10kv网络多电源供电模式

10kv网络多电源供电模式

独立运营、电网自动化管理、多电源环形供电、供电可靠性多年来一直是电气行业的目标。自50年代我国10kV电网大量应用多油开关,到80年代柱上SF6和真空开关及自动重合器的推广应用,对电网供电方式来讲是一个飞跃。近年来,各种智能开关、配网自动化产品、多电源环网供电系统、管理信息系统(MIS)、地理信息系统(GIS)的普及与应用,正在形成我国电力系统在供电和管理上的一个新的飞跃。在此新老交替的变革时期,多种控制模式、多种形式的新产品将同时出现。双电源、多电源环网供电模式的选择,及其对开关制造厂、控制器生产厂提出实用合理的技术指标要求,已经成为电力部门产品选型时遇到的非常实际且急需解决的问题。本文针对上述情况对几种经典的10kV网络供电模式进行了分析,并提出了一种新型的环网供电模式。1一些典型的辐射供电模式1.1低投入高产出简化电方式应用具有多次重合功能的自动重合器替代断路器,作为10kV网络的出口开关,是供电方式上的明显改进。该方法尤为适用于县级以下的变电站或是小型化无人值守站,是一种低投入高产出简化模式,不但能短时隔离分支的永久性故障、快速分断近端短路的大电流故障,而且能消除90%以上的瞬时性故障,提高供电的可靠性。其典型接线如图1所示。1.2低成本分段控制器重合器和分段器构成辐射状网络是用重合器作为10kV线路的出口开关的改进模式,该模式可在一台重合器后应用多台分段器,由于分段器的价格远比重合器低,故而应用重合器、分段器构成供电网络是一种非常实用的低成本高性能模式。如图2将重合器1的重合次数设置为3次、分段器1的记忆次数设为3次、分段器2设为2次。则一次重合即可隔离C段故障;两次重合即可隔离B段故障;三次重合即可隔离A段故障。一种新型低成本分段控制器(FD-10型)不需要电源,故省掉了开关两侧的高压PT;用电流脱扣线圈作为记忆故障分闸,可以采用手动机构;内部没有蓄电池等储能器件,可以长期免维护;记忆次数、记忆时间、延时时间、过流定值、速断定值均可调。2一些最小的双电源供电方案2.1电源环网供电系统重构控制过程双电源环网供电、多电源选网供电是电网运行的一个非常重要的组成部分,也是供电网络发展的必然趋势。应用“四遥”甚或“五遥”(遥控、遥测、遥信、遥调、遥视)通讯是电网自动化运行的重要环节,“四遥”通讯与MIS系统、GIS系统相配合,即可实现电网的运行自动化和管理自动化,极大地提高供电的质量和供电的可靠性。下面以五台开关构成双电源环网供电的最小模式为例,简要说明双电源环网供电的系统重构控制过程,如图3所示。其中:K1、K5为电流型自动重合器,K2、K4为电流型自动分段器,K3为环网断路器,具有单侧加压延时合闸,双侧带电不合闸的功能。若电源I停电,K1延时分闸,K2延时分闸;K1、K2将动作信息传给“中调”,“中调”计算机通过“遥调”按预先设定的方案修改K5、K4、K3、K2的参数(主要是过流定值和速断定值),进行网络重构,继而,计算机通过“遥控”关合K3、K2,使A、B段线路在最短时间内恢复供电,如图4。若线路A故障,K1重合不成功,合闸闭锁,K2延时分闸;K1、K2将故障信息传给“中调”,“中调”计算机通过“遥调”修改K5、K4、K3的参数,进行网络重构,计算机通过“遥控”关合K3使B段线路恢复供电,如图5所示。若线路B故障,K1重合,K2记忆故障次数,当K2达到预定的记忆次数后,在K1的重合间隔自动分闸且合闸闭锁,K1下次重合成功;K1、K2将故障信息传给“中调”,“中调”计算机确认B段线路故障,使K3进入合闸闭锁,如图6所示。2.2延迟合闸时间图7示出了电压型分段器实现多级串形供电的方式。K1为自动重合器,K2～K5为电压型智能分段器,K5可设置为网点开关。电压型分段器的基本性能:分段器失压自动分闸;双侧加压不合闸;单侧加压延时合闸,合闸延时时间定义为X时间,在X时间内检测到故障,记忆为开关进线侧故障;开关合闸后的一段时间定义为Y时间,在Y时间内检测到故障,记忆为开关出线侧故障。假设A段线路故障,重合器K1过流分闸,K2、K3、K4失压分闸;一段时间后K1重合,X时间后K2延时合闸,Y时间内判断有无故障信息,X时间后K3延时合闸,在Y时间内判断到故障电压信息,进行输出端故障信息记忆,同时K1过流分闸;一段时间后K1再次重合,X时间后K2延时合闸,K3因记忆到输出端故障信息,而输出合闸闭锁;经过XL时间,网点开关从另一侧电源合闸过来,余不赘述,如图8所示。2.3k1k5电子线路故障段线路供电系统图9为自动环网供电方式1的示意图。K1、K5为电流、电压复合型重合器:电源侧失电延时自动分闸,电源侧得电延时自动合闸,双侧加压不合闸,过流分闸,多次重合闸。K2、K4为电流、电压复合型分段器:单侧失压延时自动分闸,单侧得电延时自动合闸,双侧加压不合闸,记忆过流故障次数。K3为环网断路器。K1～K5是一种新型的控制器系列,检测开关两侧的电压,实现无故障段线路自动恢复供电;同时检测电流作为故障保护的标准,从而可实现过流保护、速断保护、反时限配合等性能;既有电压型控制器自动隔离故障段线路和自动恢复无故障段线路供电的优点,又有电流型控制器保护的可靠性高、故障隔离快、停电时间短等优点。若电源I停电,K1延时分闸,K2延时分闸;一段时间(T3)后,K3延时合闸,一段时间(T2)后K2延时合闸,使A、B段线路自动恢复供电。如图10所示。若线路A故障,K1重合不成功,合闸闭锁,K2延时分闸;一段时间(T3)后K3延时合闸,K2单侧加压而延时合闸到故障点上,快速分闸,且进入合闸闭锁;使B段线路恢复供电,如图11所示。若线路B故障,K1重合的过程中,K2对过流次数进行计数,若K1的重合次数为N,则在K1的第N-1次重合后,K2分断且进入合闸闭锁;K3单侧加压而延时合闸到故障点上,进入合闸闭锁,如图12所示。2.4k1合闸和k3合闸如图9所示,自动环网供电方式2中K1、K5和K2、K4的功能同方式1,K3为网点断路器。若电源I停电,K1延时分闸,且合闸闭锁,K2延时分闸;一段时间(T3)后,K3延时合闸,T2后K2延时合闸,使A、B段线路恢复供电。若线路A故障,K1重合不成功,合闸闭锁,在K1合闸期间,K2对电源侧残留电压的脉冲进行计数,当达到其设定的次数后,K2延时自动分闸且合闸闭锁;T3后K3延时合闸,使B段线路恢复供电。如图13所示。若线路B故障,K1重合的过程中,K2对过流次数进行计数,若K1的重合次数为N,则在K1的第N-1次重合后,K2分断且进入合闸闭锁,在K1合闸期间,K3对电源I侧残留电压的脉冲进行计数,当达到其设定的N-1次后,K3合闸闭锁。时序如图14所示。3自动环网供电系统本文提出的几种供电模式,从运行质量、管理信息量、自动化程度等方面考核,应用“四遥”通讯配合实现环网供电是首选的模式,然而从运行的可靠性、投资额、运行成本等方面考虑,该模式全方位普及尚需一定的时间。应用电压型分段器实现多级串行供电或是环网供电,是日本60年代的一种应用模式,因其能自动恢复供电而受到我国一些用户的注意,然而该模式在发生故障后引起大面积停电,且其多级逐步送电,导致故障恢复时间相当长,用户对此应引起高度重视;该控制器的缺点是检测的可靠性低,对于小供电半径内的开关出线口故障,是电压类控制器的检测死区。自动环网供电方式1是一种典型的运行模式,既能自动恢复无故障段线路供电,又能快速的自动隔离故障段线路;以电流作为故障保护的依据,可将过流、涌流、单相接地、短路、缺相等多种故障区分开来,可以实现延时分闸、快速分闸、重合闸等多种保护方法;应用定时限或反时限可以方便地实