10kv網(wǎng)絡(luò)多電源供電模式

10kv網(wǎng)絡(luò)多電源供電模式

獨(dú)立運(yùn)營(yíng)、電網(wǎng)自動(dòng)化管理、多電源環(huán)形供電、供電可靠性多年來一直是電氣行業(yè)的目標(biāo)。自50年代我國(guó)10kV電網(wǎng)大量應(yīng)用多油開關(guān),到80年代柱上SF6和真空開關(guān)及自動(dòng)重合器的推廣應(yīng)用,對(duì)電網(wǎng)供電方式來講是一個(gè)飛躍。近年來,各種智能開關(guān)、配網(wǎng)自動(dòng)化產(chǎn)品、多電源環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)(MIS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)的普及與應(yīng)用,正在形成我國(guó)電力系統(tǒng)在供電和管理上的一個(gè)新的飛躍。在此新老交替的變革時(shí)期,多種控制模式、多種形式的新產(chǎn)品將同時(shí)出現(xiàn)。雙電源、多電源環(huán)網(wǎng)供電模式的選擇,及其對(duì)開關(guān)制造廠、控制器生產(chǎn)廠提出實(shí)用合理的技術(shù)指標(biāo)要求,已經(jīng)成為電力部門產(chǎn)品選型時(shí)遇到的非常實(shí)際且急需解決的問題。本文針對(duì)上述情況對(duì)幾種經(jīng)典的10kV網(wǎng)絡(luò)供電模式進(jìn)行了分析,并提出了一種新型的環(huán)網(wǎng)供電模式。1一些典型的輻射供電模式1.1低投入高產(chǎn)出簡(jiǎn)化電方式應(yīng)用具有多次重合功能的自動(dòng)重合器替代斷路器,作為10kV網(wǎng)絡(luò)的出口開關(guān),是供電方式上的明顯改進(jìn)。該方法尤為適用于縣級(jí)以下的變電站或是小型化無人值守站,是一種低投入高產(chǎn)出簡(jiǎn)化模式,不但能短時(shí)隔離分支的永久性故障、快速分?jǐn)嘟硕搪返拇箅娏鞴收?而且能消除90%以上的瞬時(shí)性故障,提高供電的可靠性。其典型接線如圖1所示。1.2低成本分段控制器重合器和分段器構(gòu)成輻射狀網(wǎng)絡(luò)是用重合器作為10kV線路的出口開關(guān)的改進(jìn)模式,該模式可在一臺(tái)重合器后應(yīng)用多臺(tái)分段器,由于分段器的價(jià)格遠(yuǎn)比重合器低,故而應(yīng)用重合器、分段器構(gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)是一種非常實(shí)用的低成本高性能模式。如圖2將重合器1的重合次數(shù)設(shè)置為3次、分段器1的記憶次數(shù)設(shè)為3次、分段器2設(shè)為2次。則一次重合即可隔離C段故障;兩次重合即可隔離B段故障;三次重合即可隔離A段故障。一種新型低成本分段控制器(FD-10型)不需要電源,故省掉了開關(guān)兩側(cè)的高壓PT;用電流脫扣線圈作為記憶故障分閘,可以采用手動(dòng)機(jī)構(gòu);內(nèi)部沒有蓄電池等儲(chǔ)能器件,可以長(zhǎng)期免維護(hù);記憶次數(shù)、記憶時(shí)間、延時(shí)時(shí)間、過流定值、速斷定值均可調(diào)。2一些最小的雙電源供電方案2.1電源環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)重構(gòu)控制過程雙電源環(huán)網(wǎng)供電、多電源選網(wǎng)供電是電網(wǎng)運(yùn)行的一個(gè)非常重要的組成部分,也是供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)。應(yīng)用“四遙”甚或“五遙”(遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙視)通訊是電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的重要環(huán)節(jié),“四遙”通訊與MIS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)相配合,即可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的運(yùn)行自動(dòng)化和管理自動(dòng)化,極大地提高供電的質(zhì)量和供電的可靠性。下面以五臺(tái)開關(guān)構(gòu)成雙電源環(huán)網(wǎng)供電的最小模式為例,簡(jiǎn)要說明雙電源環(huán)網(wǎng)供電的系統(tǒng)重構(gòu)控制過程,如圖3所示。其中:K1、K5為電流型自動(dòng)重合器,K2、K4為電流型自動(dòng)分段器,K3為環(huán)網(wǎng)斷路器,具有單側(cè)加壓延時(shí)合閘,雙側(cè)帶電不合閘的功能。若電源I停電,K1延時(shí)分閘,K2延時(shí)分閘;K1、K2將動(dòng)作信息傳給“中調(diào)”,“中調(diào)”計(jì)算機(jī)通過“遙調(diào)”按預(yù)先設(shè)定的方案修改K5、K4、K3、K2的參數(shù)(主要是過流定值和速斷定值),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),繼而,計(jì)算機(jī)通過“遙控”關(guān)合K3、K2,使A、B段線路在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電,如圖4。若線路A故障,K1重合不成功,合閘閉鎖,K2延時(shí)分閘;K1、K2將故障信息傳給“中調(diào)”,“中調(diào)”計(jì)算機(jī)通過“遙調(diào)”修改K5、K4、K3的參數(shù),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),計(jì)算機(jī)通過“遙控”關(guān)合K3使B段線路恢復(fù)供電,如圖5所示。若線路B故障,K1重合,K2記憶故障次數(shù),當(dāng)K2達(dá)到預(yù)定的記憶次數(shù)后,在K1的重合間隔自動(dòng)分閘且合閘閉鎖,K1下次重合成功;K1、K2將故障信息傳給“中調(diào)”,“中調(diào)”計(jì)算機(jī)確認(rèn)B段線路故障,使K3進(jìn)入合閘閉鎖,如圖6所示。2.2延遲合閘時(shí)間圖7示出了電壓型分段器實(shí)現(xiàn)多級(jí)串形供電的方式。K1為自動(dòng)重合器,K2～K5為電壓型智能分段器,K5可設(shè)置為網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)。電壓型分段器的基本性能:分段器失壓自動(dòng)分閘;雙側(cè)加壓不合閘;單側(cè)加壓延時(shí)合閘,合閘延時(shí)時(shí)間定義為X時(shí)間,在X時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到故障,記憶為開關(guān)進(jìn)線側(cè)故障;開關(guān)合閘后的一段時(shí)間定義為Y時(shí)間,在Y時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到故障,記憶為開關(guān)出線側(cè)故障。假設(shè)A段線路故障,重合器K1過流分閘,K2、K3、K4失壓分閘;一段時(shí)間后K1重合,X時(shí)間后K2延時(shí)合閘,Y時(shí)間內(nèi)判斷有無故障信息,X時(shí)間后K3延時(shí)合閘,在Y時(shí)間內(nèi)判斷到故障電壓信息,進(jìn)行輸出端故障信息記憶,同時(shí)K1過流分閘;一段時(shí)間后K1再次重合,X時(shí)間后K2延時(shí)合閘,K3因記憶到輸出端故障信息,而輸出合閘閉鎖;經(jīng)過XL時(shí)間,網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)從另一側(cè)電源合閘過來,余不贅述,如圖8所示。2.3k1k5電子線路故障段線路供電系統(tǒng)圖9為自動(dòng)環(huán)網(wǎng)供電方式1的示意圖。K1、K5為電流、電壓復(fù)合型重合器:電源側(cè)失電延時(shí)自動(dòng)分閘,電源側(cè)得電延時(shí)自動(dòng)合閘,雙側(cè)加壓不合閘,過流分閘,多次重合閘。K2、K4為電流、電壓復(fù)合型分段器:單側(cè)失壓延時(shí)自動(dòng)分閘,單側(cè)得電延時(shí)自動(dòng)合閘,雙側(cè)加壓不合閘,記憶過流故障次數(shù)。K3為環(huán)網(wǎng)斷路器。K1～K5是一種新型的控制器系列,檢測(cè)開關(guān)兩側(cè)的電壓,實(shí)現(xiàn)無故障段線路自動(dòng)恢復(fù)供電;同時(shí)檢測(cè)電流作為故障保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn),從而可實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)、速斷保護(hù)、反時(shí)限配合等性能;既有電壓型控制器自動(dòng)隔離故障段線路和自動(dòng)恢復(fù)無故障段線路供電的優(yōu)點(diǎn),又有電流型控制器保護(hù)的可靠性高、故障隔離快、停電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。若電源I停電,K1延時(shí)分閘,K2延時(shí)分閘;一段時(shí)間(T3)后,K3延時(shí)合閘,一段時(shí)間(T2)后K2延時(shí)合閘,使A、B段線路自動(dòng)恢復(fù)供電。如圖10所示。若線路A故障,K1重合不成功,合閘閉鎖,K2延時(shí)分閘;一段時(shí)間(T3)后K3延時(shí)合閘,K2單側(cè)加壓而延時(shí)合閘到故障點(diǎn)上,快速分閘,且進(jìn)入合閘閉鎖;使B段線路恢復(fù)供電,如圖11所示。若線路B故障,K1重合的過程中,K2對(duì)過流次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),若K1的重合次數(shù)為N,則在K1的第N-1次重合后,K2分?jǐn)嗲疫M(jìn)入合閘閉鎖;K3單側(cè)加壓而延時(shí)合閘到故障點(diǎn)上,進(jìn)入合閘閉鎖,如圖12所示。2.4k1合閘和k3合閘如圖9所示,自動(dòng)環(huán)網(wǎng)供電方式2中K1、K5和K2、K4的功能同方式1,K3為網(wǎng)點(diǎn)斷路器。若電源I停電,K1延時(shí)分閘,且合閘閉鎖,K2延時(shí)分閘;一段時(shí)間(T3)后,K3延時(shí)合閘,T2后K2延時(shí)合閘,使A、B段線路恢復(fù)供電。若線路A故障,K1重合不成功,合閘閉鎖,在K1合閘期間,K2對(duì)電源側(cè)殘留電壓的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),當(dāng)達(dá)到其設(shè)定的次數(shù)后,K2延時(shí)自動(dòng)分閘且合閘閉鎖;T3后K3延時(shí)合閘,使B段線路恢復(fù)供電。如圖13所示。若線路B故障,K1重合的過程中,K2對(duì)過流次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),若K1的重合次數(shù)為N,則在K1的第N-1次重合后,K2分?jǐn)嗲疫M(jìn)入合閘閉鎖,在K1合閘期間,K3對(duì)電源I側(cè)殘留電壓的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),當(dāng)達(dá)到其設(shè)定的N-1次后,K3合閘閉鎖。時(shí)序如圖14所示。3自動(dòng)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)本文提出的幾種供電模式,從運(yùn)行質(zhì)量、管理信息量、自動(dòng)化程度等方面考核,應(yīng)用“四遙”通訊配合實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電是首選的模式,然而從運(yùn)行的可靠性、投資額、運(yùn)行成本等方面考慮,該模式全方位普及尚需一定的時(shí)間。應(yīng)用電壓型分段器實(shí)現(xiàn)多級(jí)串行供電或是環(huán)網(wǎng)供電,是日本60年代的一種應(yīng)用模式,因其能自動(dòng)恢復(fù)供電而受到我國(guó)一些用戶的注意,然而該模式在發(fā)生故障后引起大面積停電,且其多級(jí)逐步送電,導(dǎo)致故障恢復(fù)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng),用戶對(duì)此應(yīng)引起高度重視;該控制器的缺點(diǎn)是檢測(cè)的可靠性低,對(duì)于小供電半徑內(nèi)的開關(guān)出線口故障,是電壓類控制器的檢測(cè)死區(qū)。自動(dòng)環(huán)網(wǎng)供電方式1是一種典型的運(yùn)行模式,既能自動(dòng)恢復(fù)無故障段線路供電,又能快速的自動(dòng)隔離故障段線路;以電流作為故障保護(hù)的依據(jù),可將過流、涌流、單相接地、短路、缺相等多種故障區(qū)分開來,可以實(shí)現(xiàn)延時(shí)分閘、快速分閘、重合閘等多種保護(hù)方法;應(yīng)用定時(shí)限或反時(shí)限可以方便地實(shí)