饋線自動(dòng)化裝置故障動(dòng)作分析及其在調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

潮州饒平供電局 鄭樂(lè)翔

饋線自動(dòng)化裝置故障動(dòng)作分析及其在調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

潮州饒平供電局 鄭樂(lè)翔

本文主要剖析饋線終端單元（FTU）在10kV配電網(wǎng)上分段及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)上所具備的特殊功能，經(jīng)簡(jiǎn)單邏輯形成饋線自動(dòng)化裝置（DA），基于此對(duì)饋線自動(dòng)化裝置故障動(dòng)作原理及在調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

饋線自動(dòng)化裝置；故障動(dòng)作；變電站

1. 關(guān)于10kV配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)功能的設(shè)置

上分段開(kāi)關(guān)：

當(dāng)前，10kV配電網(wǎng)上分段開(kāi)關(guān)具備這幾個(gè)重要功能：（1）延時(shí)合閘，如果開(kāi)關(guān)一端受電，那么FTU開(kāi)啟繼電器計(jì)時(shí)X之后就會(huì)將開(kāi)關(guān)閉合。（2）一端受電之后X時(shí)間之內(nèi)內(nèi)壓閉鎖合閘。如果在受電合閘之后，DTU開(kāi)啟時(shí)間繼電器計(jì)時(shí)X之內(nèi)，還會(huì)受到一次失壓，開(kāi)關(guān)會(huì)動(dòng)作跳閘，并且會(huì)閉鎖合閘。（3）受電合閘之后的Y時(shí)內(nèi)失壓閉鎖合閘。如果在受電合閘之后，F(xiàn)TU啟動(dòng)繼電計(jì)時(shí)Y之內(nèi)同樣要再受次失壓，開(kāi)關(guān)動(dòng)作跳閘，同時(shí)還會(huì)閉鎖合閘。（4）瞬時(shí)低電壓閉鎖合閘。如果開(kāi)關(guān)兩端瞬時(shí)低電壓，通常是小于額定電壓的30%，且持續(xù)15ms以上，F(xiàn)TU會(huì)發(fā)出指令讓開(kāi)關(guān)跳閘，同時(shí)達(dá)成閉鎖合閘。（5）兩端電壓閉鎖合閘[1]。如果開(kāi)關(guān)一端受電，那么FTU會(huì)啟動(dòng)時(shí)間繼電器計(jì)時(shí)X之內(nèi)，對(duì)另端電壓予以檢測(cè)，維持開(kāi)關(guān)分閘，并為閉鎖合閘。

2. DA故障動(dòng)作及其在調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

結(jié)合DA的應(yīng)用情況，饋線開(kāi)關(guān)單單設(shè)置一次重合閘，且動(dòng)作時(shí)間設(shè)為5S?，F(xiàn)對(duì)DA的故障類(lèi)型進(jìn)行系統(tǒng)分析，具體包括：

2.1 瞬時(shí)短路

倘若圖1內(nèi)的M點(diǎn)出現(xiàn)瞬時(shí)短路，那么變電站CB1開(kāi)關(guān)就會(huì)有跳閘動(dòng)作，而S1～S3開(kāi)關(guān)都會(huì)作出失壓動(dòng)作跳閘。在5S時(shí)間之后，CB1會(huì)重合，通過(guò)S1～S3開(kāi)關(guān)逐層進(jìn)行延時(shí)合閘，最終恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)的供電。此外，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)L自一端失壓時(shí)，就開(kāi)始進(jìn)行XL計(jì)時(shí)，如果在XL時(shí)間內(nèi)，并且通過(guò)檢測(cè)明確兩端都具有一定電壓，那么需要在XL計(jì)時(shí)復(fù)歸，對(duì)ZL時(shí)間予以確認(rèn)，確保開(kāi)關(guān)維持分閘狀態(tài)。

圖1 環(huán)形電網(wǎng)構(gòu)造情況

2.2 永久性短路

從當(dāng)前運(yùn)行和日常維護(hù)情況看，DA永久性短路主要有這幾種情況：

（1）S1到L間出現(xiàn)故障。一是故障隔離，如果圖1的M點(diǎn)出現(xiàn)該類(lèi)故障，那么變電站CB1開(kāi)關(guān)會(huì)有跳閘動(dòng)作，而S1～S3開(kāi)關(guān)都會(huì)有失壓跳閘[2]。在5S之后，CB1會(huì)閉合，S1和S2則逐一進(jìn)行延時(shí)合閘到具體故障點(diǎn)，如BCB1再次出現(xiàn)跳閘，那么S1會(huì)作出失壓跳閘動(dòng)作，S2則會(huì)因隨之失壓，開(kāi)關(guān)會(huì)動(dòng)作調(diào)至，并且會(huì)閉鎖合閘，S3則會(huì)因?yàn)橐欢耸軌褐缶彤?dāng)即失壓，維持分閘狀態(tài)，且閉鎖合閘，所以使故障點(diǎn)得以有效隔離。二是，恢復(fù)供電，一方面在故障點(diǎn)之前線路恢復(fù)供電，因CB1閉合經(jīng)S1、S2逐一延時(shí)合閘到故障點(diǎn)再完成跳閘的時(shí)間已超出了保護(hù)裝置合閘充電時(shí)間，CB1再閉合，經(jīng)S1延時(shí)合閘到S2閉鎖合閘，進(jìn)而對(duì)故障點(diǎn)之前的區(qū)段恢復(fù)供電。另一方面就是故障點(diǎn)之后線路恢復(fù)供電，L延時(shí)合閘，恢復(fù)到L～S3區(qū)段間的供電。

（2）CB1到S1間出現(xiàn)故障。該區(qū)段發(fā)生永久性短路，那么變電站CB1會(huì)跳閘，S1～S3都會(huì)作出失壓動(dòng)作跳閘。在5S之后，CB1閉合閘動(dòng)作失敗，S1會(huì)因?yàn)槭茈姰?dāng)即失壓，維持分閘且為閉鎖合閘，故障區(qū)段會(huì)即時(shí)被隔離。而L、S3、S2則會(huì)逐一進(jìn)行延時(shí)合閘，對(duì)非故障區(qū)段恢復(fù)供電。

2.3 單相接地

把3個(gè)相對(duì)地單相互感器按照?qǐng)D2方式連接，自二次側(cè)Y接繞組中選取任意兩相作柱上開(kāi)關(guān)工作電源，工作電源選兩相目的就是為在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，線電壓仍能穩(wěn)定不變，工作電源電壓也穩(wěn)定在220kV。自二次側(cè)開(kāi)口三角型繞組選擇零序電壓3U0，在其存在大于設(shè)定參數(shù)與柱上開(kāi)關(guān)合閘信號(hào)構(gòu)成和門(mén)邏輯關(guān)系，就是FTU觸發(fā)信號(hào)，開(kāi)關(guān)跳閘且閉鎖合閘。

圖2 相對(duì)地電壓互感器接線構(gòu)造

（1）S1到L間出現(xiàn)單相接地。如果圖1中的M點(diǎn)出現(xiàn)單相接地故障，那么變電站的選線裝置會(huì)正確選線或者輪切明確故障饋線后，要進(jìn)行以下處理：先要及時(shí)斷開(kāi)CB1，該時(shí)S1～S3均會(huì)失壓斷開(kāi)；然后合上CB1。如合上CB1和前次分閘的間隔較長(zhǎng)時(shí)間，也就是CB1合閘和前次分閘所間隔時(shí)間和S1、S2的X延時(shí)合閘時(shí)間總和要比聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)L在XL延時(shí)開(kāi)啟時(shí)間和S3的X延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間的總和要大，那么L，S3會(huì)逐一延時(shí)合閘到單相接地點(diǎn)，而系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生零序電壓3U0，S3短延時(shí)避開(kāi)系統(tǒng)干擾后跳閘并且是閉鎖，待零序電壓完全消失之后，S2會(huì)因?yàn)槭茈姾螽?dāng)即失壓，維持分閘狀態(tài)且是閉鎖合閘，如此使故障點(diǎn)得以隔離，先完成故障點(diǎn)之后區(qū)段的供電恢復(fù)操作[3]。而CB1合閘，經(jīng)S1開(kāi)關(guān)延時(shí)合閘到S2，后完成故障點(diǎn)之后區(qū)段供電恢復(fù)操作。

（2）CB1到S1間的單相接地。發(fā)生在該區(qū)段的單相接地，變電站的選線裝置會(huì)作出正確選線或者輪切動(dòng)作后明確接地故障饋線之后，先要斷開(kāi)CB1，這時(shí)S1～S3開(kāi)關(guān)均會(huì)失壓斷開(kāi)；然后，再閉合變CB1。如果CB1合閘和前次分閘間隔較長(zhǎng)時(shí)間，也就是CB1合閘和前次分閘間隔時(shí)間要比L的XL延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間和S3、S2、S1的X延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間和要大時(shí)，L及S3、S2、S1已完成延時(shí)合閘到單相接地故障點(diǎn)，此時(shí)系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生零序電壓3U0，S1短延時(shí)避開(kāi)系統(tǒng)影響后跳閘且閉鎖，在完全消失后，先會(huì)恢復(fù)故障點(diǎn)后區(qū)段的段供電。而CB1合閘到單相接故障點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)零序電壓無(wú)法消失，再斷開(kāi)CB1，故障點(diǎn)被隔離完成。

3. 結(jié)論

總而言之，DA裝置的投入應(yīng)用，有效提升看配電網(wǎng)的供電安全性和可靠性，裝備該裝置的各10kV分段開(kāi)關(guān)間獨(dú)立運(yùn)行，不需借助通信，提升了設(shè)備運(yùn)行效率，有效節(jié)省了運(yùn)行成本。在實(shí)際應(yīng)用中，如DA裝置發(fā)生故障，供電企業(yè)必須負(fù)責(zé)，并及時(shí)報(bào)告到技術(shù)部門(mén)進(jìn)行處理，根據(jù)故障實(shí)際類(lèi)型采取有效方法，確保DA裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]胡年平,陳東.在高可靠性示范區(qū)饋線自動(dòng)化方案的實(shí)施[J].供用電,2012,01:37-39.

[2]葛樹(shù)國(guó),沈家新.10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)分析及應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源,2012,08:29-34.