中壓配電網雙電源供電智能控制器的研究

摘要：配電網處于電力系統的末端，直接面向用戶，70%的負荷停電都源于中壓配電網故障。現從提高供電可靠性角度出發，對雙電源智能控制器進行研究。通過各種故障運行方式下主、備開關動作時序的分析，驗證了雙電源控制器保護配置方案的正確性。

關鍵詞：中壓配電網;雙電源;智能控制器;重要用戶

0 ? ?引言

隨著經濟社會的不斷發展，對供電可靠性要求較高的敏感設備得到了廣泛應用[1-3]，而短時停電或電壓驟降可能導致該類設備異常運行，已引起社會的普遍關注[4-7]。短時停電及電壓驟降問題主要源于系統故障，其持續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行研究，通過合理的保護和投切策略，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，正常狀態下，變電站出口斷路器111和112開關在合閘位置，主開關在合閘位置，備用開關在分閘位置，由主電源向重要負荷供電。F1代表主供線路主開關電源側發生相間故障，F2代表備用線路備用開關電源側發生相間故障，F3代表重要負荷側發生故障。

1.2 ? ?雙電源供電方式開關保護配置方案

根據《配電網線路整定細則（試行）》要求，保護配置方案如表1所示。

2 ? ?主、備開關切換配置方案

主、備開關切換方案整體上應滿足主到備、備到主的要求。具體配置方案如下：

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

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

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

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

（5）主開關或備用開關處于合閘位置時，若重要負荷側F3發生故障，開關瞬時動作，先于上級開關跳閘。

3 ? ?各種運行方式下主、備開關的動作方式

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

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

（2）故障點F1處發生瞬時性故障：開關動作時序圖如圖2所示。

（3）故障點F1處發生永久性故障：分段開關113延時0.05 s跳開后PT1失電，主開關瞬時跳開，備用開關開始計時。25 s后分段開關113重合失敗，備用開關計時30 s后合閘，由備用線路向重要負荷供電。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F4處發生瞬時性故障：變電站出線開關111延時0.2 s后跳閘，主開關瞬時跳開，備用開關開始計時30 s。再經過2.5 s后變電站出線開關111重合成功，主開關計時4 s后合閘，閉鎖備用開關合閘，備用開關計時復歸。開關動作時序圖如圖3所示。

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

4 ? ?結論

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型雙路電源自動切換控制裝置，主要有以下功能：

（1）用戶側線路故障時跳閘保護功能。

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

（3）防止配電線路合環功能。

對各種故障時開關動作時序的分析，驗證了智能控制器保護配置的正確性，發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“最后一公里”薄弱環節的重要手段。

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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。