电。

    分段器F6 F10区间K2短路,最大两相短路电流473 A,该故障电流流经分段器F10、重合器C2和变电站配电线路出口断路器CB。除出口断路器电流速整定为600 A,保护装置不能启动外,过电流装置、重合器C2、分段器F10,启动电流小于故障电流,保护元件启动,在故障电流473 A时,重合器动作时间为65 ms,小于出口断路器CB时限500 ms,重合器C2分闸,线路失压,分段器F10记录过流一次,若瞬时故障。重合器C2、经过2 s重合,(分段器F10整定3次计数)恢复送电。若永久性故障重合器C2再次分闸,线路失压,分段器F10记录两次故障电流,经2 s后重合器重合。经过65 ms后重合器再次分闸,分段器完成三次记忆,并在重合器C2分闸,线路失压后,经过180 msF10自动分段器自动分闸,隔离故障点,经2 s后重合器C2重合,恢复非故障区供电。

    重合器C2至分段器F10F9、区间K3点短路,最大两相短路电流570 A,最小两相短路电流473 A,在473 A短路电流启动下,重合器C2,快速动作时间65 ms,慢速动作时间280 ms,均小于变电站出口断路器动作时限500 ms,重合器C2经过三次快速动作,一次慢速动作后闭锁,隔离故障区保证非故障区供电。

    变电站出口断路器CB与重合器C1C2区间K4短路,最大两相短路电流1748 A,最小两相短路电流570 A。变电站出口断路器CB电流速断或过电流装置启动,CB断路器分闸。若瞬时故障,2 s后断路器重合,恢复供电。若永久性故障,断路器CB再次分闸,故障线路全线停电。

 

4 工程实施中注意事项

    投运KFE重合器注意事项:

  ·重合器在投运前,应按设计将其接线连接好。注意:电源线必须接到重合器的电源(SOURCE)侧,负载侧接到(LOAD)侧的套管接线端子上。

  ·将其接地分闸闭锁开关拉下,操作接地分闸闭锁开关时,轻轻拉动即可,不得用力过猛。

  ·防雨罩下的黄色手动操作柄置于分闸位置,恢复重合器电源。

  ·重合器电源侧带电后移动防雨罩下的黄色手动操作柄置合闸位置,KFE重合器应立即合闸。

  ·带电重合器的手动动作:当手动操作带电的重合器,可用一个绝缘操作杆钩住重合器防雨罩下的黄色手动操作柄将其拉下,分闸机构打开主触头,重合器跳闸。将其黄色手动操作柄推上,合闸线圈通电,合上主触头,KFE重合器合闸。推、拉黄色手动操作柄时,应轻推、轻拉,避免用力过猛,损坏零部件。

  ·一次分闸闭锁操作:当把非重合手柄拉到非重合位置时,如果此时有故障电流发生,重合器自动分闸并闭锁。不再按照重合器预先设计的正常操作顺序进行操作,非重合手柄不影响手动操作,而重合器的手动操作也与非重合手柄的位置无关。

  ·运行时重合器的操作:当重合器合闸并投入运行后,一旦线路上产生过电流,重合器自动动作,一旦分闸闭锁必须手动用黄色手动操作柄上重合器。

投运分段器注意事项:

  ·跌落式分段器开断负荷电流能力差,因此,严禁在负荷情况下拉断跌落式分段器。

  ·关合跌落式分段器时,要准确、迅速、用力适当。

  ·严禁用跌落式分段器验电。

  ·跌落式分段器是在无电流情况下分闸,无需考虑触头烧损问题。

  ·跌落式分段器电子控制器是电子元件构成的,运行中随年限的增加有不同程度的老化,影响正常运行,运行78年后,要对电子控制器进行试验。

 

5 结论

    这种重合器加分段器馈线自动化模式已经在农村配电网中实际投入使用,运行效果令人满意。而且有现场实际正确动作记录,例如在2003412的某变电站馈线分支12号杆K0发生事故时,C2重合器动作,F8 自动跌落,故障段切除,经2 s后重合器重合,恢复其它线路正常运行。

    经工程实践证明该模式简单、经济、可操作性强、是农村配电网馈线自动化的一种实用模式,但只适合放射状农村10 kV配电网。

 

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