1 廣州電力局10kV排擊線路大量采用了SF6柱上開關。這種柱上開關固然能進步配電網的供電可靠性,但它無法判定瞬時性和永久性故障,跳閘后不能自動重合,而各個柱上開關的跳閘電流和時間無法配合,對于瞬時性故障,反而擴大停電范圍,增加客戶停電時間。為了進一步進步配電網的供電可靠性,1999年廣州局引入配電自動化系統,經技術經濟比較,采用配電自動化系統的低級階段——電壓型饋線自動化,并在110kV江村變電站10kV饋線(排擊線)F6試運行(輻射網)。
2 配網自動化系統的基本概念
配電自動化系統是通過自動或手動方式,遙控和監測高壓配電線上的開關設備和線路參數,以便實現自動隔離故障區間,以最佳的方式恢復非故障區域供電,為用戶提供經濟、可靠、不亂的電力供給。
配電自動化系統分三個階段實施:饋線自動化、遙測遙控自動化、計算機輔助配電自動化。
第一階段一般采用電壓型饋線自動化設備,由PVS(柱上真空開關),SPS(電源變壓器)、FDR(故障搜查控制器)、FSI(故障指示器)組成。具有自動隔離故障區間,恢復非故障區域供電的功能。
第二階段在第一階段的基礎上,增加RTU(帶檢測功能的遙控終端單元)和通信設備,實現各柱上開關的監控功能(遙控、遙測、遙信、遙調)。
第三階段在第二階段的基礎上,完善配電自動化調度端,實現配網的全面計算機治理。
第二、第三階段需要有可靠的通信手段支持,這方面投資大,而第一階段投資小,見效快。
3 電壓型饋線自動化
3.1 電壓型饋線自動化設備工作原理及整定
(1)PVS(柱上真空開關)
具有失壓瞬時脫扣功能,并能夠與控制器配合實現自動合閘。
(2)FDR(故障搜查控制器)
PVS的控制元件,有兩個時間參數需要整定。
X時間:真空開關的自動合閘時間,指從柱上開關電源側有壓至該柱上開關合閘的時延。X時間整定范圍:7×N(s),N=1,2,3,…,12。
Y時間:故障檢測時間,指柱上開關合閘后,若在未超過Y時限的時間內又失壓,則該柱上開關分閘并被閉鎖在分閘狀態,待下一次電源側有壓時不再自動重合;若超過Y時限,柱上開關可以進行再一次重合。Y時間整定范圍:5s或10s,現整定為5s。
維持時間:(3.5±0.5)s,供電源故障確認用。
(3)SPS(電源變壓器)
小型干式變壓器,給FDR提供工作電源、PVS提供操縱電源。
(4)FSI(故障指示器)
根據10kV饋線開關的分合時間,判定線路故障范圍。
因為廣州局的110kV變電站都是無人值班站,已實現了監控,可以不安裝FSI。利用監控中記實的10kV饋線第一次重合與第二次跳閘之間的時間,來判定故障區間。
3.2 10kV饋線二次重合閘的工作原理及整定
10kV饋線排擊線一般只要求重合一次,重合時 間整定為1s。為配合電壓型饋線自動化,通過修改微機保護的軟件,實現二次重合閘,詳細如下。
3.2.1 第一次重合閘時間T1
因為FDR維持時間為(3.5±0.5)s,為了保證FDR可靠工作,T1取5s。而且10kV排擊線第一次重合閘成功率在70%以上,T1取5s可以盡快恢復供電。
3.2.2 第二次重合閘時間T2
為了保證10kV饋線發生永久故障,二次重合閘失敗后,10kV饋線開關動作時間范圍在開關額定操縱輪回之內,T2取180s。開關額定操縱輪回:0~0.3s~CO~180s~CO,對于彈簧操縱機構,儲能時間約15s。T2要求大于儲能時間。
3.2.3 第二次重合閘閉鎖時間T3
在第一段(饋線開關至第一臺柱上開關之間)發生故障時,其短路水平很高。為防止大電流對開關及變壓器的沖擊,在第一段發生永久故障時,一次重合失敗后應該閉鎖第二次重合閘。柱上開關最小合閘時間為7s,如饋線在第一次重合后再跳閘的延時小于5s,說明在第一段發生永久故障,應該閉鎖第二次重合閘。故障點在第一個柱上開關以外時,饋線在第一次重合后再跳閘的時間大于7s,不會閉鎖第二次重合閘。T3取5s。
3.2.4 重合閘充電時間T
二次重合成功后,在180s之內,如再發生故障跳閘,饋線開關不再重合,以保證10kV饋線開關動作時間范圍在開關額定操縱輪回之內。T取180s。
另一方面,當兩條支路同時發生永久故障時,會造成10kV饋線三次重合;最靠近永久故障點的柱上開封閉鎖失靈時,會造成10kV饋線無窮次重合。為了防止多次重合,二次重合要求具有閉鎖功能:當二次重合后,閉鎖重合閘,假如饋線開關在合閘狀態(二次重合成功)持續180s(重合閘充電時間)后自動解除重合閘閉鎖,再次投入重合閘。而全線送電時間(10kV饋線開關合閘至最后一臺柱上開關合閘的時間)不能大于重合閘充電時間,避免柱上開封閉鎖失靈時造成無窮次重合。對于輻射網最多安裝25臺柱上開關(180s/7s),對于開環網最多各安裝12臺柱上開關。
3.3 饋線保護重合閘與PVS配合的過程(輻射網)
當10kV饋線故障后,饋線保護動作跳閘,線路失壓,各柱上開關失壓脫扣跳閘。5s后饋線第一次重合,對于瞬時性故障,各柱上開關按靠近電源點的先后次序和X時間合閘。對于永久性故障,如故障點在第一段,饋線保護再一次動作跳閘,第二次重合閘被閉鎖;如故障點不在第一段,各柱上開關依次合閘,當最靠近故障點的柱上開關合閘后,饋線保護再次動作跳閘,各柱上開關失壓脫扣跳閘,最靠近故障點的柱上開關被閉鎖,180s后饋線第二次重合,各柱上開關依次合閘,因為最靠近故障點的柱上開關被閉鎖,故障點被隔離,故障點前的區間恢復送電。調度值班員根據饋線保護第一次重合后再跳閘的延時,迅速判定故障點所在的區間。
10kV架空線配電自動化系統的初步實施
日期:2015-01-01 文章來源:RCCN上海日成 訪問:1641
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