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        10kV斷路器的重合功能在農(nóng)村配網(wǎng)中的應(yīng)用探討

        2016-05-14 15:10:23蘇健沛
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年6期
        關(guān)鍵詞:動(dòng)作故障功能

        蘇健沛

        摘 要:10kV農(nóng)村配網(wǎng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)關(guān)鍵且重要的地位,斷路器是支持配網(wǎng)運(yùn)行不可或缺的電氣設(shè)備,影響著線路的安全運(yùn)轉(zhuǎn)、關(guān)系到電能供應(yīng)水平和質(zhì)量。然而,實(shí)際的斷路器設(shè)備工作中依然存在問題,需要積極地改進(jìn)與優(yōu)化。文章以10kV配網(wǎng)為例,分析了斷路器重合功能的實(shí)際運(yùn)用。

        關(guān)鍵詞:10kV斷路器;重合功能;農(nóng)村配網(wǎng);應(yīng)用

        電力系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到用戶的安全用電,配網(wǎng)能否安全運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)極大地影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平,農(nóng)村配網(wǎng)在整個(gè)農(nóng)業(yè)地區(qū)發(fā)揮著關(guān)鍵的供電作用,斷路器作為配網(wǎng)線路中的關(guān)鍵設(shè)備,其能否正常運(yùn)行會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。斷路器自身的缺陷和問題會(huì)引發(fā)較大的故障,會(huì)影響電力運(yùn)行質(zhì)量,為了確保農(nóng)網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),就必須明確斷路器運(yùn)行中出現(xiàn)的問題,加大對其改造力度,發(fā)揮重合功能的關(guān)鍵作用。

        1 斷路器的類別、特征與運(yùn)行原理

        1.1 斷路器的類別

        斷路器是整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)部非常關(guān)鍵的開關(guān)裝置,發(fā)揮著極其關(guān)鍵而重要的作用,一方面可以有效地切合負(fù)載電流,另一方面能夠及時(shí)、高效、快捷地識(shí)別短路電流,從而切斷短路短路電流。斷路器能夠通過切斷電流來維護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全,體現(xiàn)出了斷路器的斷流能力,如果線路電壓偏離額定數(shù)值,斷路電流也會(huì)對應(yīng)上升,會(huì)達(dá)到一個(gè)極限值。常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下,斷路器能夠有效切斷負(fù)載電流,斷路器實(shí)際運(yùn)行過程中,能夠有效切斷短路電流。根據(jù)相數(shù)的數(shù)量,斷路器包括:三相斷路器、單相斷路器。根據(jù)滅弧介質(zhì),斷路器包括:油斷路器、真空斷路器等。按照動(dòng)作規(guī)律與規(guī)范,斷路器類型包括:跌落式斷路器、組合斷路器。

        現(xiàn)階段,斷路器已經(jīng)走向真空化發(fā)展,其具有顯著的優(yōu)勢功能,例如:安全穩(wěn)定、斷開能力強(qiáng)、方便長時(shí)間使用等,真空斷路器處于電力系統(tǒng)中發(fā)揮優(yōu)勢功能。

        1.2 液壓控制原理

        液壓控制體現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢特征與功能,具體表現(xiàn)為:安全、簡單、穩(wěn)定、成本低、長期使用、便于維護(hù)等,對應(yīng)的不足與弱勢體現(xiàn)為:不能高速、準(zhǔn)確地發(fā)揮保護(hù)性能,不便于調(diào)整等。

        1.3 電子控制斷路器

        該斷路器的具體特征為:不需要串聯(lián)線圈,也可以省去液壓機(jī)構(gòu),可以將電流互感器配置于斷路器套管,對應(yīng)來監(jiān)測得出過電流大小。當(dāng)配網(wǎng)線路中出現(xiàn)瞬間故障問題時(shí),斷路器依然能夠憑借其特殊的電子記憶時(shí)間觀念來計(jì)數(shù),再逐漸地把計(jì)數(shù)逐步進(jìn)行歸零。

        1.4 跌落式斷路器

        該斷路器在外形、尺寸方面同熔斷器十分類似,其中最顯著的差異體現(xiàn)在:跌落式斷路器的熔管一般被安裝于主回路內(nèi)部金屬載流管,其中設(shè)置了電路板,能夠發(fā)揮邏輯分析、數(shù)據(jù)記錄、控制等相關(guān)作用。當(dāng)供電線路或配網(wǎng)線路內(nèi)部電流上升為整定值,電路板就能發(fā)揮邏輯記錄功能,及時(shí)記錄下電流的通斷脈沖信號(hào)。

        1.5 組合式斷路器

        組合式斷路器一般涵蓋以下幾大部分,分別為:負(fù)荷開關(guān)、電源、邏輯控制器。實(shí)際使用過程中要采用分離式裝配的方法,通常將重合器配置于主干線路,分段器則對應(yīng)配置于各個(gè)分支線路。通常情況下,電源與斷路器能夠有效配合、彼此互動(dòng),相互通用。其中重合器和分段器二者之間最明顯的區(qū)別體現(xiàn)在:有著不同的邏輯控制功能。

        2 斷路器的科學(xué)的選擇與使用要求

        斷路器實(shí)際選擇過程中,要重點(diǎn)從以下方面進(jìn)行考慮:整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓要較大,超出斷路器的額定電壓值。同樣,斷路器的額定電流數(shù)值也要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),要超出線路負(fù)荷電流的最大極限值,同時(shí),要留出一些空余度,一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障,例如:短路故障、接地故障時(shí),要確保斷路器的熱穩(wěn)定值達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn),要超出線路的最大短路電流。

        斷路器實(shí)際使用過程中,必須確保不同設(shè)備間的有效配合,這其中必然存在一定的困難和挑戰(zhàn),為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注以下關(guān)鍵方面:(1)保護(hù)設(shè)備的啟動(dòng)電流,要照顧到未出現(xiàn)故障問題的支線的負(fù)荷電流,會(huì)產(chǎn)生一定影響,二者之間具體的比值為:啟動(dòng)電流應(yīng)該更大,高于支線路負(fù)荷電流的極限值,通常前者是后者的1.2-1.3倍。(2)記錄次數(shù):記錄次數(shù)方面,同上級保護(hù)斷開次數(shù)相比,應(yīng)該更少,如果各個(gè)斷路器串聯(lián)進(jìn)行配置,具體的計(jì)數(shù)次數(shù)遞減規(guī)律為,自電源端向負(fù)荷端逐級遞減一次。(3)記憶時(shí)間:斷路器的記憶時(shí)間應(yīng)該較長,超出上級繼電保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間之和。其中電子式斷路器,其記憶時(shí)間能夠被科學(xué)、合理地調(diào)整,而且該斷路器不僅能夠發(fā)揮保護(hù)功能,也兼具額外的功能,具體包括:電流、電壓抑制,快速復(fù)位等,可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行靈活選擇,通過發(fā)揮抑制功能能夠?qū)崿F(xiàn)上下層保護(hù)間的有效配合。

        3 線路保護(hù)配合與開斷設(shè)備動(dòng)作要求

        3.1 自動(dòng)斷路器分閘

        要想讓自動(dòng)斷路器能夠分閘運(yùn)行,就需要達(dá)到以下條件:故障電流已經(jīng)在重合器的作用下,被切斷,配網(wǎng)線路沒有電壓存在,被切斷的線路中依然留有一部分較小的電流,但是其值在300毫安以下,途經(jīng)斷路器電流檢測設(shè)備的故障電流必須高出某一整定數(shù)值,斷路器所記錄下的過流次數(shù)也必須達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn),上升至整定數(shù)值。

        3.2 斷路器與重合器的有效配合

        二者之間一般選擇串聯(lián)安裝,而且在位置方面有所要求,需要將斷路器設(shè)置于重合器的負(fù)荷端,這樣才能確保重合器有效發(fā)揮作用,也就是在斷路器保護(hù)范圍內(nèi),能夠?qū)ψ钚〉亩搪饭收想娏靼l(fā)出保護(hù)動(dòng)作。

        同時(shí),斷路器的啟動(dòng)電流值也必須達(dá)到特定要求,應(yīng)該低于保護(hù)范圍內(nèi)兩相短路電流值,要想有效控制斷路器測試電流誤差的不良危害,斷路器電流檢測設(shè)備會(huì)自覺避開最大負(fù)荷電流,也就是說不會(huì)在此狀態(tài)下發(fā)生斷開動(dòng)作,而且也能確保重合器同一狀態(tài)下同樣維持常態(tài),不做出任何動(dòng)作。

        4 10kV斷路器重合功能在農(nóng)村配網(wǎng)中的應(yīng)用

        4.1 實(shí)例介紹

        在某農(nóng)業(yè)偏遠(yuǎn)地區(qū),供電服務(wù)部門將具有重合功能的一套斷路設(shè)備(斷路器、分段器)配置于10kV配網(wǎng)線路中,然而從裝配之日起到正式運(yùn)行,斷路器卻沒能發(fā)揮作用,即使配網(wǎng)線路出現(xiàn)短路故障、接地故障、高負(fù)載故障的情況下,斷路器也未發(fā)揮切斷保護(hù)功能,取而代之的是站內(nèi)自動(dòng)化保護(hù)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn),意味著斷路器出現(xiàn)了不合規(guī)范跳閘問題。各類技術(shù)工作者走向安裝斷路器的線路,進(jìn)行檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)分段器與重合器出現(xiàn)下面幾大問題:配網(wǎng)線路中缺少重合器,從而導(dǎo)致分段器無法發(fā)揮作用,而且分段器的動(dòng)作計(jì)數(shù)值相對較小,導(dǎo)致重合器與分段器之間不能有效配合、同步動(dòng)作,影響著各自功能的有效發(fā)揮。

        4.2 改造措施

        從上面的闡述與分析能可以看出,重合器動(dòng)作電流較大,達(dá)到斷路器過電流的1.1倍,可以將此數(shù)值作為依據(jù)加以整定,未能超出速斷電流的0.8倍,對此可以改變分段器的具體位置,通過移動(dòng)、改變分段器的定位,對應(yīng)的整定數(shù)值也將發(fā)生變化。

        同時(shí),根據(jù)變電站過電流的大小來對應(yīng)調(diào)整重合器,使其動(dòng)作電流數(shù)值對應(yīng)做出整定,其動(dòng)作時(shí)間更短,也就是確保其在過流保護(hù)范圍內(nèi)開始動(dòng)作,這樣才能確保其功能與作用的有效發(fā)揮,同時(shí),也必須經(jīng)常加強(qiáng)對重合器、斷路器等的整定、檢查、維修與驗(yàn)收。

        5 結(jié)束語

        10kV斷路器的重合功能在農(nóng)村配網(wǎng)中功能與作用的有效發(fā)揮,需要確保重合器與斷路器的有效配合,在雙方有效配合基礎(chǔ)上,還要加強(qiáng)現(xiàn)場檢查與校驗(yàn),這樣才能確保雙方功能的有效發(fā)揮,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]孫福杰,何俊佳,鄒積巖.基于重合器和分段器的10kV環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2000.

        [2]陳堂,趙祖康,陳星鶯,等.配電系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2002.

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