基于柱上開關保護提高配網(wǎng)線路負載能力

聶松松 劉波

摘 要 針對10kV配網(wǎng)線路負載能力受供電半徑限制的情況，本文提出利用配網(wǎng)自動化建設時期線路上配置的柱上開關，通過合理加用柱上開關保，優(yōu)化供電半徑，從而提高線路負載能力。

【關鍵詞】負載能力 供電半徑 柱上開關保護

1 引言

線路負載能力，即線路允許最大負荷電流，主要受線路線徑、電流互感器（CT）一次額定值、供電半徑限制。前兩者由于是由一次設備限制，僅能通過線路改造或更換電流互感器解決問題。供電半徑限制線路負載能力是基于保護的考慮，目前也是通過線路改造解決問題。但是，上述手段要納入技改項目，周期較長，同時需要停電配合，不能解決當務之急。

供電半徑限制負荷本質(zhì)上是為了滿足變電站出線開關保護的要求，一般來說線路供電半徑越長，線路末端短路電流就越小，變電站出線開關過電流保護中允許的最大負荷電流就越小。如果我們將變電站出線開關保護范圍減小，線路上負載能力自然將得到提升。但是，這又帶來一個新的問題：線路末端將無保護運行，這是不被允許的。實際上，在配電網(wǎng)自動化建設過程中，10kV線路中裝設多個帶有保護功能的柱上開關。受目前公司電網(wǎng)配電自動化設備水平及保護配合限制，這些柱上開關保護功能均在停用狀態(tài)。如果能夠合理的利用這些柱上開關保護，就能解決線路末端無保護運行的問題。

本文考慮合理加用柱上開關的保護功能，減小變電站出線開關供電半徑，提升負載能力受供電半徑限制的配網(wǎng)線路供電能力。

2 基于柱上開關保護提高線路負載能力的方案

通過加用柱上開關保護，提升配網(wǎng)線路負載能力，需要關注以下幾個方面：

（1）線路上有幾個柱上開關具備保護功能；

（2）需要加用幾個柱上開關的保護功能；

（3）需要加用保護功能的開關位置；

（4）變電站出線開關和線路柱上開關保護如何配合。

針對上述問題，本文提出下面兩種方案：

方案1：借鑒配電自動化實現(xiàn)方案，采用順序重合閘方案。加用配網(wǎng)線路上所有柱上開關的保護。由于使用開關數(shù)量較多，保護時間級差不夠，傳統(tǒng)依靠動作時間方案無法配合。小組采用變電站出線開關和線路柱上開關依靠重合閘時間配合來實現(xiàn)故障隔離和恢復送電。

方案2：僅加用配網(wǎng)線路上一處柱上開關的保護。變電站出線開關和線路柱上開關保護按照階段式電流整定原則來整定，即根據(jù)保護動作電流和動作時間實現(xiàn)配合。

無論方案1和方案2均可實現(xiàn)線路負載能力的提升。方案1由于分段較多，線路故障時停電范圍較小，但是其恢復送電時間較長，一般適用于分支線和輻射型線路，不適用于環(huán)網(wǎng)線路。方案2可以適用于輻射型線路和手拉手環(huán)網(wǎng)線路。考慮到為提高供電可靠性，環(huán)網(wǎng)線路是未來發(fā)展趨勢，本文決定采用方案2。

3 合理加用柱上開關保護

確定方案后，加用何處柱上開關的保護功能是需要考慮的關鍵問題。為了最大限度提高線路負載能力，如圖1所示，我們采用如下方法確定加用保護功能的柱上開關地點：

（1）由線路線徑和CT額定值決定線路最大負荷電流；

（2）計算出線開關保護至每個柱上開關時保護允許最大負荷電流；

（3）比較1和2中電流值，選取2中電流值接近且大于1處作為保護加用地點。

確定加用保護的柱上開關位置后，變電站出線開關及柱上開關保護按正常階段式電流保護原則進行整定，并確保兩個開關保護可以按動作電流和動作時間配合。

4 結語

本文將上述方法應用到受供電能力受供電半徑限制的10kV王河線。加用柱上開關保護后，將線路最大負荷電流由320A提升至為553A，王河線負荷能力大大提升。在下一步，我們將結合生產(chǎn)實際，繼續(xù)完善該方法，解決現(xiàn)場實際問題。

參考文獻

[1]費圣英.電力系統(tǒng)繼電保護原理與實用技術[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]陳家斌.變電運行與管理技術[M].北京：中國電力出版社，2004.

作者簡介

聶松松（1986-），男，現(xiàn)為湖北襄陽供電公司調(diào)控中心工程師，從事電網(wǎng)繼電保護管理工作。

劉波（1983-），男，現(xiàn)為湖北襄陽供電公司調(diào)控中心工程師，從事電網(wǎng)繼電保護管理工作。

作者單位

湖北襄陽供電公司調(diào)控中心 湖北省襄陽市 441000