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      基于10kV配網(wǎng)線路的開關(guān)配置和線路保護(hù)定值設(shè)定原則分析

      2016-12-22 17:01梁國(guó)平
      關(guān)鍵詞:時(shí)限重合定值

      梁國(guó)平

      摘要:10kV配網(wǎng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位,在內(nèi)外力的干擾下,配網(wǎng)的安全運(yùn)行勢(shì)必受到影響,影響整個(gè)配電系統(tǒng)的安全配電。對(duì)此可以通過科學(xué)配置開關(guān),同時(shí)進(jìn)行線路保護(hù)定值的設(shè)定來控制不良影響,減少故障發(fā)生概率。文章分析了10kV配網(wǎng)線路開關(guān)配置原則以及線路保護(hù)定值的設(shè)定原則。

      關(guān)鍵詞:10kV配網(wǎng)線路;開關(guān)配置;線路保護(hù)定值;設(shè)定原則;電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      中圖分類號(hào):TM773 文章編號(hào):1009-2374(2016)31-0118-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.059

      以往的配網(wǎng)線路一般通過配置故障指示器來防范配網(wǎng)故障,達(dá)到隔離故障的目的,進(jìn)而定位并及時(shí)解除故障,然而由于配網(wǎng)實(shí)際工作運(yùn)行中面臨著相對(duì)復(fù)雜環(huán)境,容易遭受多種內(nèi)部、外部因素等的影響,對(duì)此則十分有必要安裝配網(wǎng)線路開關(guān),并對(duì)線路保護(hù)進(jìn)行整定,這樣才能控制問題的發(fā)生,為配網(wǎng)的安全工作與運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境,配網(wǎng)線路開關(guān)的設(shè)置以及線路保護(hù)定值的設(shè)定需要遵循科學(xué)的原則,只有積極按照這些原則來配置開關(guān),設(shè)定保護(hù)值才能從根本上緩解配網(wǎng)故障。

      1 10kV配網(wǎng)線路的開關(guān)配置原則

      1.1 安全性原則

      配網(wǎng)線路開關(guān)的配置應(yīng)該將安全放在首位,在遵照配網(wǎng)相關(guān)規(guī)程、規(guī)定的前提下,將配網(wǎng)分段,各段分別對(duì)應(yīng)配置斷路器、負(fù)荷開關(guān)以及刀閘,其中要控制刀閘數(shù)目,因?yàn)槠涫褂弥芷谳^短且運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活,應(yīng)該從優(yōu)選擇負(fù)荷開關(guān)。

      為了確保線路安全、穩(wěn)定地運(yùn)行,除了要在線路本體設(shè)主保護(hù),也要增設(shè)主變壓端的后備保護(hù),這是因?yàn)榕渚W(wǎng)長(zhǎng)度較長(zhǎng),這樣線路尾部故障電流可能相對(duì)微弱,保護(hù)無法及時(shí)發(fā)出動(dòng)作,有必要對(duì)線路實(shí)行雙重化保護(hù),從而提升線路運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)功能。

      由于配網(wǎng)分支線路、末端等可能出現(xiàn)短路問題,為了防范短路威脅,可以將斷路器配置于分支線路,發(fā)揮保護(hù)作用,從而確保高效、及時(shí)地阻斷故障,隔離過電流線路。

      1.2 經(jīng)濟(jì)性原則

      開關(guān)控制裝置是整個(gè)配網(wǎng)線路安全控制的關(guān)鍵,所以配網(wǎng)線路配置中有必要增加對(duì)控制裝置的投入,充分發(fā)揮控制裝置的安全控制與保護(hù)作用,維護(hù)配網(wǎng)線路整體的安全,也就間接減少了配網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)的資金投入,保護(hù)配網(wǎng)安全運(yùn)行也就間接控制了故障問題帶來了的經(jīng)濟(jì)損失,也就提升了配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益,維護(hù)了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

      而且配網(wǎng)運(yùn)行中易受多種條件、多方因素的不良干擾,例如外部環(huán)境條件、系統(tǒng)停電時(shí)間、供電企業(yè)的經(jīng)管能力、配網(wǎng)規(guī)劃等,通過提高控制裝置的質(zhì)量,確保其及時(shí)動(dòng)作,保護(hù)配網(wǎng)安全,才能有效抵御各類不良因素的干擾,從而減少配網(wǎng)運(yùn)維的各項(xiàng)投入,提高配網(wǎng)運(yùn)行效率,保護(hù)配網(wǎng)安全。

      2 10kV配網(wǎng)線路保護(hù)定值設(shè)定的原則分析

      2.1 保護(hù)整定的總體原則

      10kV配網(wǎng)線路保護(hù)整定從整體上應(yīng)該本著選擇性、靈活性、高效性、安全性等基礎(chǔ)原則,需要嚴(yán)格依照上一級(jí)配網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行整定的具體規(guī)定和要求來進(jìn)行整定,立足于整體來保護(hù)主網(wǎng)的安全,實(shí)際整定中遇到個(gè)別問題、特殊故障時(shí),可以選擇性地放棄一部分保護(hù),對(duì)應(yīng)引入重合閘、備自投等設(shè)備來發(fā)揮補(bǔ)救功能。配網(wǎng)線路保護(hù)整定過程中要重點(diǎn)保護(hù)一些大型客戶、重要客戶的穩(wěn)定用電,而且要盡量確保各項(xiàng)電氣設(shè)備、電力線路安全、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。

      配網(wǎng)線路保護(hù)定值設(shè)定也要嚴(yán)格依照特定的規(guī)程和規(guī)范,例如GB 14285中關(guān)于繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置等的相關(guān)規(guī)定。

      如果將斷路器安裝于配網(wǎng)出線端,要確保其能有效發(fā)揮以下關(guān)鍵作用,如三段式相間定時(shí)限過流保護(hù),過負(fù)荷保護(hù),三相一次重合閘、低頻減載等。

      2.2 線路保護(hù)定值整定的計(jì)算方法

      實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中難免發(fā)生短路故障,產(chǎn)生極具危害性的短路電流,此時(shí)系統(tǒng)的相與相、相與地之間則可能出現(xiàn)了故障性鏈接,其中會(huì)產(chǎn)生過電流,該電流數(shù)值較大,已經(jīng)超出了設(shè)定的額定電流,具體的短路電流大小也和短路點(diǎn)與電源之間的距離有關(guān),對(duì)于一些大型電網(wǎng)系統(tǒng),此短路電流最高達(dá)到幾萬(wàn)安,難免會(huì)對(duì)配網(wǎng)的安全造成威脅。

      3 10kV配網(wǎng)主線路智能斷路器保護(hù)的設(shè)定

      3.1 限時(shí)電流速斷保護(hù)

      這主要包括電流、時(shí)間等的整定,其中時(shí)間的設(shè)定需要遵循以下思路:

      第一,如果配網(wǎng)線路中只配置一只斷路器,為了達(dá)到同分線斷路器保護(hù)相互協(xié)調(diào)、有效配合的目標(biāo),應(yīng)該將該斷路器的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定為0。

      第二,如果整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中配置了2個(gè)或多個(gè)智能斷路器,而且此供電線路形狀為輻射狀,就需調(diào)整時(shí)限整定,自電源端計(jì)算,首個(gè)斷路器保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定:50ms,接下來的余下斷路器則可以將保護(hù)動(dòng)作時(shí)限設(shè)置成:0ms。具體見圖1所示:

      當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為輻射式時(shí),CB是出線斷路器,隨后的K1至K3則是主線路中的分段式斷路器,具體的時(shí)限整定過程中,CB的時(shí)限整定設(shè)為:0.1s,K1則應(yīng)整定成:50ms,相反,隨后的K2、K3的時(shí)限則適合整定成:0ms。

      相反,假設(shè)此供電線路屬于雙電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),常規(guī)工作狀態(tài)下,則應(yīng)斷開聯(lián)絡(luò)開關(guān),此時(shí)就不能再自電源端進(jìn)行整定,而是應(yīng)該將接近電源的首個(gè)斷路器進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作時(shí)限設(shè)置,具體為:50ms,同樣余下的則統(tǒng)一整定為:0ms。如果某一電源出現(xiàn)斷電時(shí)間較長(zhǎng),就有必要對(duì)接近電源的首個(gè)斷路器保護(hù)時(shí)限進(jìn)行重新整定,使其變?yōu)?ms。具體見圖2所示:

      圖2的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要為雙電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),實(shí)際的保護(hù)整定則需要以上方的輻射狀電網(wǎng)為參照,如果發(fā)生轉(zhuǎn)供電現(xiàn)象,也就是出線斷路器從CB變成CB′,這一過程耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間,就需要對(duì)K9開關(guān)保護(hù)進(jìn)行重新整定,變成50ms,對(duì)應(yīng)的K7時(shí)限調(diào)整為0ms。

      3.2 定時(shí)限過流保護(hù)

      同樣涉及電流定值的整定與時(shí)限的整定,其中電流定值應(yīng)該利用以下公式計(jì)算:

      IDZm=KkIfK/Kfh

      實(shí)際的電流值整定過程中既要運(yùn)用此公式,又要注意同此線路中的下級(jí)開關(guān)過流保護(hù)定值協(xié)調(diào)一致。

      時(shí)間的整定同樣還是要按照供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來對(duì)應(yīng)整定,如果是輻射狀結(jié)構(gòu),就要自電源端開始計(jì)算,按照斷路器所在次序、位置等來利用下列公式計(jì)算出時(shí)限整定值:

      T=TDZm-nΔT

      式中:ΔT為0.1s;TDZm為變電站出線過流段的時(shí)間定值。

      如果此供電網(wǎng)絡(luò)為雙電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),常規(guī)狀態(tài)下,聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開,則斷路器保護(hù)時(shí)限整定需要參照輻射狀結(jié)構(gòu)的整定原則來進(jìn)行,如果其中某個(gè)電源長(zhǎng)期斷電,5天以上就要再次計(jì)算與調(diào)節(jié)保護(hù)定值,從而達(dá)到不同等級(jí)斷路器之間的協(xié)調(diào)配合。

      3.3 重合閘的時(shí)限整定

      如果是三相一次重合閘,其重合的時(shí)限整定可以達(dá)到23s,如果是電壓式重合閘,則適合選擇三相二次重合閘,對(duì)應(yīng)的重合閘時(shí)間分兩次進(jìn)行整定,第一次依然遵照三相一次的時(shí)間,即:23s,對(duì)應(yīng)的第二次重合閘時(shí)間則應(yīng)適度縮短,小于23s。而且在這一過程中也要將開關(guān)前后閉合之間的時(shí)間納入考慮范圍,實(shí)際的重合閘充電時(shí)間需要結(jié)合柱上開關(guān)的具體數(shù)量來進(jìn)行綜合分析、科學(xué)整定,力爭(zhēng)達(dá)到當(dāng)線路末尾出現(xiàn)問題時(shí),各個(gè)開關(guān)都能及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)出動(dòng)作,本著這一目標(biāo)來進(jìn)行

      整定。

      4 結(jié)語(yǔ)

      10kV配網(wǎng)線路的開關(guān)配置與保護(hù)值整定必須按照科學(xué)的原則進(jìn)行,通過合理配置開關(guān),設(shè)定保護(hù)值,才能有效防范配網(wǎng)故障和問題,維護(hù)配網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn),控制配網(wǎng)的安裝成本,減少故障發(fā)生的概率,為配網(wǎng)創(chuàng)造一個(gè)安全工作環(huán)境,提高配網(wǎng)工作效率。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 謝萬(wàn)濤.10kV線路分段開關(guān)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及改 進(jìn)措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2012,(26).

      [2] 蔣玉萍,金海東.10kV配網(wǎng)開關(guān)設(shè)備配置探討[J].西 北電力技術(shù),2012,(4).

      [3] 劉巍.變電站站址優(yōu)化與配網(wǎng)開關(guān)優(yōu)化配置的研究 [D].鄭州大學(xué),2012.

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