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10kV電網故障判斷技術方案設計
發布時間:2016-04-14
10kV電網故障判斷技術方案設計
一.概述
在農村配電系統中,以架空配電線路為主,配網網絡結構是環形接線開環運行。農村配電網電力負荷分散,負荷密度小,配電線路較長,還有很長的分支線路。 陜西泰開電氣設備有限公司針對農村配電網的特點,選擇經濟實用的配電網饋線自動化模式十分重要。我國原來的配電網大多采用放射型供電。這種供電方式已不能適應社會經濟發展和滿足用戶供電質量要求,因為一旦在某一點出現線路故障,便會導致整條線路停電,并且由于無法迅速確定故障點而使停電檢修時間過長,大大降低了供電的可靠性。為了提高整個電力系統的可靠性,選擇一種符合我國電力行業的實際情況,既有較高可靠性又有較好經濟性的配電方式.很多地方采用常州市電子研究所研發的CDA901重合器應用于放射型供電方式中.來實現故障隔離,從而可大大提高配網供電的可靠性。 
二.饋線故障的定位、隔離及恢復供電模式分析
a.配電網自動化主要包括變電站自動化和饋線自動化。在配電網中由饋線引起的停電時有發生,故障發生后,如何盡快恢復供電是饋線自動化的一項重要內容。實際上,配電自動化最根本的任務也就是在最短的時間內完成對故障的定位、隔離和恢復供電。它們的發展可分為3個階段:
(1)用裝設在線路上的故障指示器,由人員查找故障點,利用柱上開關人工隔離故障區段,恢復正常區段的供電。該方式的停電時間長,恢復供電慢。
(2)利用智能化開關設備(如重合器、分段器等),通過它們之間的相互配合,實現故障的就地自動隔離和恢復供電。該方式的自動化水平較高,無需通信就可實現控制功能,成本較低。缺點是開關設備需要增加合、分動作的次數才能完成故障的隔離和恢復供電。
(3)將開關設備和饋線終端單元(FTU)集成為具有數據采集、傳輸、控制功能的智能型裝置,并與計算機控制中心進行實時通信,由控制中心以遙控方式集中控制。該方式采用先進的計算機技術和通信技術,可一次性完成故障的定位、隔離和恢復供電,避免短路電流對線路和設備的多次沖擊。存在的主要缺點是:要依賴于通信,結構復雜,影響配電系統可靠性的因素較多。
b.配電網饋線自動化的目的是提高供電的可靠性,所以系統的功能固然重要,但其自身的運行可靠性和經濟性則是電力部門最關心的問題。因此,相對而言,以上3種模式中的第二種模式最為符合我國電力行業的實際情況。其主要特點是:
(a)可利用重合器本身切斷故障電流,實現故障就地隔離,縮小停電范圍;
(b)無需通信手段,可利用重合器多次重合以及保護動作時間的相互配合,實現故障的自動定位、隔離和恢復供電;
(c)可直接從電網上獲取電源,不需要外加不間斷電源;
(d)對過電壓、雷電、高頻信號及強磁場的抗干擾能力強,可靠性高;
(e)增加通信設備可很容易升級到上述第3種模式,使配電網自動化分步進行。
三.現簡述兩種故障隔離方式,以供參考:
 以CDA901重合器為主構成的配電模式中,又可以分成2種方式:重合器分斷模式、采用CDA901重合器+GPRS通訊方式。它們各有優缺點,具體分析如下。
(1)重合器分斷模式的配電模式。
  特點:無需通信設備,由CDA901重合器對線路進行分段,經重合器的多次重合,實現故障自動隔離,投資少,易于配合。
  缺點:隔離故障需要多次重合,增加了對系統的沖擊次數;隔離故障時會波及非故障區段,造成非故障區段的停電;饋線越長,分段越多,逐級延時時間越長,從而使恢復供電所需時間也越長。  系統接線如圖1所示。

下面分別以線路中區段b發生瞬時性故障和永久性故障來說明兩種模式的工作過程:

假設設定T1<T2,在區段b發生瞬時性故障時。QQ2延時T1后分閘,QO1’~QO2’所設定的延時大于T1不分閘,因此當QQ2重合閘后,QO1~QO2仍不分閘動作,處于合閘狀態。這樣,QQ2就可以在T1(0.5s)內切除瞬時性故障,避免了分段器的逐級延時,大大減少了發生瞬時性故障時的停電時間。
  假設在區段b發生永久性故障。QQ2經一次重合后分閘閉鎖,實現了故障隔離。故障發生后,QQ2很容易被發現,并快速維修。如果在這個過程中,c段又發生故障或者QO2'未完成合閘閉鎖(這種情況出現的概率極小),則QO2'合閘后檢測到故障又跳閘,在第一次重合閘后實現故障的隔離和供電恢復。所以,無論在哪種情況下,這種配電模式都可以避免線路段的停電。也就是說,在隔離故障區段時不會波及非故障線路,不會造成非故障線路段的無謂停電。發生故障后,在線路上重合器和分段器動作的同時,裝設在變電站內部的故障定位器根據各開關設備的動作時間配合,可迅速地確定出故障區段的準確位置,以便進行檢修。
(2)采用CDA901重合器+GPRS通訊方式的配電模式。
特點:需配備通信設備,利用重合器本身切斷故障電流,實現饋線故障就地自動隔離,通過調度室的查看能快速定位故障點,避免了因某段故障導致全線路停電的情況,同時減少了出線開關的動作次數。
  缺點:投資大, 
其連接方式與圖一相同,不同的是每臺 CDA901重合器加上一個GPRS通訊功能,把故障數據上傳以方便判斷定位故障點,這樣更直觀,更快速,并且T1,T2,無須保證T1<T2的要求
四. CDA901重合器的特點:
1)帶UPS功能
   具備UPS功能:交流失電可合分50次以上,保證48小時內正常工作。
2)定時限保護功能
定時限保護方式按照傳統的三段式電流保護方式(速斷、限時速斷、過流)進行,合理配合整定可及時有效的對線路故障進行隔離,減小事故的影響范圍。
3)反時限保護功能
反時限保護是按照固定的熔絲曲線進行保護(曲線按國家標準的熔絲曲線)
4)重合閘功能
可以按照事先整定的次數進行多次(0-3)重合閘功能。
5)手合遇故障功能
手動合閘時,出現故障,控制器立即斷開閉鎖不進行重合閘。
6)防涌流功能
我們在控制器里面增加了防涌流的功能,并且涌流時間可調。 
7)操作功能
重合器控制器提供了控制器面板操作功能,遙控器操作分、合閘功能以及遠方控制、遠程主機操作功能。
8)液晶顯示功能
    為產品現場的整定、設置、查看提供直觀的各種參數。
9)事件記錄功能
可記錄最近的256條事件 。
10)備用電源自動管理功能
為節約備用電源,在沒有外部電源的情況下5分鐘后自動關閉蓄電池電源,需要使用時可恢復;來電后自動恢復。
五.系統設計依據
為保證系統方案設計的科學合理,本方案設計依據下列規范進行:
《安全防范工程程序與要求》 GA/T75-94
《安全防范系統通用圖形符號》 GA/T74-94
《安全防范工程費用概預算編制辦法》 GA/T70-94
《外殼防護等級》    GB 4208-1993
《運動終端通用技術條件》GB/T13729-1992
《遠動設備和系統》GB/T15153.1-1998
《電磁兼容試驗和測量技術》GB/T17626.4-1998
《交流采樣遠動終端技術條件》DL/T630-1997
《遠動設備及系統》第5部分:傳輸標準DL/T634-1997
《配電網自動化系統遠方終端》DL/T721-2000
《交流高壓自動重合器》JB 7570-94
《包裝儲運圖示標志》GB 191-92
六.方案實施的注意事項:
1)CDA901重合器要求PT供電,并需要三相都配有CT,以計算零序電流.
2)電子控制器是電子元件構成的,運行中隨年限的增加有不同程度的老化,影響正常運行,運行7~8年后,要對電子控制器進行試驗。
3)每2-3年需檢測控制器的蓄電池,以確保蓄電池性能完好.
 從上面的分析可以看出,這種配電方式雖然無法一次性完成對故障的定位、隔離和恢復供電,但是它可以快速切除瞬時性故障;在發生永久性故障時,可以同時完成對故障區段兩端的閉鎖,縮短了停電面積,減少了短路電流對線路的沖擊次數。完全依賴于線路中的智能化開關設備就地完成對故障的定位、隔離和恢復供電,簡化了配電系統的結構,也使影響可靠性的因素大大減少;并且這些智能化開關設備都留有通信接口,如有必要,可以方便地加上通信功能,使該配電網饋線自動化達到更高的水平。經工程實踐證明該模式簡單、經濟、可操作性強、是農村配電網饋線自動化的一種實用方案,較適合環形狀縣級農村10 kV配電網。

關鍵詞:10kV電網故障判斷技術方案設計
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