分界负荷开关

分界负荷开关（共7篇）

分界负荷开关 篇1

0 引言

一般而言,一个变电站带有多条10kV出线,一条10kV出线可能带有数十或更多的分支线负荷。当10kV线路发生单相接地故障时如果不能快速准确地隔离接地故障点,就有可能造成故障隔离范围扩大,影响非故障区段用户或分支线路的正常用电。因此,采用技术手段快速准确地隔离单相接地故障,对于提高电网供电可靠性具有重要意义。

珠海许继电气有限公司研制的FZW28-12F用户分界负荷开关成套装置,安装于线路T接处,可以自动切除单相接地故障和自动隔离相间短路故障,有效提高供电可靠性。自贡电业局通过对FZW28-12F用户分界负荷开关的实验、试用及使用,并考察和借鉴该开关在国内兄弟单位的使用情况和先进做法,对该设备的应用提出了指导意见。

1 FZW28-12F用户分界负荷开关

FZW28-12F用户分界负荷开关(俗称“负荷开关看门狗”),包括开关本体与控制器,具备故障检测、保护控制和通信功能。开关通常安装于10kV配电线路上,通过实时监测相电流、零序电流和线电压,并将这些模拟量值与定值比较来判定线路故障性质,从而实现自动切除单相接地故障和自动隔离相间短路故障。安装点可以在10kV配电线路与用户责任分界点处,也可在符合要求的分支线T接处。安装位置如图1所示。

当用户分界负荷开关负荷侧(区内)有单相接地故障时,用户分界负荷开关控制器检测到超定值的零序电流,经延时,用户分界负荷开关分闸,切除故障段。

当用户分界负荷开关负荷侧有相间短路故障时,用户分界负荷开关控制器检测到超定值的故障电流,等上级开关动作并检测到无压、无流后用户分界负荷开关分闸,隔离故障段。

2 用户分支线的单相接地故障实验分析

在国内,10kV配电网中性点主要有中性点不接地、经消弧线圈接地和经低值电阻接地3种方式。对中性点不接地和经消弧线圈接地方式的系统,当发生单相接地故障时,接地故障电流较小,系统允许带单相接地故障运行2h;对于中性点经低值电阻接地方式的系统,当发生单相接地故障时,接地故障电流大,变电站出线开关的零序保护快速动作。FZW28-12F用户分界负荷开关的原理构成如图2所示。

对于FZW28-12F用户分界负荷开关来说,故障点位于开关的电源侧或是负荷侧,开关能够区分这两种故障,而且采取不同的动作行为。为了验证10kV配电线路FZW28-12F用户分界负荷开关成套装置在小电流接地系统中的故障处理功能及性能,四川自贡电业局于2008年10月25日在110kV荣县变电站荣望出线等地进行了实验,实验接线如图3所示。

说明:

(1)开关1、2分别为区内、区外实验用开关。

(2)线路电压、开关零序电流及分闸信号分别由FZW28-12F用户分界负荷开关内置的TV、零序TA及分界开关控制器提供。

(3)外接TA0,中性点不接地和经消弧线圈接地系统,变比为100/5,精度为0.1级;中性点经低值电阻接地系统,变比为1000/1,精度为0.2级。TA0接入波形采集记录仪。

2.1 中性点不接地方式

(1)用户区内。

当线路发生用户区内单相接地故障时,电路原理如图4所示。C1为故障点前段线路(包括架空线和电缆线)的相对地电容值的总和;C2为故障点后段线路(包括架空线和电缆线)的相对地电容值的总和。

通过实验,故障电流I01>>I02。通过合理地设定分界开关控制器FDR的零序电流定值,FZW28-12F用户分界负荷开关可以准确定位故障点,并有效分闸。

(2)用户区外。

对中性点不接地系统,用户区外发生单相接地故障时,开关流过零序电流仅为开关负荷侧线路电容电流I02,分界开关控制器与定值比较后判断小于开关控制器的定值,开关不动作。

中性点不接地方式的实验数据如表1所示。

2.2 中性点经消弧线圈补偿接地方式

(1)用户区内。

当线路发生用户区内单相接地故障时,电路原理如图5所示。IC1为除C2外的全网对地电容电流有效值,IC2为故障点后段线路对地电容电流有效值,IL为消弧线圈补偿电流的有效值。

通过实验,I01趋近补偿后的全网零序电流。由于一般接地补偿应保证5%~10%的脱谐度,分界开关控制器与定值比较后可准确判断接地故障。

(2)用户区外。

对于中性点经消弧线圈补偿接地系统,当线路发生用户区外单相接地故障时,开关流过零序电流仅为开关负荷侧线路电容电流I02,分界开关控制器与定值比较后判断小于开关控制器的定值,开关不动作。

中性点经消弧线圈补偿接地方式实验数据如表2所示。

3 讨论及结论

FZW28-12F用户分界负荷开关在发生单相接地故障时的保护处理方式如表3所示。

对于中性点经消弧线圈接地系统,提高消弧线圈过补偿残流,有利于提高分界开关动作灵敏度。不过,区外不误动与区内高灵敏度是矛盾的。当需要追求高灵敏度(经高阻接地,比如架空线路自然坠地或挂树)时,可以采用缩小“区内”范围来获得。实验和工程实践证明,当架空线路居多的出线或均为架空线时,为了尽量扩大区分区内故障的范围,可优先应用分界开关。

要保证FZW28-12F用户分界负荷开关正确动作,分界开关控制器设定的整定值需要根据不同线路的实际情况和使用经验,仔细研究、分析:

(1)零序电流整定值须大于最大负荷条件下开关内置零序TA的不平衡输出。考虑必要的裕度,一般情况下零序电流定值不宜小于0.2A。

(2)为保证分界开关不误动作,分界开关零序电流定值须大于开关负荷侧对地电容电流并保持,不小于2~3倍的安全系数。

(3)当分界开关使用于经消弧线圈接地系统时,零序电流定值须小于经消弧线圈补偿后流过分界开关的单相接地故障零序电流,方能保证分界开关能正确动作。故障点残流是一个无法准确确定的数值,一般情况下,金属性接地故障条件下故障点残流约1.0~2.0A。

(4)分界开关负荷侧所带线路(架空线、电缆)较长并导致零序电流定值较大,可能导致界内发生高阻接地故障时分界开关拒动,因此在选择安装点时应注意。

摘要：根据10kV配电线路单相接地故障特点,结合用户分界负荷开关原理和功能特点,通过实验和工程应用分析了在配电线路发生单相接地时用户分界负荷开关的保护处理。

关键词：配电线路,分支线路,用户分界负荷开关

参考文献

[1]肖清明,张建民,冯跃龙,等.一种智能型用户分界负荷开关的作用原理和其在银川配电网中的应用[J].电力系统保护与控制,2009,(06)

[2]赵胜军,张志强.分界负荷开关在10kV架空线路上的应用[J].继电器,2008,(02)

[3]张琦珊.10kV线路用户分界负荷开关安装点的探讨[J].科园月刊,2008,(01)

[4]陈士军.10kV架空配电线路用户分界负荷开关的研制[D].保定:华北电力大学,2006

分界负荷开关 篇2

关键词：配电自动化,负荷开关,运行,分析

1 前言

随着电网供电可靠性要求越来越高, 采用技术手段准确定位隔离故障区域对提高供电可靠性意义重大。通常在主干线加装自动化分段开关判断隔离故障分段, 在重要支线加装自动化负荷开关隔离支线故障相配合的方式, 缩小故障影响范围, 实现非故障分段的快速复电。

珠海供电局在2006年开始试运行可隔离用户支线故障的10kV配网户外用户分界负荷开关 (简称分界负荷开关) , 本文对近几年分界负荷开关的运行情况进行了分析。

2 分界负荷开关的简介

2.1 结构、功能和安装位置

分界负荷开关一般由开关本体及测控单元两大部分构成, 如图1。带有一套内置或外置电压互感器、一套内置电流互感器;内部有CPU处理器和通讯模块;故障跳闸时带有电压判断和故障记忆;具备跳闸闭锁功能。

运行中可自动切除单相接地故障、自动隔离相间短路故障、快速定位故障点、监控用户负荷、用于操作拉合负荷电流等。分界负荷开关适用于10kV中性点不接地、经消弧线圈接地或经低电阻接地系统的10kV架空配电线路或混合线路, 安装在支线上, 如图2。

2.2 分界负荷开关的分类

根据是否带重合闸功能, 可将分界负荷开关分为两类, 第一类“无重合闸”功能, 具有隔离界内单相接地、相间短路的特点, 需要手动储能。

第二类“带重合闸”功能, 可以隔离界内单相接地、相间短路, 具备自动重合闸, 能躲开界内瞬间故障, 在电动操作时可以自动储能 (手动操作时仍需手动储能) 。

2.3 分界负荷开关的动作逻辑

两类分界负荷开关的故障处理逻辑见表1。

3“无重合闸”分界负荷开关运行分析

珠海供电局在2006年安装了第一类用户分界负荷开关, 型号为FZW28-12F (FFK) , 无重合闸功能, 试运行零序延时整定为2S。运行情况分析如下:

3.1 主要运行特点

在不依赖通信的情况下, 可隔离界内瞬时或永久的单相接地、相间短路故障, 可以躲开界外故障;无论是界内还是界外, 发生永久故障后, 均可以缩小巡线范围, 如分界负荷开关动作, 则巡视界内线路, 如不动作, 则巡视界外线路, 从而达到缩小巡视范围的目的;在发生界内永久性相间短路故障时, 非故障线路可迅速复电, 未安装分界负荷开关前, 需全线巡视后方可复电, 而安装后界内故障线路被隔离, 其他界外非故障线路经重合闸迅速恢复供电。

3.2 存在的不足的分析

在发生相间短路时, 因其不具备开断短路电流能力, 故不能在变电站出线保护动作前对支线的短路故障进行隔离。

该类开关不能认定界内故障性质, 只能全部当作永久性故障进行处理后方可送电, 这将延长界内用户复电时间。

在界内瞬时单相接地时, 自动跳闸会造成用户不必要的失电。其中, 对于瞬时单相接地故障试运行设置的零序保护动作时间是2s, 躲不过较长时间的接地故障。根据运行经验, 改成60s运行效果有待观察。

对于界内瞬时相间短路, 延长界内用户复电时间。未装分界负荷开关时, 瞬时故障经变电站重合后即可全线复电;在装有分界负荷开关时, 界外线路经重合可快速复电, 但因不能断定界内线路故障类型, 故需巡线后方可对界内送电, 从而延长复电时间。对于瞬时性相间短路, 考虑通过重合闸功能进行改进。

在不带通讯的时候, 分界负荷开关跳闸不能及时察觉, 有些被动。可考虑加通信模块解决此矛盾, 但需要有后台支持, 也将增加设备和通信成本。

每次合闸之后均需手动储能, 否则在故障时不能自动跳闸。这意味着即便带通信功能, 遥控合闸后还要派人到现场手动储能, 需改进为自动储能。在管理上, 第一, 需该加强该类开关特点的培训;第二, 通过在制定停送电操作票规范, 在票面增加检查储能位置及检查蜂鸣提示项;第三, 在后台增加开关未储能报警。

在动作记录方面, 该批分界开关只能保存50条SOE记录, 因此, 如果下载或上传不及时, 将被后面的动作记录覆盖, 影响对故障的分析。

在定值管理方面, 涉及开关界内支线的改造, 须经自动化管理人员审核, 避免因线路参数变动而导致拒动和误动。

4“带重合闸”分界负荷开关运行分析

珠海供电局在2008年和2009年分批安装了第二类用户分界开关, 型号为GDFZ1-12F (FFK) , 具有重合闸功能, 内置了通讯模块, 零序延时整定为60s。运行情况分析如下:

4.1 主要运行特点

从运行的情况看来, 第二批“带重合闸”的分界负荷开关继承了第一代“无重合闸”分界负荷开关的3个特点, 同时具有以下新特点:通过设置重合时间参数, 可以躲过一些瞬时性的故障;在选择电动操作模式时, 可以不用进行手动储能。

4.2 存在的不足的分析

在第二批尝试安装了通讯模块, 从运行的情况来看需要注意4个问题:

1) 模块容易掉线, 增加维护工作量。首先、现场分界开关控制器或者通讯模块的质量问题或者设置问题;其次、主站召测时间可能过短。 (为解决这个问题, 我们将系统确认信号返回的次数从1次改成了连续召测3次不成功才认为失败, 效果不太明显) ;再次、现场的信号, 对于通讯不好的终端, 我们请运营商到现场进行了网络环境测试, 并没有信号弱的问题, 这个原因排除。

2) 因厂家不生产通讯模块, 先后批次的通讯模块厂家不一、规约不一, 使得前置机的通讯软件变得复杂。

3) 无线通讯方式下的遥控功能存在一定风险。

4) 必须建立专网, 不允许上公网, 否则会引发数据安全问题, 病毒问题也难以控制。

对此, 我们也安装了无线通讯后, 从技术上可以解决这个问题的愿望实际上没有达到我们的理想。

对于界内发生瞬时单相接地或瞬时相间短路故障时, 分界负荷开关均会动作跳闸, 不能通过自动装置迅速恢复用户供电, 必须要运行人员到现场巡视未发现线路异常后, 方可操作合闸恢复正常供电, 给用户造成不必要的停电损失。

带有通讯功能的分界负荷开关在停电操作时, 应当注意在分开关后分刀闸前增加控制手柄从“自动”位置切换到“手动分”位置项, 避免此时主站发送合闸信号, 导致带电分刀闸误操作。

在送电操作时, 应在合刀闸前, 应增加检查控制手柄在“手动分”位置项, 避免出现带负荷和刀闸误操作。

在与电压型开关配合时, 应当注意分界开关内部电容的可持续时间, 否则, 重合闸功能将因无电不能记时而失效。

在进场检修后, 要有试送电试验项目, 避免恢复安装送电后开关误发分闸信号。

结束语

综上所述, 安装第一、二类分界负荷开关的线路, 在发生永久性故障时, 复电效果比未安装好;在发生界外瞬时故障时, 效果不明显;而在发生界内瞬时故障时, 第一类效果则比未安装差, 第二类未观察到重合成功案例无法评价。

因此, 该类设备可以在一定程度实现自动切除单相接地故障和隔离相间短路故障, 减少了无故障线路的连带性事故停电、缩小故障停电范围、缩短用户停电时间, 对提高供电可靠性有一定帮助, 在运行管理上注意分界负荷开关所在支线的变化, 否则将引起误动和拒动

参考文献

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[5]杨绍军.用户分界开关的接地检测原理和故障处理方法[A].2007年配电系统运行与故障管理技术研讨会暨第三届配电系统接地方式与故障点测量研讨会[C].2007.

[6]张琦珊.10kV线路用户分界负荷开关安装点的探讨[J].科园月刊, 2008, (01) .

客户分界开关的选型 篇3

1 安全可靠性

安全可靠性主要指分界开关主要技术指标及安装运行之后安全运行的可靠程度。技术指标方面, 两系列开关均达到国标技术标准要求, 满足我国电网安全要求。

FW28-12系列负荷开关的缺点主要是SF6气体绝缘气箱密封不良导致内部绝缘降低、元器件受潮, 从而发生内部短路烧毁负荷开关。ZW32-12系列柱上断路器产品主回路为真空泡, 绝缘为硅橡胶绝缘防护空气绝缘, 多年运行经验证明稳定可靠。该产品的主要问题是自带隔离开关长期运行后会出现操作困难、触刀发热及操作过程中导致隔离开关损坏等。由于FW28-12系列负荷开关不带隔离开关, 因此, 单从分界开关本身比较, ZW32-12系列柱上断路器安全可靠性更高一些。

2 经济性

经济性比较需在两者提供相同功能的基础上进行, 按一般使用需求, 可分为分界开关本体 (含三相电流互感器和零序电流互感器、电动操作机构) 、外置电压互感器、智能控制器 (FTU) 等三部分。

智能控制器。当前两类产品均采用国家电网公司统一的控制器标准接口设计, 其控制器通用, 选型不受限制。因此该部分经济性相同。

外置电压互感器。其二次绕组均要求具备100 V计量绕组和220V, 500 VA电源绕组, 其他要求也基本相同, 因此, 外置电压互感器经济性也相同。

分界开关本体。本体均配置三相电流互感器、零序电流互感器、电动操作机构。其区别就在结构形式, 由于设计指标不同无法趋同。按2014年年初价格, FW28-12系列负荷开关2.5—3.5万元/台, ZW32-12系列柱上断路器0.8—1.4万元/台。ZW32-12系列柱上断路器具有明显的经济优势。

3 故障隔离能力

FW28-12系列负荷开关, 只能开断负荷电流和接地电流, 无开断故障电流能力, 隔离故障必须依靠上级线路保护断开线路后, 由控制器 (FTU) 的保护功能进行判断, 确认线路无电压后使分界开关断开, 也就是俗称的电压型分界开关。因此, FW28-12系列负荷开关必须配套安装独立电压互感器和智能控制器方能具备故障隔离能力, 这样, 其成本每台1套将增加到3.5—5万元。

ZW32-12系列断路器可以直接开断故障电流。该系列断路器一个重要的特点是标配涌流控制器, 在不配置独立控制器和独立电压互感器提供电源的情况下, 仍然具有电流速断和过电流保护功能, 即具备相间短路保护的能力。随着涌流控制器的不断发展完善, 其测量精度已达到3%以上, 动作速度达到20ms以内, 已能够满足配网线路保护的各项要求。近年来又标配了控制器接口, 可以直接与通用控制器 (FTU) 配合使用, 实现更为完善的测量、控制、保护 (如增加零序过流保护) 以及满足配网自动化系统要求的“三遥”等功能无任何问题。在对价格敏感和配网自动化系统尚未实现的广大农村地区电网, 在不配套控制装置和外置电压互感器的情况下, 利用标配的涌流控制器实现故障隔离, 可满足分界开关的基本要求, 同时大大降低投资成本。在城区或者配网自动化普及的电网, 两类分界开关均可标配控制器 (FTU) 实现配网自动化相关功能, 并实现更为可靠的过流、接地等保护功能。

因此, 故障隔离能力方面, ZW32-12系列断路器由于具备自行切除故障的能力, 与上级保护的配合能力更强, 灵活性更高, 可有效降低供电线路跳闸次数, 且成本更低, 具有更大的优势。

4 环保性

一方面, FW28-12系列负荷开关为SF6气体绝缘, 气体泄漏是其难以克服的弊端, 而SF6气体为温室气体, 报废回收成本高, 应该限制使用。ZW32-12系列断路器不存在限制使用的绝缘气体。另一方面, FW28-12系列负荷开关本体质量一般超过120 kg, 而ZW32-12系列断路器一般不超过90 kg;体积方面, FW28-12系列负荷开关也明显较大, ZW28-12系列断路器安装、运输更方便, 资源更节约。环保性方面, ZW32-12系列断路器更加环保。

5 结论

配网智能电缆分界开关研究 篇4

配网电缆分界开关作为供电线路联络或分支的开关设备,其对故障信息的采集及故障响应动作的速度,很大程度决定配网输电线路的安全性及可靠性。本文对一种将高可靠性C-GIS开关设备、微机保护测控以及通讯模块充分融为一体的配网电缆智能分界开关进行了研究,其实现了自动切除单相接地故障、自动隔离短路故障、快速定位故障点等功能,提高了配网供电可靠性及安全性。

1配网智能电缆分界开关设备

1.1配网智能电缆分界开关的设备组成

如图1所示,配网智能电缆分界开关包括母线电压互感器、气体绝缘开关设备、智能分界开关测控装置、零序电流互感器和三相线路电流互感器等模块。

1.2选用的气体绝缘开关设备的主要参数

配网智能电缆分界开关选用的气体绝缘开关设备的主要参数如表1所示。

1.3选用的气体绝缘开关设备的技术优势

1.3.1先进的灭弧技术

开关的灭弧室采用了直动式结构以及去离子栅灭弧+吸气活塞原理,既保证了灭弧室灭弧动作的可靠性,同时又达到了节省空间的目的;同时,将直动式的动作特点充分利用起来,巧妙地融合去离子栅灭弧技术和吸气活塞,使之成为一体,提高了灭弧产品的性能,达到了E3级产品具备的5次以上50 k A短路电流关合能力。

1.3.2独有的双压气室

开关设备的灭弧与绝缘是独立于SF6气体中的。灭弧室是独立密封的,充以较高的气体压力保证灭弧,气箱中其余空间充以较低的气体压力保证绝缘。

1.3.3内部故障电弧限制装置

内部故障电弧限制装置安装在柜体中,在一定程度上保护了设备和人身的安全。该装置通过在电缆室内安装自动快速接地开关来实现保护,在产生故障电弧的几毫秒内,接地开关会迅速动作熄弧。

2智能分界开关测控装置

2.1智能分界开关测控装置

智能分界开关测控装置需要内置到智能电缆分界设备当中,具备遥控合分闸开关、检测故障和保护控制等功能。智能分界开关测控装置主要功能如表2所示。

2.2智能分界开关测控装置主要保护功能

2.2.1过流保护

过流保护主要反应大电流故障,当发生三相短路、相间短路、两相接地等大电流故障时,会引起过流保护动作。保护动作逻辑如图2所示。

注:Uwy为无压定值;Iwl为无流定值;Igl为过流定值;Tgl为过流时间定值;Tfhtz为负荷开关跳闸延时。

当“过载电流跳负荷开关”控制字为默认值“退出”时,如果相电流大于Igl,延时Tgl后,断路器跳闸继电器出口。然后判断是否满足母线侧无压、相电流小于Iwl,并延时Tfhtz,如果满足,则负荷开关跳闸继电器动作,点亮“短路灯”并通讯上传故障信号。

当“过载电流跳负荷开关”控制字设置为“投入”时,如果有相电流一直大于Igl,在经过Tgl延时后(在此延时期间,所有相电流同时又都不大于Ibs闭锁电流),则允许负荷开关直接跳闸;若在此期间有相电流大于Ibs闭锁电流,则负荷开关必须在变电站断路器跳闸后(此时无流、无压)延时Tfhtz才能跳开。

2.2.2单相接地保护

单相接地保护逻辑如图3所示,图中I0gl为零序电流定值;TI0为零序接地时间定值;XHXQ为中性点经消弧线圈接地投退定值,如果是中性点经消弧线圈接地的系统,该投退定值设置为“投入”,其他情况下设置为“退出”;U0mk为零序电压内部门槛值,取10 V。

3配网智能电缆分界开关设备实现的功能

通过一体化设计组合,将高可靠性德理施尔气体绝缘环网开关设备、智能化组件(智能分界开关测控装置)、三相一体式电流互感器、母线电压互感器组合成配网智能电缆分界开关设备,其主要实现功能为:

(1)自动切除负荷侧单相接地故障:当用户支线发生单相接地故障时,该配网智能电缆分界开关设备通过判别零序电流实现自动分闸,甩掉故障支线,保证变电站及馈线上的其他分支用户安全运行。

(2)自动隔离或切除负荷侧短路故障:当用户支线发生相间短路故障时,该配网智能电缆分界开关设备通过判定过流并记忆,在变电站出线保护跳闸后,立即分闸甩掉故障线路。

(3)快速定位故障点:用户支线故障造成该配网智能电缆分界开关设备动作后,仅责任用户停电,以用户定制的通讯方式主动上报故障信息,使电力公司能迅速明确事故点,及时进行现场处理,使故障线路尽早恢复供电。

4结语

通过对将高可靠性C-GIS开关设备、微机保护测控以及通讯模块充分融为一体的配网电缆智能分界开关设备的研究发现,智能测控装置通过对运行电缆线路实时数据的采集及判断,在电缆线路发生了接地故障和短路故障时,能够快速地切除或隔离故障,并向维护管理人员以定制的通讯方式来传递故障内容,在第一时间就定位故障支线。它的应用可以在一定程度上缩小停电范围、缩短停电时间,提高电缆供电线路的可靠性和安全性,保障配网运行安全。

参考文献

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分界开关(看门狗)的应用与分析 篇5

1.1 分界开关的基本作用

分界开关在配电网系统中有着重要作用, 在配电网供电系统中, 在各用户供电结合点或线路分支上安装用户分界负荷开关, 就能在供电支线线路或用户电路设备发生故障时将其切断或隔离, 以免故障波及到供电主干线和其他分支线路。

1.2 分界开关的基本结构安装原理

分界开关主要由内置电源变压器、内置零序电流互感器、内部控制器、无线通讯模块、内弹簧锁式操作机构组成。通过在供电线路用户分界点或者线路分支点上安装分界开关, 开关可在线路发生故障时发挥切断和隔离作用, 减少停电时间和范围的同时也避免了因故障而产生的各种纠纷。当分界开关配用GPRS无线通讯模块后, 在故障发生时可快速定位故障位置, 并将故障信息反馈至供电公司工作人员, 很大程度的提高了供电可靠性。

为避免因用户设备故障造成配电网大范围停电, 该设备安装位置应该选取在架空线末端用户进线位置或用户线路分支T接处, 如下图所示:

2 分界开关的功能分析和故障处理方法

2.1 单相接地保护

当用户设备在界内发生单相接地故障时, 分界开关就可实现单相接地保护。此时控制器会对预设零序电流值进行检测, 若检测到故障零序电流超过预设值时, 控制器会发出命令启动延时计时信号, 当反馈信号显示在持续时间内零序故障电流性都超过预设值时, 就会发出执行保护动作命令, 控制器向分界开关操作系统发出命令信号, 命令开关执行分闸动作, 隔断分界开关范围内的用户故障设备。

2.2 相间短路、速断保护

当配电系统用户界内发生相间短路故障时, 此时分界开关内部控制系统中贯穿式CT发挥作用, 监测到相间短路故障发生瞬间的短路电流, 并将信息反馈给控制端, 分界开关控制端接收到相间短路电流信号后, 判断其短路电流是否超过短路电流预设值, 之后记忆该电流过流状态。此时, 变电站供电系统出线端断路器做保护动作自动断闸。若控制器检测到支线电压没有超过低电压关闭预设值, 且相电流值没有超过关闭电流预设值时, 分闸计时程序启动, 分闸计时达到延时计时整定值后, 短时间内控制器判断线路无电压电流流过时, 对分界开关发出命令使其进行分闸动作, 将故障切断隔离。此时变电站出线断路器重新合闸, 分界开关已经分闸将故障区分隔开, 其他用地按区域正常供电。在分界开关分闸时应该充分保证期间延迟时间与出线端断路器合闸时间相配合, 必须在断路器合闸之前将分闸动作完成, 保障故障区被隔离出来。

2.3 快速定位故障点

故障的快速定位取决于分界开关设备中的智能系统, 当分界开关配用GPRS无线通讯模块后, 在故障发生时快速定位故障位置, 具体故障定位和分析如下表所示:

2.4 监控用户负荷

在配电网系统安装分界开关时, 必然配置有自动化配电监控管理系统, 监控系统的主要作用是实现对线路上分界开关实时监测, 使供电工作人员和线路维护人员能够快速了解整体配电系统的运行状态, 能够及时分析并处理异常情况。

3 分界保护装置的应用及效果分析

3.1 零序保护

零序保护就是指分界开关能够将用户界内的单相接地故障快速侦测, 通过在控制器内预设整定值, 分界开关对零序电流实时监控, 当零序电流延时达到预设整定值后执行开闸动作, 自动将接地故障区的供电切断。在配电网系统中若接地系统采用的是配电网中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统或者中性点经小电阻接地系统, 根据这几种接地系统的特点, 一般采用零序保护控制系统。

3.2 电流保护

电流保护只的是在电路系统出现相间短路故障时, 分界开关对其进行检测和判断, 通过判断短路相电流的电流值和控制系统中的预设电流值, 对故障状态进行记忆, 并检测和确定变电站出线端断路器跳闸状态, 之后延时一定时间后执行分闸动作, 在变电站重新合闸之前将故障区隔离, 保障短路故障在合闸后不影响其他支路的供电状况。

3.3 分闸出口限制保护

在配电系统中, 偶尔会出现控制器自检错误情况, 此时分闸出口限制保护的作用是使分界开关在任何情况下都不执行分闸动作。为保护负荷开关的使用效率, 控制器在检测到实际短路相电流超过电流预设封闭值时, 也发出任何情况下不执行分闸动作的命令。

4 结论

分界开关 (看门狗) 可广泛的应用于配网系统自动化建设中, 在线路故障 (单相接地故障、相间短路故障) 的切断和隔离中具有重要作用。分界开关及其运用保证了供电系统安全稳定运行, 整体提升了电网配电系统相关技术水平。

参考文献

[1]尹惠慧.10kV配网线路看门狗分界断路器开关及故障指示器的应用分析[J].中国新技术新产品, 2011 (17) .

分界开关(看门狗)的应用与分析 篇6

1.1 分界开关的基本作用

分界开关在配电网系统中有着重要作用, 在配电网供电系统中, 在各用户供电结合点或线路分支上安装用户分界负荷开关, 就能在供电支线线路或用户电路设备发生故障时将其切断或隔离, 以免故障波及到供电主干线和其他分支线路。

1.2 分界开关的基本结构安装原理

分界开关主要由内置电源变压器、内置零序电流互感器、内部控制器、无线通讯模块、内弹簧锁式操作机构组成。通过在供电线路用户分界点或者线路分支点上安装分界开关, 开关可在线路发生故障时发挥切断和隔离作用, 减少停电时间和范围的同时也避免了因故障而产生的各种纠纷。当分界开关配用GPRS无线通讯模块后, 在故障发生时可快速定位故障位置, 并将故障信息反馈至供电公司工作人员, 很大程度的提高了供电可靠性。

为避免因用户设备故障造成配电网大范围停电, 该设备安装位置应该选取在架空线末端用户进线位置或用户线路分支T接处, 如下图所示:

2 分界开关的功能分析和故障处理方法

2.1 单相接地保护

当用户设备在界内发生单相接地故障时, 分界开关就可实现单相接地保护。此时控制器会对预设零序电流值进行检测, 若检测到故障零序电流超过预设值时, 控制器会发出命令启动延时计时信号, 当反馈信号显示在持续时间内零序故障电流性都超过预设值时, 就会发出执行保护动作命令, 控制器向分界开关操作系统发出命令信号, 命令开关执行分闸动作, 隔断分界开关范围内的用户故障设备。

2.2 相间短路、速断保护

当配电系统用户界内发生相间短路故障时, 此时分界开关内部控制系统中贯穿式CT发挥作用, 监测到相间短路故障发生瞬间的短路电流, 并将信息反馈给控制端, 分界开关控制端接收到相间短路电流信号后, 判断其短路电流是否超过短路电流预设值, 之后记忆该电流过流状态。此时, 变电站供电系统出线端断路器做保护动作自动断闸。若控制器检测到支线电压没有超过低电压关闭预设值, 且相电流值没有超过关闭电流预设值时, 分闸计时程序启动, 分闸计时达到延时计时整定值后, 短时间内控制器判断线路无电压电流流过时, 对分界开关发出命令使其进行分闸动作, 将故障切断隔离。此时变电站出线断路器重新合闸, 分界开关已经分闸将故障区分隔开, 其他用地按区域正常供电。在分界开关分闸时应该充分保证期间延迟时间与出线端断路器合闸时间相配合, 必须在断路器合闸之前将分闸动作完成, 保障故障区被隔离出来。

2.3 快速定位故障点

故障的快速定位取决于分界开关设备中的智能系统, 当分界开关配用GPRS无线通讯模块后, 在故障发生时快速定位故障位置, 具体故障定位和分析如下表所示:

2.4 监控用户负荷

在配电网系统安装分界开关时, 必然配置有自动化配电监控管理系统, 监控系统的主要作用是实现对线路上分界开关实时监测, 使供电工作人员和线路维护人员能够快速了解整体配电系统的运行状态, 能够及时分析并处理异常情况。

3 分界保护装置的应用及效果分析

3.1 零序保护

零序保护就是指分界开关能够将用户界内的单相接地故障快速侦测, 通过在控制器内预设整定值, 分界开关对零序电流实时监控, 当零序电流延时达到预设整定值后执行开闸动作, 自动将接地故障区的供电切断。在配电网系统中若接地系统采用的是配电网中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统或者中性点经小电阻接地系统, 根据这几种接地系统的特点, 一般采用零序保护控制系统。

3.2电流保护

电流保护只的是在电路系统出现相间短路故障时, 分界开关对其进行检测和判断, 通过判断短路相电流的电流值和控制系统中的预设电流值, 对故障状态进行记忆, 并检测和确定变电站出线端断路器跳闸状态, 之后延时一定时间后执行分闸动作, 在变电站重新合闸之前将故障区隔离, 保障短路故障在合闸后不影响其他支路的供电状况。

3.3分闸出口限制保护

在配电系统中, 偶尔会出现控制器自检错误情况, 此时分闸出口限制保护的作用是使分界开关在任何情况下都不执行分闸动作。为保护负荷开关的使用效率, 控制器在检测到实际短路相电流超过电流预设封闭值时, 也发出任何情况下不执行分闸动作的命令。

4结论

分界开关 (看门狗) 可广泛的应用于配网系统自动化建设中, 在线路故障 (单相接地故障、相间短路故障) 的切断和隔离中具有重要作用。分界开关及其运用保证了供电系统安全稳定运行, 整体提升了电网配电系统相关技术水平。

摘要：在21世纪这个充满科技色彩的时代, 随着我国经济水平不断提高, 我国城乡建设也以迅猛的姿态快速发展着, 由于城乡建设的发展速度太快, 对城乡配电线路及配电设备的要求也逐步提高。近几年, 配电网技术越来越成熟, 配电设备的健康水平得到了大幅度提高, 配电网总体故障率也比之前减少了很多。本文简要阐释了分界开关在配电网系统中的作用和重要性。

关键词：配电网系统,分界开关,看门狗

参考文献

[1]尹惠慧.10KV配网线路看门狗分界断路器开关及故障指示器的应用分析[J].中国新技术新产品, 2011 (17) .

分界负荷开关 篇7

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

[1]郑文秀.应用分界开关和注入信号的配电网故障定位技术[J].农村电气化, 2011 (2) .

[2]杨成永, 田国锋.10kV城市配网分界负荷开关应用[J].山东电力技术, 2010 (6) .

[3]杨健, 曹培, 郭创新.智能电网低碳效益展望[J].电力科学与技术学报, 2010 (3) .

[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) .