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10kV电网故障判断技术方案设计
发布时间:2016-04-14
10kV电网故障判断技术方案设计
一.概述
在农村配电系统中,以架空配电线路为主,配网网络结构是环形接线开环运行。农村配电网电力负荷分散,负荷密度小,配电线路较长,还有很长的分支线路。 陕西泰开电气设备有限公司针对农村配电网的特点,选择经济实用的配电网馈线自动化模式十分重要。我国原来的配电网大多采用放射型供电。这种供电方式已不能适应社会经济发展和满足用户供电质量要求,因为一旦在某一点出现线路故障,便会导致整条线路停电,并且由于无法迅速确定故障点而使停电检修时间过长,大大降低了供电的可靠性。为了提高整个电力系统的可靠性,选择一种符合我国电力行业的实际情况,既有较高可靠性又有较好经济性的配电方式.很多地方采用常州市电子研究所研发的CDA901重合器应用于放射型供电方式中.来实现故障隔离,从而可大大提高配网供电的可靠性。 
二.馈线故障的定位、隔离及恢复供电模式分析
a.配电网自动化主要包括变电站自动化和馈线自动化。在配电网中由馈线引起的停电时有发生,故障发生后,如何尽快恢复供电是馈线自动化的一项重要内容。实际上,配电自动化最根本的任务也就是在最短的时间内完成对故障的定位、隔离和恢复供电。它们的发展可分为3个阶段:
(1)用装设在线路上的故障指示器,由人员查找故障点,利用柱上开关人工隔离故障区段,恢复正常区段的供电。该方式的停电时间长,恢复供电慢。
(2)利用智能化开关设备(如重合器、分段器等),通过它们之间的相互配合,实现故障的就地自动隔离和恢复供电。该方式的自动化水平较高,无需通信就可实现控制功能,成本较低。缺点是开关设备需要增加合、分动作的次数才能完成故障的隔离和恢复供电。
(3)将开关设备和馈线终端单元(FTU)集成为具有数据采集、传输、控制功能的智能型装置,并与计算机控制中心进行实时通信,由控制中心以遥控方式集中控制。该方式采用先进的计算机技术和通信技术,可一次性完成故障的定位、隔离和恢复供电,避免短路电流对线路和设备的多次冲击。存在的主要缺点是:要依赖于通信,结构复杂,影响配电系统可靠性的因素较多。
b.配电网馈线自动化的目的是提高供电的可靠性,所以系统的功能固然重要,但其自身的运行可靠性和经济性则是电力部门最关心的问题。因此,相对而言,以上3种模式中的第二种模式最为符合我国电力行业的实际情况。其主要特点是:
(a)可利用重合器本身切断故障电流,实现故障就地隔离,缩小停电范围;
(b)无需通信手段,可利用重合器多次重合以及保护动作时间的相互配合,实现故障的自动定位、隔离和恢复供电;
(c)可直接从电网上获取电源,不需要外加不间断电源;
(d)对过电压、雷电、高频信号及强磁场的抗干扰能力强,可靠性高;
(e)增加通信设备可很容易升级到上述第3种模式,使配电网自动化分步进行。
三.现简述两种故障隔离方式,以供参考:
 以CDA901重合器为主构成的配电模式中,又可以分成2种方式:重合器分断模式、采用CDA901重合器+GPRS通讯方式。它们各有优缺点,具体分析如下。
(1)重合器分断模式的配电模式。
  特点:无需通信设备,由CDA901重合器对线路进行分段,经重合器的多次重合,实现故障自动隔离,投资少,易于配合。
  缺点:隔离故障需要多次重合,增加了对系统的冲击次数;隔离故障时会波及非故障区段,造成非故障区段的停电;馈线越长,分段越多,逐级延时时间越长,从而使恢复供电所需时间也越长。  系统接线如图1所示。

下面分别以线路中区段b发生瞬时性故障和永久性故障来说明两种模式的工作过程:

假设设定T1<T2,在区段b发生瞬时性故障时。QQ2延时T1后分闸,QO1’~QO2’所设定的延时大于T1不分闸,因此当QQ2重合闸后,QO1~QO2仍不分闸动作,处于合闸状态。这样,QQ2就可以在T1(0.5s)内切除瞬时性故障,避免了分段器的逐级延时,大大减少了发生瞬时性故障时的停电时间。
  假设在区段b发生永久性故障。QQ2经一次重合后分闸闭锁,实现了故障隔离。故障发生后,QQ2很容易被发现,并快速维修。如果在这个过程中,c段又发生故障或者QO2'未完成合闸闭锁(这种情况出现的概率极小),则QO2'合闸后检测到故障又跳闸,在第一次重合闸后实现故障的隔离和供电恢复。所以,无论在哪种情况下,这种配电模式都可以避免线路段的停电。也就是说,在隔离故障区段时不会波及非故障线路,不会造成非故障线路段的无谓停电。发生故障后,在线路上重合器和分段器动作的同时,装设在变电站内部的故障定位器根据各开关设备的动作时间配合,可迅速地确定出故障区段的准确位置,以便进行检修。
(2)采用CDA901重合器+GPRS通讯方式的配电模式。
特点:需配备通信设备,利用重合器本身切断故障电流,实现馈线故障就地自动隔离,通过调度室的查看能快速定位故障点,避免了因某段故障导致全线路停电的情况,同时减少了出线开关的动作次数。
  缺点:投资大, 
其连接方式与图一相同,不同的是每台 CDA901重合器加上一个GPRS通讯功能,把故障数据上传以方便判断定位故障点,这样更直观,更快速,并且T1,T2,无须保证T1<T2的要求
四. CDA901重合器的特点:
1)带UPS功能
   具备UPS功能:交流失电可合分50次以上,保证48小时内正常工作。
2)定时限保护功能
定时限保护方式按照传统的三段式电流保护方式(速断、限时速断、过流)进行,合理配合整定可及时有效的对线路故障进行隔离,减小事故的影响范围。
3)反时限保护功能
反时限保护是按照固定的熔丝曲线进行保护(曲线按国家标准的熔丝曲线)
4)重合闸功能
可以按照事先整定的次数进行多次(0-3)重合闸功能。
5)手合遇故障功能
手动合闸时,出现故障,控制器立即断开闭锁不进行重合闸。
6)防涌流功能
我们在控制器里面增加了防涌流的功能,并且涌流时间可调。 
7)操作功能
重合器控制器提供了控制器面板操作功能,遥控器操作分、合闸功能以及远方控制、远程主机操作功能。
8)液晶显示功能
    为产品现场的整定、设置、查看提供直观的各种参数。
9)事件记录功能
可记录最近的256条事件 。
10)备用电源自动管理功能
为节约备用电源,在没有外部电源的情况下5分钟后自动关闭蓄电池电源,需要使用时可恢复;来电后自动恢复。
五.系统设计依据
为保证系统方案设计的科学合理,本方案设计依据下列规范进行:
《安全防范工程程序与要求》 GA/T75-94
《安全防范系统通用图形符号》 GA/T74-94
《安全防范工程费用概预算编制办法》 GA/T70-94
《外壳防护等级》    GB 4208-1993
《运动终端通用技术条件》GB/T13729-1992
《远动设备和系统》GB/T15153.1-1998
《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626.4-1998
《交流采样远动终端技术条件》DL/T630-1997
《远动设备及系统》第5部分:传输标准DL/T634-1997
《配电网自动化系统远方终端》DL/T721-2000
《交流高压自动重合器》JB 7570-94
《包装储运图示标志》GB 191-92
六.方案实施的注意事项:
1)CDA901重合器要求PT供电,并需要三相都配有CT,以计算零序电流.
2)电子控制器是电子元件构成的,运行中随年限的增加有不同程度的老化,影响正常运行,运行7~8年后,要对电子控制器进行试验。
3)每2-3年需检测控制器的蓄电池,以确保蓄电池性能完好.
 从上面的分析可以看出,这种配电方式虽然无法一次性完成对故障的定位、隔离和恢复供电,但是它可以快速切除瞬时性故障;在发生永久性故障时,可以同时完成对故障区段两端的闭锁,缩短了停电面积,减少了短路电流对线路的冲击次数。完全依赖于线路中的智能化开关设备就地完成对故障的定位、隔离和恢复供电,简化了配电系统的结构,也使影响可靠性的因素大大减少;并且这些智能化开关设备都留有通信接口,如有必要,可以方便地加上通信功能,使该配电网馈线自动化达到更高的水平。经工程实践证明该模式简单、经济、可操作性强、是农村配电网馈线自动化的一种实用方案,较适合环形状县级农村10 kV配电网。

关键词:10kV电网故障判断技术方案设计
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