10kV配網智能設備的綜合應用

安北辰　王希

一、配網智能設備分類介紹

10kV配網智能設備主要有以下幾類：

1.故障定位系統；2.高壓智能斷路器；3.功率因數限制器

4.自動投切高壓電容器；5.三相智能高壓計量箱

1故障定位系統

1.1系統組成

1.2系統原理

1.2.1短路故障查找原理-自適應判據

判據全面，減少誤動；故障判據采用智能突變法；自動適應線路負荷電流變化；無需設定動作門檻值；便于各種場合使用。

1.2.2接地故障查找原理-信號源注入法

信號源10秒發生8次脈沖波，指示器連續采集到6次脈沖波判接地故障。

2高壓智能斷路器

2.1安裝目的

2.1.1.實現線路的故障隔離，縮小停電范圍。

2.1.2.實現線路的故障快速查找，縮短故障處理時間。

2.1.3.實現線路的遠方控制與數據采集。

2.2安裝選擇說明

智能斷路器采用ZW20A-12真空斷路器，智能斷路器中FTU控制器配備三段式電流保護、零序電流保護、零序電壓保護、重合閘功能、后加速動作功能。控制器同時具備保護告警和跳閘功能，可根據現場情況進行選擇。

2.2.1石油專線變電站出口安裝智能斷路器（含三相五柱式電壓互感器），用于判斷系統接地故障，并區分站內或站外線路短路故障。

2.2.2安裝于長線路主干線中段，采用智能斷路器人為分段，可以實現故障隔離，縮短停電范圍。

2.2.3安裝于長分支線路前端，用以區分主線路或分支線路故障，并及時隔離有故障的分支線路。

2.2.4安裝于兩條線路聯絡點，便于運行方式調整時遠程操作。

2.2.5安裝于產權分界點，所有用戶專線、專用支線、專用變壓器等產權歸屬他人的用電設備，以確認故障責任并隔離故障點。

3功率因數限制器

3.1安裝目的

3.1.1減小伴生氣并網自發電對線路無功補償的影響。

3.1.2提高并網自發電線路功率因數，保證站所進線電源功率因數符合地方電網要求，避免出現利率考核問題。

3.1.3實現對并網自發電的遠方控制與數據采集。

3.2安裝選擇說明

當并網10kV線路月平均功率因數低于0.65時，則考慮采用功率因數控制器調節線路無功。選擇安裝地點時應盡量滿足以下要求：

3.2.110kV線路并網機組切除后，應滿足接帶線路全部負荷的要求，如站所出線CT變比、導線線徑及線路長度等。

3.2.2并網點附近無其他無功補償設備，保證并網點功率因數的測量準確。同時控制器的安裝點與發電站距離不宜過遠。

3.2.310kV線路并網發電站提供有功負荷超過線路總負荷一半以上的。

3.2.410kV線路并網發電站可能向站所到送有功功率的發電站。

3.2.5發電站中有低壓無功補償裝置的，應優先安裝，保證無功補償設備投入。

3.2.6安裝地點應具備良好的GPRS無線通訊信號。

4自動投切高壓電容器

4.1安裝目的

4.1.1提高線路功率因數及電壓，降低線損，改善電網供電質量，增加輸電能力。

4.1.2實現配電線路智能電容的遠方數據接入配電網自動化后臺。

4.2安裝選擇說明

10kV配電線路無功補償的最佳位置普遍按照“三分之二”的法則確定，即最佳位置為線路長度的三分之二處。通常對安裝位置的選擇主要考慮三個方面：

4.2.1負荷比較集中的線路前端，對主要負荷進行補償在10kV線路上進行單點集中補償的最佳位置是在負荷的集中點處，這樣的補償節電效率高；

4.2.2對于線路較長或分支較多，分支負荷較大，負載的自然功率因數較低的線路可采用多點補償，補償的位置確定可選擇在負荷集中的多點進行補償；供電半徑比較長，減少由于長線所帶來的線損；

4.2.3靠近路邊，便于安裝施工和檢修維護。

5三相智能高壓計量箱

5.1安裝目的

5.1.1計量功能：實現對高壓電流、電壓、電能的計量。

5.1.2遠程抄表：定期自動抄表和發送指令實現遠程實時抄表。

5.1.3實現配電線路的遠方計量數據接入配電網自動化后臺。

5.2安裝選擇說明

高壓計量箱根據計量的需要，一般選擇在以下位置安裝：

5.2.1安裝于一條線路不同用戶的負荷分界點電桿，用于不同用戶電量的分開計量，負荷的分開監控。

5.2.2安裝于石油專線變電站10kV出線第一基電桿，用于遠程計量石油專線電量、電流。

二、智能設備綜合應用分析

1短路故障分析

站所綜自保護裝置：故障線路過流保護動作，開關分閘。

智能斷路器：故障點前端的智能斷路器會發出過流告警信號。

故障定位系統：故障點前端的指示器檢測到短路電流后本地翻牌，并向終端發出故障信息——終端接收后以短信編碼形式上傳主站——主站接收編碼并拓撲分析定位顯示故障區域——主站發送故障定位的文字短信——故障查找。

通過智能斷路器和故障定位系統綜合分析，快速鎖定故障點，進行故障查找和處理。

2接地故障分析

站所接地告警信號：PT測控裝置零序過壓告警、線路保護裝置接地告警、后臺電壓越限告警、小電流接地選線裝置接地告警、消弧線圈控制器接地告警、主變后備保護零序過壓告警。

智能斷路器：故障點前端的智能斷路器會發出零序過流告警信號。

故障定位系統：線路接地——信號源PT電壓越限——信號源延時后注入8個脈沖電流——指示器檢測到連續6個以上脈沖電流后本地翻牌并向終端發出故障信息——終端接收后以短信編碼形式上傳主站——主站接收編碼并拓撲分析定位顯示故障區域——主站發送故障定位的文字短信——故障查找。