中壓配電網(wǎng)雙電源供電智能控制器的研究

摘要：配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端，直接面向用戶，70%的負(fù)荷停電都源于中壓配電網(wǎng)故障?，F(xiàn)從提高供電可靠性角度出發(fā)，對雙電源智能控制器進(jìn)行研究。通過各種故障運(yùn)行方式下主、備開關(guān)動作時序的分析，驗(yàn)證了雙電源控制器保護(hù)配置方案的正確性。

關(guān)鍵詞：中壓配電網(wǎng);雙電源;智能控制器;重要用戶

0 ? ?引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，對供電可靠性要求較高的敏感設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用[1-3]，而短時停電或電壓驟降可能導(dǎo)致該類設(shè)備異常運(yùn)行，已引起社會的普遍關(guān)注[4-7]。短時停電及電壓驟降問題主要源于系統(tǒng)故障，其持續(xù)時間決定于故障處理速度[8]。本文對10 kV柱上雙電源供電智能控制器的原理進(jìn)行研究，通過合理的保護(hù)和投切策略，保證供電可靠性。

1 ? ?雙電源供電方式

1.1 ? ?雙電源供電方式一次主接線圖

如圖1所示，正常狀態(tài)下，變電站出口斷路器111和112開關(guān)在合閘位置，主開關(guān)在合閘位置，備用開關(guān)在分閘位置，由主電源向重要負(fù)荷供電。F1代表主供線路主開關(guān)電源側(cè)發(fā)生相間故障，F(xiàn)2代表備用線路備用開關(guān)電源側(cè)發(fā)生相間故障，F(xiàn)3代表重要負(fù)荷側(cè)發(fā)生故障。

1.2 ? ?雙電源供電方式開關(guān)保護(hù)配置方案

根據(jù)《配電網(wǎng)線路整定細(xì)則（試行）》要求，保護(hù)配置方案如表1所示。

2 ? ?主、備開關(guān)切換配置方案

主、備開關(guān)切換方案整體上應(yīng)滿足主到備、備到主的要求。具體配置方案如下：

（1）主開關(guān)切換至備用開關(guān)：主供線路側(cè)PT1失電，瞬時跳開主開關(guān)，備用開關(guān)延時合閘。合閘延時時間需躲過上級開關(guān)重合閘時間，即延時（25+x）s，x為待定時間值。

（2）備用開關(guān)切換至主開關(guān)：備用線路側(cè)PT2失電，若這時主供線路側(cè)PT1有電，則瞬時跳開備用開關(guān)，主開關(guān)延時合閘。合閘延時時間取經(jīng)驗(yàn)值4 s。

（3）若主、備開關(guān)都處于分閘位置，同時主、備線路都有電，則主開關(guān)延時4 s合閘，備開關(guān)不動作。

（4）主、備開關(guān)電氣互鎖：兩臺開關(guān)如果其中一臺處于合閘位置，則閉鎖另一臺開關(guān)合閘。

（5）主開關(guān)或備用開關(guān)處于合閘位置時，若重要負(fù)荷側(cè)F3發(fā)生故障，開關(guān)瞬時動作，先于上級開關(guān)跳閘。

3 ? ?各種運(yùn)行方式下主、備開關(guān)的動作方式

下面在各種運(yùn)行方式下，對雙電源供電智能控制器的主、備開關(guān)切換方案進(jìn)行驗(yàn)證（黑色方框代表開關(guān)在合位，白色方框代表開關(guān)在分位）。

（1）正常運(yùn)行方式時，變電站出線開關(guān)111、112在合閘位置，線路分段開關(guān)113、114在合閘位置，主開關(guān)在合閘位置，備用開關(guān)在分閘位置。由主供線路向重要負(fù)荷的用戶專變供電。

（2）故障點(diǎn)F1處發(fā)生瞬時性故障：開關(guān)動作時序圖如圖2所示。

（3）故障點(diǎn)F1處發(fā)生永久性故障：分段開關(guān)113延時0.05 s跳開后PT1失電，主開關(guān)瞬時跳開，備用開關(guān)開始計時。25 s后分段開關(guān)113重合失敗，備用開關(guān)計時30 s后合閘，由備用線路向重要負(fù)荷供電。該過程無需人工參與，只要備用線路有電，則一直由其供電。

（4）故障點(diǎn)F4處發(fā)生瞬時性故障：變電站出線開關(guān)111延時0.2 s后跳閘，主開關(guān)瞬時跳開，備用開關(guān)開始計時30 s。再經(jīng)過2.5 s后變電站出線開關(guān)111重合成功，主開關(guān)計時4 s后合閘，閉鎖備用開關(guān)合閘，備用開關(guān)計時復(fù)歸。開關(guān)動作時序圖如圖3所示。

（5）故障點(diǎn)F4處發(fā)生永久性故障：變電站出線開關(guān)111延時0.2 s后跳閘，主開關(guān)瞬時跳開，備用開關(guān)開始計時30 s。再經(jīng)過2.5 s后變電站出線開關(guān)111重合不成功，備用開關(guān)計時到30 s后合閘，由備用線路給重要負(fù)荷供電。

4 ? ?結(jié)論

本文研究的雙電源智能控制器是與10 kV柱上分界斷路器配套的自投自復(fù)型雙路電源自動切換控制裝置，主要有以下功能：

（1）用戶側(cè)線路故障時跳閘保護(hù)功能。

（2）以主供線路供電為主，當(dāng)主電源失電時自動切換到備用線路;當(dāng)主電源得電時又自動切換到主供線路。

（3）防止配電線路合環(huán)功能。

對各種故障時開關(guān)動作時序的分析，驗(yàn)證了智能控制器保護(hù)配置的正確性，發(fā)生故障時其可自動投切，不需人工參與，大大提高了重要用戶的供電可靠性，是消除配電網(wǎng)“最后一公里”薄弱環(huán)節(jié)的重要手段。

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收稿日期：2020-07-13

作者簡介：趙亮（1988—），男，河北人，碩士研究生，工程師，研究方向：配電自動化、繼電保護(hù)。