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跌落式分段器在配电系统中的应用
发布日期:2015-7-15 10:35:09 浏览次数:1948次
我国配电系统中,架空配电线路大多数主网架是环形接线开环运行,也就是说大多数配电线路是放射形运行。一般线路较长,有时还有很长分支线路。采用线路自动分段器与变电所10KV出线具有自动重合功能的断路器(或重合器)配合使用。在线路某区段发生短路故障时,能够自动检出故障并将故障切除,恢复非故障区段的供电,缩小因故障引起的停电面积,提高配电的供电可靠性。
 
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,中间导电杆,额定电流有315A、200A、100A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杆管内的电子控制器。
• 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板发出命令,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机构脱扣器力的方向)分段器每次完成分段后脱扣器无需更换任何元件,分段器跌落后经人力储能通过止(图一)动片自行恢复工作状态。永磁机构在未来所有开关机构中将是一项极具发展前途的高新技术。深信必定会得到广泛的应用。
 
以图二配电线路为例,三台分段器F1.F2.F3将线路分成A.B.C.D四段。正常送电时变电所内的断路器E1在合闸状态,分段器F1.F2.F3也在合闸状态。
      
  
( 图二 )   断路器与跌落式分段器结构线路图
E1—断路器(或重合器): F1.F2.F3—跌落式分段器
 
     1.若在C段E点发生故障,跌落式分段器F1.F2通过故障电流。如果选择F1.F2跌落式分段器的额定电流是315A,F1跌落式分段器的计数次数是2次,F2跌落式分段器的计数次数是1次,那么F1.F2启动电流应为额定电流的160%(504A)。这时故障电流超过跌落式分段器的启动电流(-般情况下配电系统中二相最小短路电流也在几千安培以上)。F1.F2跌落式分段器电子逻辑控制元件记录了第-次故障电流信号,F3跌落式分段器没有通过故障电流信号,保持合闸状态。F1.F2跌落式分段器电子逻辑控制元件记录了第-次故障电流信号后,并能将故障电流信号保持记忆长达15S。与此同时变电所断路器E1切除短路故障分闸,线路失压, F2跌落式分段器分闸跌落。经过时间t=3S后,变电所具有重合功能的断路器E1重合,经过-次分断重合操作后,F1跌落式分段器没有通过二次故障电流信号,达不到二次记忆次数,F1跌落式分段器不动作维持在关合位置。经过30S后, F1跌落式分段器的电子逻辑控制元件记忆消失恢复到初始工作状态,等待下一次工作。F2跌落式分段器分闸C段E点故障被切除。当C段E点故障消除后并将F2跌落式分段器手动操作合闸,经过30S后F2跌落式分段器的电子逻辑控制元件记忆消失恢复到初始工作状态,等待下一次工作。
    2.若在B段F点发生故障,跌落式分段器F1通过故障电流,F2.F3不通过故障电流,这时故障电流超过F1跌落式分段器的启动电流,F1跌落式分段器的电子逻辑控制元件记录了第一次故障电流信号,并能将故障信号保持记忆长达15S。此时变电所断路器E1切除短路故障分闸,线路失压,经过t=3S后,变电所具有重合功能的断路器E1重合,如果F点故障为瞬时故障,重合成功,整条线路恢复供电,F1跌落式分段器的电子逻辑控制元件经过15S后记忆消失,30S后跌落式分段器逻辑控制元件恢复到故障前工作状态,等待下一次工作;如果F1点故障为永久故障重合不成功,F1跌落式分段器在15S内通过第二次故障电流信号,它就可以判断出线路发生了永久性故障,并立即做好分闸各种准备,这时变电所断路器再一次分闸开断故障电流,线路中的电流降至300mA以下,线路失压,F1跌落式分段器分闸,故障被切除,下一次变电所具有重合功能断路器合闸(或手动合闸),B段F点故障切除,无故障区段恢复供电,其它分支线路中分段器由于没有故障始终保持在关合位置。
    3.选择跌落式分段器,一般在用户入口处选择计数次数1次,因为用户变电所故障大多是永久性的,架空线路故障80%是瞬时性故障;架空线路分支处应选择计数次数2次的,以利分段器之间配合和优化,如果配电系统有三次重合闸,跌落式分段器也可选计数次数3次的,总之应根据不同的需要不同的系统选择不同的计数次数。
 
沈阳成兴电气有限公司研制的跌落式分段器同其它分段器比较有下列优点:
1.是在无电流下开断电路,开断时不会出现电弧,上触头分断处也不会因电弧而出现烧损。在中心点不接地的配电系统中只可能出现三相和二相短路的故障,这时三相中的三只分段器或发生短路故障的两相中的两只分段器分别动作隔离故障,变压器及其它电器设备不会出现少一相运行情况。因此分相动作的单相分段器完全可以满足配电系统安全运行的要求。
2.跌落式分段器成本远比常规分段器要低,除了不能立即发现故障地点外,其它常规分段器所能达到的要求都能满足。本身还具有明显的断口,有利于故障查找。
3.结构新颖设计合理,是一种典型的机-电-磁一体化产品,采用电子控制回路后,不需要分段器的分合多次操作来寻找故障点,因而跌落式分段器不需要有自动关合线路或关合短路电流的能力。同时,即不需要结构复杂的操作机构,也不需要大功率的分合闸能源,换句话说不需要大功率外接电压互感器、电流互感器,来释放巨大操作力使跌落式分段器分闸动作。
4.电子控制回路处于高电位处,虚似地电位。电子控制板安放在导电管内,由于导电管的金属屏蔽作用不易受到外界电磁场干扰,使电子控制板的动作可靠无误,提高了可靠性。
 5.传感器也处于高电位处,它既能测量电流、电压,又能提供电子控制回路所需的电源,省去了常规分段器中的高压电源变压器。这种传感器可以适应规定范围内的不同电流整定值。
6.分段器通过改变计数次数配合上级断路器(或重合器)能够鉴别故障的性质(永久或瞬时故障),根据判断的结果电子控制回路发出脱扣信号,永磁机构可以在极短时间内推动分段器分闸,省去了常规分段器复杂机构和控制箱(RTU)。
 
正因为沈阳成兴电气有限公司研制的FDK10-12/315型户外交流高压跌落式分段器具有明显的上述优点和可靠性,因而使跌落式分段器极为简化,成本比常规分段器低很多。除了不可立即发现故障点外,其它常规分段器所能达到的目的都能满足,因而是一种城网及农网很有发展前途的分段器,我国配电网应大力推广使用。
 
附表:跌落式分段器的主要技术参数
 
额定电压
 
 
12KV
 
计数次数
 
1.2.3次
 
动稳定电流
 
25KA
 
记忆时间
 
15S
 
 
额定电流
315A
 
200A
 
100A
 
额定启动
   
 
额定电流
160%
 
热稳定电流
热稳定时间
 
10KA
4S
 
 
复位时间
 
 
30S
 
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