10 kV配網(wǎng)架空線路饋線自動(dòng)化技術(shù)

嚴(yán)宏

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了10 kV配網(wǎng)架空線路饋線自動(dòng)化技術(shù)的工作原理和保護(hù)配置方案，并在此基礎(chǔ)上提出了饋線自動(dòng)化技術(shù)的故障處理方案和具體措施，以期為我國(guó)電力企業(yè)合理運(yùn)用饋線自動(dòng)化技術(shù)提供可行性建議。

關(guān)鍵詞：10 kV電力配網(wǎng)；架空線路；饋線自動(dòng)化；保護(hù)配置方案

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.150

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電力資源的需求量越來(lái)越大，同時(shí)，對(duì)供電可靠性的要求也越來(lái)越高。配電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行在很大程度上取決于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，這些又與配網(wǎng)的自動(dòng)化程度緊密相關(guān)。饋線自動(dòng)化技術(shù)是10 kV配網(wǎng)架空線路的重要技術(shù)之一，采用饋線自動(dòng)化技術(shù)能夠?yàn)?0 kV電網(wǎng)配網(wǎng)架空線路的安全性和傳輸速率提供一定的保障，能夠?qū)嵤┕收细綦x，恢復(fù)對(duì)健全區(qū)域的供電，提高供電可靠性。但是，在選用相關(guān)技術(shù)時(shí)，要對(duì)饋線自動(dòng)化技術(shù)的原理和特征有所認(rèn)識(shí)，并針對(duì)可能發(fā)生的故障作出一定的預(yù)案。本文簡(jiǎn)要探討了工作中存在的問(wèn)題，以提高饋線自動(dòng)化技術(shù)在10 kV配網(wǎng)架空線路中的運(yùn)用水平。

1 饋線自動(dòng)化技術(shù)概述

饋線自動(dòng)化是指變電站出線到用戶用電設(shè)備之間的饋電線路自動(dòng)化，其內(nèi)容可以歸納為兩方面：①正常情況下的用戶檢測(cè)、資料測(cè)量和運(yùn)行優(yōu)化；②事故狀態(tài)下的故障檢測(cè)、故障隔離、轉(zhuǎn)移和恢復(fù)供電控制。在一定的工作技術(shù)原理下，饋線自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)變電站中出線斷路器與運(yùn)轉(zhuǎn)的配合。這在某種程度上滿足了饋線自動(dòng)化技術(shù)的兩大需求，即不發(fā)生故障時(shí)的供電需求和有故障時(shí)的隔離需求。

2 保護(hù)配置方案簡(jiǎn)析

在10 kV電力配網(wǎng)中，饋線自動(dòng)化技術(shù)常見(jiàn)的保護(hù)配置方案主要是由智能控制器、負(fù)荷開關(guān)和斷路器組成的，而主要的設(shè)備有主干線的相應(yīng)設(shè)備、分支線的相應(yīng)設(shè)備和分支線中用戶需要的分界負(fù)荷開關(guān)。

3 故障處理方案

3.1 故障處理原理

3.1.1 發(fā)生短路故障

如果發(fā)生短路故障，變電站中斷路器進(jìn)行保護(hù)性跳閘，3.5 s之后第一次重合閘，柱上負(fù)荷開關(guān)在一側(cè)得電后依次合閘，當(dāng)合閘到達(dá)故障點(diǎn)之后，第二次跳閘。監(jiān)控終端通過(guò)電壓檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行一定的邏輯判斷，對(duì)需要操作的故障部位兩端的負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行閉鎖操作，負(fù)荷開關(guān)再次得電后不會(huì)進(jìn)行合閘操作，但會(huì)在準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)后作相應(yīng)的隔離處理。在變電站的出線斷路器中進(jìn)行第二次重新合閘操作，及時(shí)恢復(fù)供電，將故障對(duì)整個(gè)電路的影響降到最低。

3.1.2 發(fā)生接地故障

發(fā)生單相接地故障時(shí)，10 kV配網(wǎng)系統(tǒng)作為一種比較小的電流配網(wǎng)系統(tǒng)，會(huì)存在一定的零序電壓。這時(shí)，采取傳統(tǒng)的拉線法能夠及時(shí)找出故障線路。在具體操作中，將線路的出口斷路器合上，然后逐級(jí)合閘。這時(shí)，監(jiān)控終端就要發(fā)揮其作用，在檢測(cè)到零序電壓時(shí)將其隔離，然后對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行閉鎖操作，在工序結(jié)束后自動(dòng)合閘，恢復(fù)電力。

3.2 在10 kV配網(wǎng)架空線路中的應(yīng)用

在故障實(shí)例分析中，根據(jù)相關(guān)操作原理，采用構(gòu)建模型的方式進(jìn)行實(shí)例分析。饋線自動(dòng)化構(gòu)建模型如圖1所示。

圖1中，CB是帶有時(shí)限保護(hù)和二次合閘功能的饋線出線斷路器，而FB是帶有時(shí)限保護(hù)功能和二次重合閘工能的主干線分段斷路器，F(xiàn)SW1和FSW2是主干線的分段負(fù)荷開關(guān)，ZB1是帶有時(shí)限保護(hù)和二次合閘功能的分支線分界斷路器，YSW1、YSW2、YSW3是分支線用戶分界負(fù)荷開關(guān)，ZSW1是分支線分界負(fù)荷開關(guān)，LSW是聯(lián)絡(luò)開關(guān)，圓圈是負(fù)荷開關(guān)，方塊是斷路器，黑色填充就是閉合，白色填充表示分閘狀態(tài)。

3.2.1 主干線的分段斷路器電源側(cè)故障

當(dāng)FSW1與FB之間發(fā)生故障時(shí)，CB就會(huì)進(jìn)行跳閘動(dòng)作保護(hù)，然后FSW1、FSW2、ZSW1、YSW1、YSW2、YSW3在失壓后也會(huì)隨之跳閘，緊接著CB會(huì)在5 s之后進(jìn)行重合閘操作，而FSW1也會(huì)延時(shí)合閘。如果故障持續(xù)，則CB再次跳閘，F(xiàn)SW1在失壓后分閘，對(duì)合閘進(jìn)行閉鎖。這時(shí)，CB會(huì)在1 min后進(jìn)行第二次重合閘操作。如果重合成功，那么，故障就解決了。一般情況下，整體的故障處理時(shí)間在1 min左右。

3.2.2 主干線分段斷路器負(fù)荷故障

如果FSW2與ZSW1之間發(fā)生故障，那么，F(xiàn)B會(huì)進(jìn)行保護(hù)性跳閘，F(xiàn)SW2、ZSW1、YSW3會(huì)在失壓后分閘，然后FB會(huì)在5 s之后重新合閘。因?yàn)镕S2一側(cè)有電壓，所以，會(huì)延遲5 s合閘。永久故障會(huì)導(dǎo)致FB再次跳閘，F(xiàn)SW2分閘，然后開始閉鎖合閘，大概60 s之后FB開始二次合閘，故障被成功解決。

3.2.3 分支線分界負(fù)荷開關(guān)的負(fù)荷側(cè)故障

當(dāng)ZSW1與YSW3之間發(fā)生故障，F(xiàn)B保護(hù)動(dòng)作跳閘，F(xiàn)SW2、ZSWI和YSW3在失壓后快速分閘，F(xiàn)B在5 s后重合閘，F(xiàn)SW2一側(cè)有壓，在延時(shí)5 s后合閘。FSW2在3 s后閉鎖分閘，ZSW1一側(cè)有壓，在延時(shí)5 s后合閘。鑒于故障情況，F(xiàn)B再次跳閘，ZSW1分閘并閉鎖合閘，F(xiàn)SW2保持合閘，F(xiàn)B在60 s后第二次重合閘。ZSW1成功隔離故障，隔離故障耗時(shí)約75 s。

3.2.4 分支線分界斷路器的負(fù)荷側(cè)故障

當(dāng)ZB1與YSW1、YSW2之間發(fā)生故障時(shí)，ZB1保護(hù)動(dòng)作跳閘，ZB1在5 s后重合閘。鑒于故障原因，ZB1再次跳閘，并閉鎖合閘，ZB1成功隔離故障，隔離故障耗時(shí)約5 s。

3.2.5 分支線用戶分界負(fù)荷開關(guān)故障

當(dāng)用戶YSW3發(fā)生永久故障，如果是相間短路故障，F(xiàn)B保護(hù)動(dòng)作跳閘，F(xiàn)SW2、ZSW1、YSW3失壓后快速分閘；如果是單相接地故障，則YSW3跳閘隔離故障，其余開關(guān)不動(dòng)作——FB會(huì)在5 s后重合閘；FSW2一側(cè)有壓，在延時(shí)5 s后合閘，F(xiàn)SW2會(huì)在3 s后閉鎖分閘；當(dāng)ZSW1一側(cè)有壓時(shí)，會(huì)在延時(shí)5 s后合閘，在3 s后閉鎖分閘；YSW3一側(cè)有壓，會(huì)在延時(shí)S s后合閘。鑒于故障原因，F(xiàn)B保護(hù)動(dòng)作跳閘，YSW3分閘并閉鎖合閘，F(xiàn)SW2、ZSW1保持合閘。FB在60 s后第二次重合閘。至此，YSW3成功隔離故障，隔離故障耗時(shí)約80 s。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，饋線自動(dòng)化功能在整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它能夠加強(qiáng)對(duì)故障問(wèn)題的定位、分析、判斷和監(jiān)測(cè)，從而隔離故障，維護(hù)配電系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。但是，在實(shí)際操作中，也應(yīng)該注意一些具體的細(xì)節(jié)，比如主干線分段短路器的設(shè)置，饋線出線開關(guān)的安排和故障排除，分段負(fù)荷開關(guān)分閘閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)故障影響的優(yōu)化等。在此過(guò)程中，要求技術(shù)人員要對(duì)饋線自動(dòng)化技術(shù)的工作原理和特征有所認(rèn)識(shí)，具備將理論與實(shí)際情況相結(jié)合的能力，能夠有效解決饋線自動(dòng)化技術(shù)中的難題。本文簡(jiǎn)要探討了10 kV配網(wǎng)架空線路饋線自動(dòng)化的工作原理和保護(hù)配置方案，提出了饋線自動(dòng)化的故障處理方案，以供相關(guān)工作參考，并有效提高饋線自動(dòng)化在10 kV配網(wǎng)架空線路中的運(yùn)用水平。

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〔編輯：白潔〕