线路开关（共8篇）
线路开关 篇1
1 故障简述及故障前设备运行状况
某220kV变电站线路开关发生A相单相跳闸事故;线路PSL-603GC、RCS-931BM型保护重合闸正确动作, 重合成功。
现场检查一次设备未见异常;对侧线路保护未动作, 设备正常。
故障当日线路RCS-931BM型微机保护 (所有出口压板、光纤远跳压板、光纤纵差保护) 退出运行, 进行保护改定值工作, PSL-603GC保护正常运行。
2 保护动作及录波情况
在本次事故过程中, 线路两套保护重合闸均正确动作, 在发生单相跳闸后重合成功。
保护动作情况。
线路开关发生A相单相跳闸后, 重合闸最快804ms动作, 901ms开关重合成功。
保护动作报告 (如表1) 。
3 事故后现场检查分析
3.1 兆常Ⅱ线保护配置情况
线路保护的基本配置:
保护1:南京南瑞RCS-931BM+CZX-1 2 R。
保护2:南自PSL-603GC+FCX-12HP (F C X-1 2 H P仅使用电压切换功能, 不使用操作箱回路) 。
3.2 现场检查故障基本情况
线路RCS-931BM、PSL-603GC型保护分别停运改定值工作。工作负责人带领工作班成员进行RCS-931BM型保护改定值工作, 故障时刻正在进行保护改定值后定值打印及压板电位测试工作, 开关发生A相跳闸后, 保护班组随即停止工作, 离开保护室。现场检查情况。
(1) CZX-12R型操作箱显示第一组操作回路“TA”灯点亮; (注:RCS-931BM型微机保护动作出口对应于264操作箱第一组跳闸回路) 。
(2) RCS-931BM型微机保护“CH”灯点亮, 本保护正在进行保护改定值工作, 重合闸出口压板退出。
(3) PSL-603GC型微机保护“CH”灯点亮, 重合闸正确出口, 264 A相开关重合成功。
(4) 站内监控机显示站内此时无直流接地及其他异常信号发出。
3.3 现场事故调查基本情况
针对现场故障基本情况, 进行线路A相开关跳闸的事故分析。
(1) 检查监控机报文, 开关跳闸前后, 其保护装置未发异常告警信号, 亦无直流接地信号。
将RCS-931BM型微机整定后内部定值单与正式定值单进行核对, 定值正确, 排除了由于输入定值错误而导致的保护异常出口情况。
(2) 在征得中调同意后, 在开关运行情况下, 模拟133A跳闸端子接地, 即:现场使用的FLUKE型万用表在欧姆档位置用测试线的一端对地, 另一端对保护跳A压板上口进行测量, 多次间隔进行短时接地试验, 未出直流接地, 开关未出现跳闸现象。
为进一步查明事故原因, 现场申请线路停电, 对RCS-931BM型保护装置外回路及CZX-12R型操作箱进行整体绝缘检查, 测试记录 (如表2、表3)
经过现场检查测试, CZX-12R型操作箱各接点回路正常, RCS-931BM型微机跳闸回路与控制、保护、信号电源之间绝缘良好, 对地绝缘良好, 未见异常。
3.4 站内直流系统基本情况介绍
采用GYM-V型直流接地选线监测仪, 利用平衡桥及不平衡桥相结合的原理, 检测母线对地绝缘状态。
(1) 正极绝缘降低而负极绝缘良好时:得出U->U+, 而当正极直接接地时正极对地短接即:R+=0, 此时, 平衡电桥被破坏, 系统进入不平衡检测, 直流系统绝缘检测装置K+接点吸合, 投入R0电阻 (60k) , 则:U+=0V, 由于电源电压保持不变、所以U-=220V, 负极对地电压直接上升为母线电压。
(2) 同理:负极绝缘降低时, U+>U-, 而当负极直接接地时, 负极对地短接, 直流系统绝缘检测装置K-接点吸合, 投入R‘0电阻 (60 k) , 则:U-=0 V, U+=220V, 正极对地电压直接上升为母线电压。
绝缘检测装置进行不平衡检测时的以上两种情况, 巡检过程中会同时进行两段直流电压正、负极的不平衡检测, 变换存在一个缓慢的中间变化过程。
4 原因分析
保护工作人员进行线路保护改定值工作, 在使用万用表测试压板电位操作过程中, 万用表由于长时间开启而自动屏蔽电源, 在其操作重新开机切换档位时, 万用表档位短时切过至“低电阻”档位, 造成跳闸回路的一点接地。
由于变电站控制电缆在电场中的分布, 其电缆结构、长度等因素致使其直流回路对地形成较大的分布电容, 分布电容若对防跳继电器TBJ放电, 尽管跳闸线圈TQ启动电流较大, 但放电电流若满足T B J电流圈动作电流要求, 则会导致跳闸回路接通, 发生事故跳闸。由于直流接地选线监测仪定时启动检测直流系统绝缘情况时, 直流母线电位存在缓慢的电位过渡过程 (直流母线对地电压在110V～0V～220V范围变化) , 直流母线对地电容随之发生变化, 同时保护人员工作时, 人为造成跳闸回路短时单点直流接地, 导致分布电容对防跳继电器TBJ作用, 由于防跳继电器TBJ对分布电容抗干扰能力不足, 因此导致跳闸回路接通, 进而发生跳闸。
5 结语
本次线路A相开关无故障掉闸后的原因为:保护人员测量压板电位时由于万用表切换档位错误引发开关A相跳闸回路直流接地, 直流系统绝缘巡检引起对地分布电容对跳闸回路放电, 从而导致开关误跳。
事故主要诱因为:
(1) 现场工作人员在压板电位测量时使用万用表时的不规范操作, 引发了直流接地, 进而促成了事故跳闸的条件, 导致开关的无故障掉闸。
(2) 直流绝缘监测装置在进行直流巡检时, 直流母线存在一个缓慢的电位变换过程, 跳闸回路一点接地时会造成分布电容对防跳继电器TBJ放电, 当防跳继电器TBJ抗干扰能力不足时, 必然会导致防跳继电器TBJ动作, 导致跳闸回路接通, 发生跳闸。
摘要：本文针对某220kV变电站一线路开关跳闸故障分析, 通过对故障现场设备运行状况的检查, 得出本次线路A相开关无故障掉闸后的原因为:保护人员测量压板电位时由于万用表切换档位错误引发开关A相跳闸回路直流接地, 直流系统绝缘巡检引起对地分布电容对跳闸回路放电, 从而导致开关误跳。
关键词：跳闸,保护定值,绝缘检测,分布电容
线路开关 篇2
关键词：配电线路；隔离开关；10kV配电网；问题；分析
电力系统的复杂性在于其构成元件非常多，主要包含有：用电设备、变压器及发电机等设备共同构成。10kV配电网在电力系统中占有一定位置，其主要方向是发展10kV配电线路的带电作业，因此要加强对配电网建设，采取有效措施提高供电的安全性和可靠性。
一、带负荷带电作业的方案和方法、适用范围
1.带负荷带电作业的方案和方法
根据带负荷10kV配电网更换隔离开关分析，其隔离开关经常在电路中使用，对于项目中的作业应采取先进绝缘手套直接作业方法。
在人员的准备上，应至少配备七位共组人员，包括工作负责人、监护人、斗内监护、斗内工作人员、地面电工等。
需要准备相关的绝缘工具包含有：绝缘斗臂车、绝缘绳、绝缘毯、导线、绝缘服和各种工具和材料，这些工具应放置在专业工具箱内，同时在运出之前要进行绝缘电阻的相关测试工作。
2.带负荷带电作业的适用范围
其适用的范围在10kV线路中垂直排列、水平排列的杆塔等各种更换隔离开关的相关作业。在开展项目作业前要做好准备工作，对隔离开关的损伤情况及相关位置、杆塔型式及工作的有关环境，应进行勘察分析。按照实际分析，对带电作业进行判定，确定相关作业的危险点及采取的措施和方法。
按照具体的勘察结果进行申报工作计划，并填写带电作业指导书及危险源的点票，不可涂抹或任意更改，最后签发并生效。
二、负荷下10kV配电网线路更换隔离开关的操作步骤分析
1.负荷下10kV配电网线路更换隔离开关的操作步骤
首先，在进入现场后应按照相关标准化的作业指导进行操作，有关工作负责人对作业的线路进行负责，检查相关作业的环境和区域线路，经许可之后再开始工作。
然后，所有作业人员中由负责人宣读工作票后，再进行作业交底工作，对作业的方案及布置的任务做出分工，确认好危险源及做好相关的预防措施，由工作人员进行确认并进行签字。
2.负荷下10kV配电网线路更换隔离开关的注意事项
（1）在现场作业中，应设置好附近的围栏，系好警示带，非工作人员不可进入现场。将绝缘工具及有关材料放到防潮布上，检查隔离好开关，测试隔离开关的性能，同时再涂抹润滑剂。
（2）在检查绝缘斗臂车的车况是否正常后，先测试操作再将车辆升降并悬空，对液压及回转和伸缩系统进行确认，保证相关装置都可靠、安全。
（3）工作人员将绝缘用品穿戴好，带上工具进入绝缘斗内，并系好安全带。在工作的过程上，如果上升时，对有可能触及带电部件的情况应加强绝缘的遮蔽。在工作斗升到一定位置后，需对身旁附近导线安装遮蔽罩，并将遮蔽罩进行下方开口并固定好，避免出现松脱等不良情况。
（4）按照先带电体后地体的方式，根据从低到高、从近到远的方式进行遮蔽后，再遮蔽三相导线，对绝缘子和隔离开关及连接的构件和电杆都要进行有效的遮蔽。对于隔离挡板一定要装置在鳄梨开关和电杆之间。将两相隔离的开关引线进行科学拆除，同时再将引线进行固定并加强遮蔽。
（5）在配电网检修负荷转移方面，应事先确定好方案，相关检修人员给出负荷转移方案。在进行负荷转移时，要注意一些原则，要满足配单网的潮流约束的前提下，同时配电网的负荷在运行受到约束的时候，可运用开关操作，实现负荷转移。如果失电区含有分布式发电，而且还有联络开关和其他的相关馈线进行连接，那么就要按照分布式发电的其他类型进行选择，然后进行负荷转移。
3.负荷下10kV配电网线路更换隔离开关的常用方法
（1）为满足人们的日常生活需要，避免由于断电而对人们的生产和生活造成影响，通常都采用带电工作的，隔离开关的更换作业。同时这也是为了电力企业的经济利益，减少断电带来的损失，避免由于更换隔离开关而导致的其它影響。
（2）采用利用转移负荷的方式进行，利用现场勘查的方式，选择绝缘引流线，然后将隔离开关的引线进行拆除，从而进行调换隔离开关，并最后拆除有关绝缘引流线。
三、配电线路更换隔离开关的安全措施和相关注意的问题
（1）在工作的前期阶段，应做好准备工作，对调度进行申请停用重合闸，做出明确的线路跳闸，不能强送电工作。
（2）带电作业时，应选择好天气，如果遇到雨雪、雷雨天气，应避免进行带电作业。尤其是在风力较大的情况下，湿度达到80%以上，应禁止带电作业。
（3）在群众稠密的地方，要充分注意到过往的行人和车辆，采取科学的预防措施。工作中的绝缘斗一定不要熄火，在作业的过程中，其绝缘臂的长度要求在1m以上。
（4）斗内的监护人员及斗内工作人员不可互换工作，应加强自身的工作和责任，进行辅助性的工作。在多辆绝缘车同时工作时，在交叉点只可一辆车进行工作，应有监护人员进行操作和安排。如果有交叉性的跨越工作，应加强安全距离，同时对斗内的监护人进行安全监护。
（5）绝缘措施方面，工作人员应穿好绝缘服，严格使用绝缘用品，保证工作过程中无漏电现象。同时在作业前，做好绝缘遮蔽措施，身体不可碰到带电体，在遮蔽工具间的搭接处要保证足够的距离重叠，重叠的距离要大于20cm。
带负荷10kV配电线路在更换隔离开关时，应保证安全操作和科学更换工作。在不间断供电的过程中，有效解决用户的需求，保证用户和设备以及供电等多方面的需求，使配电网供电的效率有所提高。
参考文献：
[1]姚志刚，刘强声.10kV带负荷配电线路更换隔离开关时的作业方法及安全措施研究[J].山东工业技术，2013，（14）：216-217.
[2]吕华山.10kV柱上开关的选择与使用[J].供用电，2003，20（5）：41-42.
[3]叶爱民.南昌市10kV配电网系统电容电流的测量和分析[J].江西电力，1997，（2）：47-48.
10kV架空线路双跌落开关应用 篇3
关键词：双跌落,不停电,安全
近年来, 工程建设规模越来越大, 为达到避免电压降和减少电能损耗的需求, 施工现场临时用电已经变成从10k V架空线路上接引电源至施工用变压器, 但是由于工程建设的特殊性, 所有的施工单位进出厂不是同一时间, 因此接引和拆除架空线路引接电源必须采取停电措施, 鉴于工程规模巨大, 频繁停电会导致相当的人力、机具停止作业, 造成极大的财力物力浪费, 所以迫切需求一种电源接引方式既能满足施工现场停电又能保证作业人员的安全, 同时满足经济最大合理化。
1 跌落开关
跌落开关在10k V配电线路和配电变压器中得到了普及, 跌落式熔断器安装在10k V配电线路上, 可以缩小停电范围, 拉闸操作后有一个明显的断开点, 具备了隔离开关的功能, 给跌落开关引出的设备检修创造了一个安全作业环境, 同时当线路出现短路电流熔断熔丝时候, 产生电弧, 熔丝管内的钢纸管在电弧的作用下产生大量的气体, 因熔丝管上端被封死, 气体向下喷出, 吹灭电弧, 熔丝在熔丝管自身的重力和上下静出头弹簧片的作用下, 熔丝管迅速跌落, 使电路断开, 切除故障设备。
采用熔断跌落开关的优点:价格便宜, 安装简单, 可以根据设备容量选择保护熔丝, 操作方便, 作业安全性较高, 在架空线路上得到普及应用。
缺点:由于熔丝管较短, 在接引10k V电源时安全距离不够, 必须采取停电措施, 在施工进度日益紧张的情况下, 不能满足现场正常平稳供电, 施工进出厂接引拆除电源都需采取停电措施, 不满足多单位大型工程建设, 如果采取夜间作业或者停工间隙作业, 都会对作业人员安全存在隐患。
2 柱上负荷开关或油断路器
断路器是由弹簧操作机构操动的, 先拉动手动储能拉环或电动储能, 再拉动手动合闸拉环或给机构电动合闸信号, 使储能弹簧释放能量, 机构输出轴转动, 通过拐臂, 连杆带动真空灭弧室的动触头向上运行, 直至与静触头接触并通过机构合闸保持处于合闸状态, 完成断路器合闸操作;分闸时, 拉动手动分闸环式给机构电动分闸信号, 使机构合闸保持解除, 在触头压力弹簧和分闸弹簧的作用下, 机构输出轴反向转动, 从而带动真空灭弧室动触头向下运动至分闸位置, 完成断路器分闸操作。
采用柱上断路器的优点:继电保护相对跌落开关更为可靠, 操作方便, 能很好的保护设备, 动作迅速准确, 在一些关键设备上已逐渐代替跌落开关成为主流。
缺点:价格昂贵, 重量大, 架空线路安装不方便, 同时根据以往经验, 如果柱上断路器出现故障时, 出现拉不掉合不上现象, 因此在一些临时用电中不采用柱上断路器。
3 双跌落开关
3.1 单侧双跌落开关
单侧双跌落开关是将两组跌落开关串联安装在一侧, 安装一组避雷器, 在电工作业时两组跌落开关熔丝管摘除, 在最大程度上保证了作业人员接电时的安全距离。
3.2 对侧双跌落开关
对侧双跌落开关是将两组跌落开关背靠背安装在电杆的两侧, 电工作业时候两组跌落开关熔丝管摘掉, 电工仰视可以清楚看到断开点, 同时保证了作业人员接电时的安全距离。
3.3 采用双跌落开关的优点
(1) 可以缩小停电范围, 两个跌落开关拉闸操作后有两个明显的断开点, 具备了隔离开关的功能, 安全距离也满足作业时需求。两个明显断开点的设置对作业者作业时心里创造了相对安全的环境。
(2) 在一定程度上节省了人力, 在建筑施工工地, 高压线路作业人员相对用工较少, 在平时日常检维修中多以低压地面电工人员为主, 高压线路作业人员只是临时聘用。
(3) 相对于单跌落开关只增加了一组跌路开关及相关附件, 随着人工费用的提高, 相比柱上断路器造价非常便宜。
4 结论
综上所述, 双跌落开关凭借自身的优势, 在一定程度上满足了电源接引时停电的安全距离, 同时在不停电的情况下进行施工作业, 进一步满足了现场施工的需要。
参考文献
线路开关 篇4
电气时代的当今社会, 电量使用需求越来越大, 对电路建设和改良强度也不断加大, 然而, 我国仅仅只重视了对主要干道线路的设备改良, 完全忽视了分支线路的检查, 线路老化成为10k V用户所反馈出最多的问题。我国民众所用的10k V线路在分支处虽然使用很多户外保护开关和隔离开关, 但是却很少具备自动化功能。用户所在支线入口的线路一般都是手动普通开关, 其主要功能在于保证电流流通和关闭, 隔离电源的作用, 但是并不能自动隔离事故。所以, 如果该分支线路中有一条线路出现问题, 那么就会导致整个电路出现瘫痪, 从而持续停电。随着科学技术不断提升, 最近几年, 出现了可以自动隔离故障的负荷开关, 但是这种装置并不能完全解决相间短路问题, 一旦发生故障, 必须由变电站关闭电闸, 人工排查故障, 定点维修, 这导致恢复供电时间过长。
2 分界负荷开关的特点
2.1 单项线路故障处理能力强
在10k V用户所在支线由于各种原因与结合线路之间发生单项线路故障, 并且此故障线路已经接地。遇到这种情况时, 分界开关能够自动断开接通故障的电流, 并且切除发生故障的线路, 保证其他线路上用户能够正常供电, 不受其影响。
2.2 自动隔离短路故障
当10k V用户支线与主干线路发生短路情况时, 两者短路所产生强大故障电流, 当电流达到分界开关整定值时分界开关会调整, 隔离故障。等到人工重合闸后, 此故障会被迅速隔离, 并且其他分支线上用户正常用电, 不受影响。
2.3 快速定位故障点
用户在支线上发生断电故障后, 分界开关会及时定位故障点, 此时, 只会造成该用户断电, 其他用户正常用电。分界负荷开关会及时按照故障所发生情况和类型将信息及时反馈到电力公司, 电力公司则会依照反馈信息, 及时赶到现场, 处置妨碍, 以最快速率恢复供电。
3 负荷分界开关的选用
3.1 智能型分界开关
智能型分界开关装置由户外电线柱上电源PT与航空接插件相互连接而成, 此套装备是采用全免维护设计构思, 其分界开关的实体是采用全金属结构, 外壳均是密封结构, 在标准大气压情况下属于绝缘体。
智能分界开关具有智能控制功能, 在发生短路时, 分界开关内置控制器将会检测到超出电流额定值, 此时会发出信号切断电流量, 保护电路。
3.2 高压负荷开关选择
因为在10k V下用户所配备变压器容量较小, 对电力的保护能力相对较差, 在这种情况下必须采用分界高压开关对设备进行保护。但是不同情况下所选用开关和继电器种类也有所不同, 一般情况下:首先有分界开关和继电保护组合, 另一种是高压分界开关和限流断路器。保护变压器必须关注短路故障的持续时间。
变压器在发生短路的故障时, 电弧流量如果持续在20秒内的话, 变压器就不会因为高温而发生爆炸现象。用分界负荷开关保护电路时, 分界开关会自动形成三个阶段保护电路。这三个阶段将持续60秒左右, 这明显并不能保持在配置变压器所保护要求范围之内。但是如果采用高压负荷开关加上由石英砂所制成的断路器, 着能够在10秒之内迅速切断该段短路线路, 这种高效处理故障能力能够完全达到处理要求。所以, 分界开关的选用要根据其线路情况进行不同变换, 为了保护变压器, 使用高压负荷开关加上断路器相互组合, 保证用电安全。
4 高压负荷开关的特点和作用
10k V的线路分界开关类型一般有三种, 分别是产气式, 压气式和真空型开关。
4.1 产气式
产气式负荷分界开关采用隔离的原理, 其产气式负荷开关由电弧接触片和夹缝灭弧室构成, 电弧接触片外侧增加了电磁板, 结构简单, 操作也很方便, 易于维护。此时, 电弧能量接受越大, 由于电弧接受能量所产生气体就会逐渐增多, 此时, 电弧所分解出来的气体会燃烧挥发。如果电流流通较低, 电弧接受能量较少, 气压也就随之减少, 这样就会影响到灭弧能力。但是产气式分界开关就会利用所增加的电磁片对熄弧产生作用, 电磁流向中产生电流涡流, 电弧接触片在电动驱动下会逐渐被拉长, 一旦拉成之后就会渐渐冷却最终电流逐渐归零。
4.2 压气式
压气式分界开关和产气式完全不同, 压气式负荷开关是根据压力作用熄灭电弧。此类开关灭弧室是由喷气缸, 触头组成。当开关断开时, 压气缸会靠压气所形成强大压缩气体形成高速气流, 通过压气通道高速运动, 熄灭电弧。在开关断开到熄灭电弧过程中, 喷气口的堵塞程度是很重要的。如果在灭弧过程中, 喷气口造成堵塞则空气流量会严重不足, 影响流量速度, 当速度低于一定额度时, 电流压力过小会造成自燃现象。
4.3 真空式
真空式负荷开关必须在真空环境下运行才能发挥效果。主要优点是绝缘性好, 熄弧效果更加明显, 熄弧能力比其他类别更强。但是, 真空式负荷开关的结构复杂, 操作要按照一定程序进行, 虽然熄弧电流较大, 但是却有相当大的局限性, 导致此类型开关无法发挥最大功效。
5 总结
我国现有的10k V分界开关种类并不是很多, 还需要进一步改善, 在分界开关选用和安装上要结合实际和环境, 首先要从安全角度出发, 在满足一定条件之下, 选用普通型, 避免复杂繁琐型。电网部门更应该找到技术问题, 改善用电供应质量, 正确安装合适的分界负荷开关, 提高10k V用户供电可靠性。
参考文献
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[4]孙晓华.智能电网视角下我国电力企业面临的问题与对策[J].企业科技与发展, 2010 (17) .
线路开关 篇5
2008年某电厂500 kV GIS升压站发生开关保护误动事故,事后检查发现线路保护及开关保护装置本身均动作正确,跳闸事故是由于跳闸出口电流自保持继电器及各个元件(保护装置、电流自保持继电器、断路器)动作时序配合关系引起。此电厂升压站保护配置及跳闸回路设计在电网及电厂升压站中大量应用且已运行多年[1,2],从未出现事故现象,故有必要对此问题进行深入探讨,通过对事故过程及发生原因的深入分析,比较跳闸回路构成的优缺点,认真思考应对之策,避免相同事故的再次发生[3]。
1 事故简述及检查经过
2008年8月15日14时56分某电厂500 kVXX线A相发生瞬时性接地故障,线路保护动作跳开5013开关及5012开关A相,经过重合闸延时后,5013开关A相重合成功并正常运行;5012开关在经重合闸延时后A相也成功重合,但在重合45 ms后A相再次跳开,经过大约2S后开关本体三相不一致动作保护跳开5012开关BC相,5012退出运行。故障录波如图1所示。
通过检查故障录波器、监控系统信息及保护装置内部事件量发现,线路保护及开关保护装置均正确动作,且无任何异常出口现象。由于5012开关A相是在重合成功后又跳开,故初步怀疑跳闸事故应该是由跳闸回路上引起。
检查5012开关跳闸回路、合闸回路均无异常情况,跳合闸回路对地绝缘、跳闸合闸回路之间的绝缘电阻均符合要求,且跳合闸回路之间无寄生回路存在,跳闸回路开关辅助接点绝缘正常,保护装置出口接点及电流保持继电器CKJ动作特性、接线及绝缘均正常[4]。因此可以确认跳闸回路本身并无任何异常现象。模拟5012开关A相跳闸信号并使其保持,此时发出重合闸命令,通过故障录波发现开关A相也是在重合成功45 ms后跳开,经过2 s后三相不一致保护动作跳开B、C相,此种情况与故障发生时的情况几乎完全一致。由此可推断在5012开关重合闸时有跳A相信号一直保持从而导致了5012开关重合后又跳开。
利用5012开关保护的瞬时重跳出口对5012开关进行A相瞬跳与重合试验,试验进行多次A相均重合成功。利用线路保护屏2的跳闸出口与5012开关保护的重合闸出口进行传动试验,模拟A相瞬时性故障数次,5012开关均能A相重合。在此基础上,投入5012开关保护瞬时重跳5012开关回路,并监视线路保护屏2的CKJ与5012开关保护屏的CKJ,再次模拟A相瞬时性故时,5012开关A相重合后又跳开,现象出现了与事故发生时相同的状况,并发现5012开关保护屏上的CKJ有明显的延时返回情况,而线路保护屏2上的CKJ动作正常。由此可以确定开关保护屏的CKJ延时返回造成5012开关A相的不正确动作。再次模拟A相瞬时性故障时还发生了5012开关保护屏CKJ一直保持不能复归的现象,在将继电器拔出检查时发现是此继电器的掉牌卡住动作线圈的吸片致使继电器无法复归。至此,可以确定此次开关跳闸事故是由于开关保护屏上的电流自保持继电器CKJ的掉牌卡塞致使其动作接点延时返回而造成。
2 原因分析
由以上分析可知,在对开关保护及线路保护带开关重合闸传动时,开关均能正确动作,只有在线路保护跳闸回路与开关保护瞬时重跳回路均投入时,才出现了CKJ掉牌卡塞的现象。为何出现此种状况呢?
对开关保护屏上的电流自保持继电器CKJ进行检查,其动作电流、返回电流、动作时间与返回时间等各项指标均正常。且此继电器的额定动作电流为0.82 A,通过计算后确定此继电器动作电流与开关跳闸回路的跳闸电流是相匹配的,从而排除了由于继电器选型不当引起延时复归的可能性。但是,在检查继电器本体的机械机构时发现其掉牌左右晃动,存在机构松动的现象。
根据《华东电网500kV继电保护应用技术原则(修订稿)》要求,500 kV线路保护与开关保护跳闸回路构成如图2所示。500 kV线路保护与开关保护跳闸回路不采用操作箱,而是采用安装于本保护屏的操作继电器完成电流自保持功能。以线路上发生A相瞬时性故障为例,保护跳闸的过程为:线路保护跳A相,电流自保持继电器动作;同时线路保护启动开关失灵保护,一般大约10 ms后,开关保护出口瞬时重跳A相,其电流自保持继电器动作。故在跳闸过程中存在线路保护与开关保护跳闸回路并联的时间过程。
由以上分析可以得出,线路保护跳闸、开关保护跳闸、开关跳闸动作时序的配合及此电流自保持继电器掉牌机构的松动是造成本次事故的根本原因。电厂升压站采用国外进口的GIS开关,其开关跳闸速度较快,通过查看故障录波及厂家试验报告发现GIS开关的跳闸动作时间一般为20 ms左右。开关跳闸时,跳闸回路直流电流大约为2 A左右,因为线路保护与开关保护跳闸回路并联,所以加在开关保护电流继电器上的电流大约为1 A。在跳闸电流为1 A时,此种型号电流自保持继电器CKJ的动作时间一般为20 ms。当线路发生A相瞬时性故障时,线路保护首先出口跳5012开关A相,同时启动5012开关保护的失灵及重合闸,经过大约10ms后5012开关保护的瞬时重跳出口启动本屏CKJ,由于开关动作时间较快,有可能出现在CKJ动作过程中5012开关已经跳开的现象,此时跳闸回路断开而使CKJ4的动作线圈失电返回,如果此时掉牌刚好下落到一半的位置,就将出现掉牌卡塞吸片使接点无法复归的现象。此外,由于此继电器的掉牌机构松动而使其下落速度变慢,那么在继电器动作过程中发生失电时引起掉牌卡塞的可能性就大大增加。如果继电器的掉牌性能较好将不会出现此次故障时发生的继电器延时返回现象。
3 应对措施及思考
为临时解决电厂500 kVGIS升压站保护中存在的上述问题,可以将带有重合闸功能的开关保护屏上的电流自保持继电器的掉牌机构解掉,从而避免发生掉牌卡塞现象。但是这样一来对电流自保持继电器失去了监视,不能确定其在保护跳闸过程中是否动作。可以考虑将继电器的备用接点引至监控系统。另外,还可以考虑在开关保护可编程逻辑的瞬时重跳出口中增加10～20 ms的延时,从而避免CKJ在开关跳开前动作。这可以通过修改PSL逻辑来实现,实现方式较为简单,但是延时的增加会使重跳回路动作速度变慢,并且开关保护的沟通三跳时间也将增加。
此电厂500 kV GIS升压站的保护跳闸回路配置形式在电网500 kV变电所中大量普遍存在,且已运行很长时间,但是从未发生过类似的事故现象。究其原因是由于500 kV变电站中普遍采用Simens敞开式断路器,其跳闸线圈动作时间一般为47 ms左右,此时间可以保证电流自保持继电器充分动作,所以不存在时序配合上的问题,一般不会发生电流自保持继电器卡塞而引起跳闸的现象。而对于其它使用GIS开关的场站,应该认真考虑此问题带来的影响。
目前电网中500 kV线路保护的跳闸一般采用操作出口继电器,220 kV线路保护采用操作箱构成跳闸回路[2]。采用操作继电器时,线路保护及开关保护的跳闸出口相对独立,且可以比较彻底的实现开关保护的瞬时重跳,跳闸可靠性较高。操作箱方式是通过操作箱内的继电器,这样线路保护与开关保护的跳闸回路将不能分开,且无法实现瞬时重跳功能,这样对操作箱的依赖程度将增加。但是操作箱的继电器性能一般比较稳定,而其跳闸指示采用信号灯的方式,不会出现因掉牌引起的卡塞现象。因此可以说这两种跳闸方式各有利弊,在不同的地区也各有应用。单独对于此次事故来说,如果采用操作箱形式的跳闸回路,事故将不会发生。因此,可以综合考虑两种方式的运用,采用操作继电器的方式时,尽量不要使用有掉牌指示的型号,其跳闸报警可以采用信号灯或通过继电器触点报警的方式,防止此种问题的发生。
4 结论
与电厂升压站相同的保护配置及跳闸回路设计在电网中大量应用且已运行多年,从未出现异常现象或事故状况。此次事故暴露出了在500 kV线路保护跳闸回路构成上存在着的一些细节问题,这些问题虽然较小,但是却能引起开关的误动作,值得继电保护技术人员在以后的工作中深思。
参考文献
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[2]国家电网公司.线路保护及辅助装置标准化设计规范[M].北京:中国电力出版社,2007. State Grid Company.Standardization design specification for transmission line protection and auxiliary equipments[M].Beijing:China Electric Power Press, 2007.
[3]赵晓明,黄晓明.一起500 kV线路高频零序保护误动分析[J].电力系统保护与控制,2008,36(17):94-96. ZHAO Xiao-ming,HUANG Xiao-ming.Analysis of 500 kV line aided zero-sequence protection mal-operation[J]. Power System Protection and Control,2008,36(17): 94-96.
线路开关 篇6
一、线路分界开关的主要功能
配电网分界开关主要是为了解决‘波及’事故的发生而安装在配电线路中的一种设备。其主要安装于10KV高架空电缆上, 有时也会被应用于分支号为0开头的电塔分界点上。它可以在配电线路非正常运行状态下, 自动将其分支单项接地电源进行断电处理, 同时具有分界点之间自动短路隔离功能, 有效地确保了配电线路的供电安全。
所谓的线路分界开关, 主要是由外绝缘体、内置隔离刀、弹簧操作系统、拉杆式手动或自动闸门、自动或手动脱扣分闸等部件所组成, 如图:
分界开关所具备的功能是十分广泛的, 如:单项接地故障自动切除功能、隔离分支间短路功能、如单项接地故障与分支短路故障同时发生时, 则优先进行分支短路隔离处理功能、对不同分支出现接地时可以同时进行隔离功能、故障发生地快速定位功能、用户用电超负荷的监督功能。
二、分界开关故障原因
分界开关在配电线路的使用中十分广泛, 它可以有效地保证配电线路的安全运行状态。但是, 就目前我国的整体形势来看, 在分界开关使用过程中, 都会存在着或多或少的问题, 这些问题严重地成为了配电系统正常运行的最大安全隐患。
1. 外界因素的影响
线路的分界开关一般都是安装在高架空线路电杆中的第一根电根上, 且配电线路又是主要针对于用户端的。因此, 其线路施工编排要比配电网的施工复杂得多。配电线路的施工要同时经过各类的线路之间, 并且要经过多条道路、多个建筑群、多类堆积的杂物等地方, 因此, 是比较容易产生线路缠绕故障的。另外, 城市规划中将大部分的配电线路都建设在了道路周边, 而随着城市车辆的不断增多的驾驶人员的个人素质等问题, 常常会发生车辆撞到电杆现象, 使电杆发生倾斜或倒塌现象, 从而使电杆上的分界开关受拉扯而断开, 造成配电线路的故障。
除此之外, 城市规划建设中, 越来越多的市政工程施工涌现在了大街小巷。因此, 在施工中所出现的想电线种遭受破坏的现象也随之增多。往往市政工程在施工建设中, 由于施工设备及机械高于电杆电缆的高度, 而施工人员对其关没有做好避让, 造成了在施工中设备与电杆产生碰撞, 或是不小心高出电矸的机械碰撞到了电杆上的分界开关, 使其遭到破坏, 产生配电线路故障。另外, 随着人们生活水平的提高, 各类娱乐及庆典活动越来越多, 而为了方便, 举办方通常都是寻找两根相临的电杆进行彩带、条幅等的悬挂。这就使在庆典举办过程中所燃放的彩带等杂物落于电缆及分界开关上, 时间一久, 这些杂物就会影响分界开关的正常性能, 从而给配电线路埋下较大的安全隐患。另外, 每年因偷窃及鸟类对分界开关造成的损害也不在少数, 这些都是引起配电线路故障的主要原因之一。
2. 树木问题所引起的故障
随着城市经济建设的规划和发展, 绿化建设也随之掀起了新的高潮。但与此同时, 人们在建设绿化城市的同时对电杆以及分界开关的破坏也是十分严重的。
例如:某市政单位在组织员工对市树林木进行清理和修剪时, 只交待了对树木的注意事项, 而对配电线路分界开关的注意事项却只字不提, 这使绿化人员在进行树木修剪时为了方便利用附近的电杆进行攀爬, 而在修剪过程中, 断枝及残叶很大一部分都积压在了电缆和分界开关上, 施工人员却对此毫无反应, 对树木进行施工完成后便走人。使断枝残叶在遇到大风的天气里少数叶子卡在了分界开关里, 造成了配电线路十分严重的故障。
3. 环境原因所引起的故障
大风雷电等环境因素对配电线路分界开关所造成的影响也是十分大的。通常情况下, 高架空10KV线路都是比较长的, 并且加之建设时都是远离建筑物的, 因此, 布线的周边环境比较空旷。当每年中大风雷电等天气出现时, 就很容易击中高处的分界开关, 引起配电线路的故障。
三、配电线路分界开关故障的防范措施
对配电线路分界开关的各类故障来讲, 只有采取一定的有效措施进行防范, 才会尽可能保证配电线路分界开关的正常运行, 也才能保证人们正常的生活。其主要措施如下:
1. 外界因素的防范
对于外界因素的防范措施, 首先要对驾驶车辆的人员进行安全教育, 使其清楚地认识到碰撞电杆后不仅给自身带来损害, 同时也给配电线路分界开关的正常运行带来了安全隐患;其次, 要在市政施工中对施工人员进行安全教育, 并在施工前对配电线路电杆进行规划, 施工范围尽可能避免与电杆产生碰撞;最后, 人们在举行娱乐庆典的同时要注意保护周边电杆的安全, 以免锡纸等细小杂物进入分界开关夹缝中造成故障。
2. 对树木因素的防范
在城市中进行绿化改造时, 要提前对绿化人员进行教育。要求在修剪树木的同时对缠压在电缆上的断枝或残叶进行急时地清理, 以保证电杆上分界开关的清洁与安全。另外, 在施工结束后绿化人员要对修剪树木所残留在分界开关附近的木榍进行清理, 以确保木榍不会被刮入到分界开关中引起不必要的故障。
3. 对环境因素的防范
环境因素的防范主要是要防范大风雷电等天气。首先, 要在分界开关附近安装一个带有金属材质的避雷针, 以确保分界开关在雷电天气可以有效地避开雷击所带来的故障。另外, 要对安装的分界开关进行加固处理, 以便保证大风天气出现时分界开关不会出现松动等现象。
四、结语
综上所述可知, 分界开关对配电线路的正常运行所起到的重要作用。因此, 只有做好充分的防范措施, 才能够防范于未然, 保证电力系统的正常供电。
摘要：随着我国成功进入WTO, 国内各经济建设发展都得到了飞速的前进。尤其是与人们息息相关的电力系统, 更是发生了翻天覆地的变化。下面本文将对10kV配电线路分界开关故障原因进行一个简单的论述与分析。
关键词：配电线路,供电开关,防范措施
参考文献
[1]陈伟森.故障指示器与分界负荷开关在配电网架空线路上的配合应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011, (31) :82-84, 87.
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线路开关 篇7
1.1管理问题
10k V联络开关安装在配网建设中通常会忽略配网规划工作,在电网系统建设过程中无法建立起系统化的配网规划,导致电网规划中的工作制度也无法以联络开关安装结构为核心建立起来。从目前我国10k V配网规划方式工作的开展中能够获知,新的配网规划只是针对110(35)k V变电站而设立的,系统的10k V负荷预测及配网规划方案的缺失,则进一步加重了电网建设中的管理问题。此外10k V配网建设中尚未形成以10k V配网形式主体的接线模式,使得变电站层面的运行问题更为严重。
1.2联络开关安装问题
在10k V配网构建中,联络开关安装问题直接直接影响到了电力传输的质量和效率。由于110(35)k V仍处于建立于发展的初期,因此其平均N-1转供能力仍在很大程度上存在不足,在面临大量用户的电量供给问题时,无法做到高效率的电能转换。在小容量电力用户逐渐增加的背景下,联络开关安装问题也体现在变电站仓位的利用情况中。如当下我国的10k V电网建设中,25个装接容量小于3500k VA的10k V出线占用了3个变电站的18个仓位,直接导致了变电站仓位分配不足的问题。K型站点分布较少且不合理也是联络开关安装问题的重要组成, 由于装接容量较大,多数K型站电源分配均依赖于同一变电站,这大大增加了变电站的运行负担。
2联络开关运行维护问题分析
2.1联络开关线路的特点分析
所谓的联络开关线路是指利用联络开关输送电能资源的线路,主要构成元素包括联络开关本身、电路中间接头以及路端连接部分,当然还包括联络开关工程的配套工程比如土建工程等。电联络开关包括地下联络开关和架空联络开关,通常情况下联络开关的安装是采用地下联络开关的方式,因为这种方式下受自然条件的影响较小,并且对于现代城市建设而言还有利于城市形象的建设,地下联络开关比架空联络开关更容易防止触电及用电安全防控,因为受干扰程度较小,因此日常维护修理费用也相对较少。
2.2联络开关的试验与验收投运分析
在联络开关使用时要注意联络开关表面的物理现象,比如联络开关表面温度及接头温度等,一旦联络开关表面温度过热或者是联络开关其他部分过热要及时采取降温处理,要保证联络开关在负荷允许的范围内进行工作。根据日常生产生活经验来说,联络开关线路的故障大部分都是较大程度的损害性故障,较大程度的损害性主要是指永久性故障,因此在联络开关线路保护装置中尽量不要采用重合闸进行保护,这样的话容易将事故扩大化, 一旦发生联络开关使用故障,现有的保护装置会出于保护采取跳闸行为,工作人员往往会在检测联络开关故障后忽略了联络开关的检查,要在交通重要地带设立指示标志,防止联络开关路径附近不能被随便开挖,并且在联络开关接头安装附近不要放质量过大的物品或者是具有腐蚀性的物品,并且电力监管部门要加大巡查力度,对于随便拆除联络开关防护指示牌的行为要严厉处置。
3联络开关线路的运行维护措施分析
3.1完善联络开关质量评价体系
10k V联络开关安装优化中,首先就是要完善联络开关评价体系,总体上提高联络开关评价体系中对电力设备供电能力、工作状态下的稳定性以及联络开关结构等多方面指标,要力争在最短的时间内检测出10k V配电网中的存在的主要问题。评价体系中应该包括供电能力、设备稳定性、;联络开关结构、电能质量、以及联络开关安装信息化构建策略等内容。配电网线路结构的科学搭建能够通过利用多目标遗传算法得以实现。多目标遗传算法是建立在遗传学计算理论和自然选择理论基础上的计算方法,通过利用随机信息交换机制对目标数据进行处理,进而计算出最为优化的联络开关搭建方式。多目标遗传算法在联络开关优化中的应用是基于原有的联络开关结构基础得以实现的,在数据处理过程中,利用迭代算法计算出配电网电源的供电效率,并通过统计分布式电源中的电源供电数据,利用数据编码算出电源电能供给的随机数值,最后通过计算电源数据的适应度,并根据数据适应度调整分布式电源的分配方案,以有效实现对接入分布式电源配电网联络开关结构的优化处理。其次,由于联络开关结构的处理是针对配电网运行系统展开的,因此多目标优化处理方式能够在有效控制联络开关结构优化的同时,保证分布式电源接入配电网运行能够获取稳定的经济效益。在配电网运行中引入分布式电源,并通过多目标遗传算法对电网线路中的节点进行优化,有助于我国电网配置的迅速优化,并对后期电网结构的稳定与性能提高起到重要的推动作用。
3.2确立联络开关维护方法
该方法中主要包括四个步骤,第一个步骤进行负荷预测,利用负荷密度分析法来进行预测,在预测时要注意将预测区域划分为若干个尽量小面积的供电范围进行预测,提高预测的准确性。利用上述构建的10k V联络开关评价体系对联络开关结构进行全方面的分析,诊断出联络开关存在的主要问题。全面的将规划内容分解成多个子内容,并在分项设计时以最后的标准作为衡量标准,比如新建变电站过程中要考虑到变电站的具体规模、可能的用户数量等方面的内容。
3.3建立项目库管理体系
建立项目库管理体系能够帮助项目一直处于目标联络开关建设方向,避免出现多次同项目的建设以免浪费资源,违背我国落实科学发展观思想。在建立项目库管理体系的同时,要完善项目后评估机制,建立与薪酬挂钩的考核机制。项目后评估考核机制要包括联络开关安全性指标、经济效益指标以及社会效益指标等多方面的指标。
4总结语
近年来,随着我国社会经济的的发展需要,10k V联络开关线路在我国电力供电系统中的地位日渐上升,它的施工质量与运行安全关乎着我国供电安全、稳定和电力企业的建设以及发展经济、社会效益。本文分析了10k V联络开关线路中常见问题和故障的原因,探讨其解决措施, 以期更好地提高我国10k V联络开关的施工与运行安全,促进电力行业稳步快速发展。
摘要：在我国的配电负荷日渐增加的发展趋势下,联络开关安装结构的优化成为当下电力配置的主流形式,伴随着联络开关安装规模的不断扩大,在旧式安装基础上进行新型联络开关安装的构建是时下提高电力配置效率的有效途径。本文主要就10kV配电线路联络开关安装运维需注意的事项进行简要分析。
线路开关 篇8
1 成本—效益分析法
在配电网环网线上设置分段开关, 投资费用与维护费用较高, 因此成本效益分析法在配电网中分段开关设置中的作用非常大, 能够促进电力系统的稳定建设与经济成本的协调发展。成本效益分析法的应用依据是: (1) 当增加线路分段开关数量时, 提高供电可靠性投资的收益要满足负担维护开关设备的费用加上一定利润; (2) 每多提供1k W.h的电量所耗费的资金要和少供1k W.h电量的电能损失费用相当。成本—效益比V公式如下:V= (c+b-s) /E, 其中, c=c1i/ (1+i) , c1代表主要成本, i代表贴现率;b代表维修与其他可行性投资有关的服务年费用;s代表由于提高经济效益与投资的可靠性带来的相关年费用的节省额;E代表可靠性投资带来的第一年内的预计损失电量的减少量。
在投资过程中, 实际可以采用简化的成本—效益Vs分析, Vs= (c+b) /E。根据公式可以得出, Vs值越低, 拟用的投资方案就越可行, 将电力系统的可靠性成本与可靠性效益放在同一经济水平线上, 利用成本效益分析法优化电网的配置方案。
2 优化开关配置的费用计算方式与方案优选
2.1 费用计算
优化配电网的开关设置的主要目的是提高配电网的稳定性与可靠性, 并从最少的综合年费用角度选择合理的开关配置方案, 降低系统的总费用。下面具体分析电力设备每年的投资、维修与停电损失费用的计算公式。
(1) 投资费用等年值的计算公式:
式中, M表示开关的类型总数;Nj表示第j种开关增装数量;CSj代表第j种开关单台投资现值单价;i代表贴现率;Pi代表第j种开关设备的使用寿命;CS代表与开关设备总投资现值对应的等年值。
(2) 运行维修费用计算公式:
式中, CM代表开关设备每年运行的维修费用;H代表运行费用占总投资费用的比例系数。
(3) 停电损失费用计算公式:
式中, LP代表了负荷点总数;Tj代表第j个负荷点有Ti中停电持续时间分类;EENSjt代表负荷点j第t停电持续时间对应的失电量;CLOSSjt代表了负荷点j第t停电持续时间对应的单位停电损失;CL代表系统每年停电损失的费用。
(4) 系统总费用计算公式:
2.2 根据成本效益分析法选择最优配置方案
在配电环网线路分段开关设置中应用成本效益分析法, 就是当电力系统的可靠性达到一定水平时, 根据系统总费用计算公式对不同设置方案进行计算, 得出最低费用的方案确定为最优配置方案。但是在选择最优方案时要满足节点电压、支路容量与放射状运行等条件的要求, 之后才能运用上述公式进行计算, 将系统总费用作为配置方案的评判标准, 总费用越低, 配置方案越好。
以西安地区设置配电网开关的优化方案为例进行分析。长西线总长5.2千米, 设置变压器共35台, 总容量高达13 715k V·A。利用成本效益分析法计算公式, 计算出最低系统总费用, 最终长西线分段开关的配制种类、数量与各项费用分别为:设置2台断路器, 12台隔离开关, 投资的总费用为78 000元, 最优方案最终的开关等年值费用为13 231元。在具体施工中, 根据实际的施工情况, 适当调整了最优施工方案。将长西线82杆位置的断路器移至该线支路的首端, 取代了原来的隔离开关;将23杆位置和169杆位置的隔离开关移至该线支路首端。调整后的配制方案新增的开关设备种类、数量与费用分别是:设置2台断路器, 9台隔离开关, 投资费用共计66 000元, 开关等年值费用降低至11 195元。利用成本效益分析法对长西线开关配置方案进行优化并实施后, 施工的可靠性明显提高, 同时也提高了本条线路设置分段开关的经济效益与社会效益。
3 结语
在配电网线路中设置分段开关是保证电力系统稳定的重要措施, 但是设置分段开关的投资费用与运行维护费用都比较高, 利用成本效益分析法能够有效实现配置方案与经济的协调, 选择最佳的配置方案。应分析开关配置中的开关投资费用、运行费用、停电损失费用与系统总费用的计算公式, 利用成本效益分析法得出最佳配置方案, 控制配电网设置的投资费用, 提高线路供电的稳定性与可靠性, 提高施工企业的经济效益。
摘要：在配电网中, 优化配电网的开关设备, 能够有效地提高节点与系统的可靠性, 但是在配电环网线路上设置分段开关与设置开关后期的维护费用都比较高, 难以控制施工成本。本文利用成本效益分析法分析配电网开关优化配置的计算方法, 得到最优配电网线路的开关设置方案, 提高开关设置的合理性与科学性。
关键词：配电网,分段开关设置,成本分析法
参考文献