重合器和分段器在10kV環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的研究

羅瑞明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局,廣東 江門 529000）

重合器和分段器在10kV環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的研究

羅瑞明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局,廣東 江門 529000）

摘要：本文首先分析了現(xiàn)階段配網(wǎng)饋線自動化幾種模式中存在的一些缺點和問題，并對應(yīng)提出了改進與優(yōu)化策略，探究了由重合器、分段器組成的新的配合模式的優(yōu)勢，以及具體的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：重合器；分段器；配網(wǎng)饋線自動化

隨著社會的發(fā)展，用電需求有了全新的變化，傳統(tǒng)的配網(wǎng)供電模式不能及時、準(zhǔn)確定位與隔斷故障點，從而加大了電路檢修難度，延長了停電時間，這一供電模式已經(jīng)無法滿足形勢發(fā)展的需求，環(huán)網(wǎng)接線技術(shù)作為一項新型技術(shù)在配網(wǎng)系統(tǒng)中得到了發(fā)展和應(yīng)用，有效隔離了故障，確保了配網(wǎng)的安全運行。

1　饋線故障的定位、隔離與恢復(fù)供電模式

配網(wǎng)系統(tǒng)中饋線所導(dǎo)致的故障現(xiàn)象較多，故障出現(xiàn)，需要及時恢復(fù)供電，這正是饋線自動化的工作目標(biāo)所在，總體來看，配網(wǎng)自動化最終就是為了及時定位故障問題，并及時切斷故障，最終正常供電。

1.1發(fā)揮故障指示器的功能

故障指示器一般設(shè)于配電線路中，可以讓工作人員通過故障指示器來分析判斷發(fā)生故障的線路區(qū)域，同時，啟動柱上開關(guān)將發(fā)生故障的部位單獨隔離開來，這樣就能保證其他區(qū)域依然正常供電，根據(jù)故障指示器來判斷故障的方法有一定缺點，那就是供電恢復(fù)較慢，會增加停電時長。

1.2采用智能化開關(guān)裝置

這其中主要是指重合器、分段器類似的開關(guān)設(shè)備。在二者的通力配合下，能夠達到故障點自動切斷、隔離的效果，而且能夠及時恢復(fù)供電。這一方法的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在其高級的自動化水平，在沒有通信系統(tǒng)的協(xié)助下，依然能夠達到故障控制的效果，而且無需過高的成本投入。然而，其缺陷體現(xiàn)在開關(guān)裝置需要反復(fù)合閘、分閘，否則將無法達到故障隔離的效果。

1.3智能型設(shè)備

主要由開關(guān)與FTU集合而成，能夠發(fā)揮數(shù)據(jù)的收集、傳遞、控制等作用。同時能夠隨時同信息控制系統(tǒng)取得聯(lián)系，信息控制系統(tǒng)通過遙控的方法來進行統(tǒng)一控制，發(fā)揮了信息技術(shù)與通信技術(shù)融合的功效，從而達到故障的高效定位、隔離等目標(biāo)，也能夠縮短恢復(fù)供電的時間，有效預(yù)防短路電流帶來的破壞。然而，這一方法也存在一定的缺點，那就是構(gòu)造相對復(fù)雜，而且需要通信系統(tǒng)的支持，易受多方因素影響，配電系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性難以保證。

2　配網(wǎng)饋線自動化的特征分析

饋線是配網(wǎng)自動化調(diào)度過程中必需的信號線，它能夠支持信號的傳輸。配網(wǎng)系統(tǒng)中的饋線可以用最低的損耗在最短時間內(nèi)將來自于發(fā)射機的信號傳遞至發(fā)射天線的輸入端，而且這其中也沒有干擾性信號，維護了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定、高效、安全。從當(dāng)前我國電力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r進行預(yù)測分析，能夠得出：重合器與分段器的10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的發(fā)展，需要以配網(wǎng)饋線自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面：

2.1緊急斷開

配電網(wǎng)發(fā)揮著電能傳輸?shù)墓δ芎妥饔?，能夠根?jù)用戶需求來對應(yīng)合理供應(yīng)、分配電能，如果重合器與分段器的10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)投入使用，配電系統(tǒng)遇到故障問題時，就可以利用對重合器的控制與調(diào)節(jié)來進行緊急切斷故障，從而縮小故障影響范圍，控制停電規(guī)模。

2.2主動定位

配網(wǎng)系統(tǒng)的信號傳遞是通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，其中饋線則發(fā)揮著信號傳輸?shù)淖饔?。自動化運行的饋線實際工作過程中能夠按照指令信息自行、主動調(diào)控，即使沒有通訊與操控類設(shè)備的支持也能實現(xiàn)。具體運行過程如圖1。

圖1

配網(wǎng)自動化調(diào)度過程中主要是通過重合器的反復(fù)重合或保護動作時間的相互配合，達到準(zhǔn)確定位與隔離故障的。

2.3抵抗干擾

配網(wǎng)饋線自動化能夠直接通過電網(wǎng)來獲得電源，不用額外加設(shè)電源設(shè)備。及時出現(xiàn)一些不良的干擾性信號，例如：雷電、磁場、高壓等等，饋線自動化系統(tǒng)也能有效抵抗這些不良干擾，實施應(yīng)急命令。

3　不同饋線自動化組合模式的分析

3.1單獨使用重合器

單純依靠重合器來組建饋線自動化系統(tǒng)，這樣就控制了電氣設(shè)備的數(shù)量，也能發(fā)揮同其他模式同樣的功效，其優(yōu)勢體現(xiàn)在：無需裝設(shè)通信設(shè)備，配網(wǎng)系統(tǒng)能夠直接通過重合器切斷故障，也就是采用多次重合的方式來自動隔離配網(wǎng)中的各個設(shè)備與原件，這樣就有效控制了故障的影響范圍，完全依靠重合器的饋線自動化模式是一種發(fā)展與進步的模式，能夠依賴最少的設(shè)備達到更好的調(diào)度效果；但是，這一自動化模式也有一定的問題，那就是：成本較高，由于線路分段的級數(shù)多，導(dǎo)致供電系統(tǒng)自身構(gòu)造較為繁瑣復(fù)雜，當(dāng)饋線出現(xiàn)問題時，整個供電系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性受到不良影響，阻礙供電系統(tǒng)整體上的工作與運轉(zhuǎn)，而且由于成本較高，供電企業(yè)承受的經(jīng)濟壓力也較大。

3.2配電模式設(shè)計

通過對不同饋線自動化組合模式的嘗試、運用和分析，本著取長補短、挖掘優(yōu)勢的原則，結(jié)合10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)運行特點，來對應(yīng)規(guī)劃出了一組較為科學(xué)高端的配電模式，具體的接線模型如圖2。

環(huán)網(wǎng)供電的兩個變電站出線端都是經(jīng)過優(yōu)化改造的普通的重合器，核心部位的聯(lián)絡(luò)開關(guān)為聯(lián)絡(luò)性分段重合器，分段器則將配網(wǎng)線路進行重新劃分。整體來看，這一配電組合模式還是由重合器、分段器等構(gòu)成，然而，事實上已經(jīng)達到了對這兩個電氣設(shè)備的優(yōu)化改造，再將聯(lián)絡(luò)型分段重合器作為開關(guān)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化調(diào)控。

圖2

4　控制線路斷電時長的科學(xué)方法

由于重合器和分段器的10kv環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)存在一定弊端，也就是當(dāng)故障問題出現(xiàn)時，容易引發(fā)配網(wǎng)系統(tǒng)停電，這無疑影響了電能生產(chǎn)的正常進行。要想充分發(fā)揮環(huán)網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的優(yōu)勢，就要盡量控制配網(wǎng)規(guī)劃時停電的次數(shù)和期限，從而有效提升配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)工作效率。

4.1真空斷路器

將其裝在重合器開關(guān)內(nèi)，同時采用真空滅弧室外裝復(fù)合絕緣技術(shù)，這樣就能確保故障檢修時，配網(wǎng)依然正常工作運轉(zhuǎn)，提高其安全度、穩(wěn)定性。真空斷路設(shè)備的優(yōu)勢為：有效抵御干擾、性能優(yōu)、穩(wěn)定安全等等。是通過電機快速儲能的彈簧操作系統(tǒng)來有效隔離故障問題。

4.2可編程控制器

將其同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立鏈接關(guān)系，創(chuàng)建一個自動化的控制中心調(diào)控環(huán)網(wǎng)，這樣一方面使人工操作更為容易，另一方面也有效優(yōu)化并提高了配網(wǎng)調(diào)度的自動化效果。

例如：把可編程控制器當(dāng)做重合器與分段器的核心控制裝置，能夠有效提升配網(wǎng)各項裝置與設(shè)備的功能。

4.3開關(guān)電源模塊

要注重開關(guān)電源模塊型號的選擇，通常性能強、性價比高的可以獲得電源，從而確保配網(wǎng)系統(tǒng)處于更為安全、平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即使沒有額外的電源配置，依然能夠支持配網(wǎng)系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)，而且，一些性能較高、質(zhì)量較好的開關(guān)電源模塊通常造價較低、性能好、適用范圍廣，能夠有效調(diào)控額定電壓。

4.4確保故障及時隔斷

通常配網(wǎng)系統(tǒng)的所有故障類型中，瞬間故障出現(xiàn)的概率較高，不同于永久性故障，需要選擇特別的處理方法，以此來控制配網(wǎng)斷電時長，可以發(fā)揮重合器中快速重合閘的作用，對應(yīng)的分段器則要發(fā)揮徹底失壓后拖延分閘時間的作用，從而確保在一分鐘之內(nèi)將故障隔斷，控制了系統(tǒng)停電時長。

4.5躲避涌流的作用

配網(wǎng)系統(tǒng)中，負荷最高的當(dāng)屬變壓器與高壓電機。因此，當(dāng)重合器第一次合閘，以及重合閘過程中，容易產(chǎn)生啟動性電流，通常要遠遠高出額定電流。從而導(dǎo)致重合器的錯誤動作，針對這一問題，可以加強對配電網(wǎng)的升級改造，同時對重合器的軟硬件設(shè)置躲涌流功能，這樣就能夠有效解決涌流問題。

5　總結(jié)

重合器與分段器相互配合構(gòu)造出的配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)，能夠及時定位故障并能切斷與隔離故障，維護了配網(wǎng)整體上的正常運行，具有一定的優(yōu)勢和優(yōu)點，值得深入推廣和應(yīng)用。

參考文獻：

[1]郭晟，范其坤，李艷霞等.一個智能控制、節(jié)能環(huán)保、管理先進的現(xiàn)代化動物實驗科技平臺的建立[J].科技廣場，2010（10）.

[2]劉嘉，徐國愛，高洋等.基于證據(jù)理論改進合成法則的電力系統(tǒng)安全檢驗綜合判定算法[J].電工技術(shù)學(xué)報，2011（07）.

[3]李家玨，王博，王益濤等.一種基于GPRS 技術(shù)的饋線自動化系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[C].2010 電工測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集，2010.