!!!!!!10kV配网用户分界负荷开关的应用

10 kV配网用户分界负荷开关的应用 宋向东,刘 � 娜 (廊坊供电公司,河北廊坊 065000) 摘 � 要: 详细介绍了用户分界负荷开关技术及其结构、原理、功能特点。并通过实践应用 ,验证了用户分界负荷 开关在解决 10 kV配电线路用户故障的实效性。 关键词: 配电网;用户分界负荷开关;看门狗; 试验 中图分类号: TM 216� � 文献标识码: B� � 文章编号: 1003�9171( 2010) 07�0035�04 Application of User Boundary Load Sw itch in 10 kV Power D istributionNetwork Song X iang�dong, L iu N a ( Langfang Pow er Supply Company, L angfang 065000, China) Abstract: Techno logy, structure, principles and functions o fuser boundary load sw itch were illustrated in this paper. According to spot application, effectiveness ofuser boundary load sw itch for user faults clearance in 10 kV pow er dis� tribution network w as identified. K ey words: pow er distribution network; user boundary load sw itch; w atchdog; test 0� 前言 常规来说,一个变电站或 10 kV开闭站带有 多条 10 kV出线;一条 10 kV出线可能带有多个 用户负荷。当 10 kV线路发生单相接地和短路故 障时如果不能快速准确地隔离故障点,就有可能 造成故障隔离范围扩大, 影响非故障区段用户的 正常用电。就此而言,采用技术手段实现快速准 确地切除用户短路故障并隔离单相接地故障, 对 于提高电网供电可靠性具有重要意义。 目前在廊坊部分 10 kV用户应用的 FZW 28� 12F用户分界负荷开关 (以下简称 �看门狗 ), 可 以实现自动切除单相接地故障和自动隔离相间短 路故障,从而提高供电可靠性, 是一项可以信赖的 新技术。 为了验证 �看门狗 在中性点不接地 10 kV 系统的故障处理功能及性能, 廊坊供电公司会同 厂家对该设备故障处理功能进行了挂网验证试 验。本次试验选定在廊坊供电公司桐柏开闭站 222麻营路出线, �麻营路 222015号杆 为分界开 关安装位置, 界内故障试验接地点选择在 �同方 川崎 箱式变压器。 1� �看门狗 开关功能简介 FZW28�12F型 �看门狗 具备故障检测功能、 保护控制功能和通信功能, 设备安装于 10 kV配 电线路上,可以实现自动切除单相接地故障和自 动隔离相间短路故障。安装点可以在 10 kV配电 线路进户线的责任分界点处, 也可安装在符合要 求的分支线 T接处。安装位置如图 1所示。 图 1� 用户分界负荷开关安装位置示意图 当 �看门狗 负荷侧 (简称区内 )有单相接地 故障时, �看门狗 控制器检测到超定值的零序电 流,经延时, 用户分界负荷开关分闸,切除故障段。 当 �看门狗 负荷侧有相间短路故障时, �看 门狗 控制器检测到超定值的故障电流, 等上级 开关动作后检测到无压、无流后用户分界负荷开 关分闸,隔离故障段。故障处理动作逻辑见表 1。 35No. 7� 2010 � � � � � � � 华北电力技术 � � NORTH CH INA ELECTRIC POW ER Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 表 1� �看门狗 开关动作逻辑 故障性质及故障点 保护处理 单 相 接 地 故 障 � 中性点不接地系统用户界内 � 中性点经消弧线圈接地用户 界内 � 经延时判定为永久性接 地后跳闸 � 中性点不接地系统用户界外 � 中性点经消弧线圈接地用户 界外 � 不动作 � 中性点经小电阻接地用户 界内 � 先于变电站保护动作 跳闸� 中性点经小电阻接地用户 界外 � 不动作 相间 短路 故障 � 用户界内 � 电源侧断路器跳闸停电后分界负荷开关分闸 � 用户界外 � 不动作 2� 试验目的 本次试验目的是验证在 10 kV中性点不接地 系统的配电线路上发生单相接地故障时, FZW 28� 12F型 �看门狗 成套装置区分区内、区外故障的 能力及动作行为。 3� 试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 3�1� 试验说明 由于相间短路故障时, 会动作于上级变电站 出线开关, �看门狗 等上级开关动作后检测到无 压、无流后才能动作于分闸, 这样会造成整条 10 kV线路失电,因此本次试验相间短路故障试验只 能模拟进行。单相接地故障为人为制造,按实际 运行情况进行试验。 3�2� 试验地点 廊坊供电公司桐柏开闭站 222麻营路出线, �麻营路 222015号杆 为 �看门狗 安装位置, 界 内故障试验接地点选择在 �同方川崎 箱式变 压器。 3�3� 试验线路接线 在所选 10 kV架空配电线路的试验地点将线 路断开, 将 �看门狗 串连接入 10 kV配电线路。 用户分界负荷开关后段电缆 ( Y JLV22�3 ! 50 mm 2 )线路约 100m、变压器容量 4 000 kVA。 3�4� 试验测试接线 测试接线如图 2所示,其中: ( 1) TA1、TA 2、TA3 是 5 A /3�53 V的测量 TA,用于将开关内的零序电流、U相、W 相电流引 出; TA4是 7�5 A /5 A的 TA, 测量流过故障点的 电流; ( 2) 端子排定义: 1、2开关内置 TA220 VAC输出; 3、4开关状态,有源信号, 48 VDC为开关分, 0VDC为开关合; 5、6开关内零序电流输出,开关内置零序 TA 为 20A /1A; 7、8开关内 A相电流输出,开关内置 A相 TA 为 600A /1A; 图 2� 现场测试接线图 36 华北电力技术 � � NORTH CH INA ELECTRIC POWER� � � � � � � � No. 7� 2010 � � 9、10开关内 W相电流输出,开关内置 W相 TA为 600 A /1 A; 11、12模拟故障点故障电流输出, 故障电流 检测 TA为 20 A /1 A。 4� 试验项目及测试过程 2008年 8月 22日由廊坊供电公司配网生产 运行部门、珠海许继电气有限公司于上述试验地 点共同完成了现场故障模拟试验。对 FZW 28� 12F型 �看门狗 成套装置在故障发生前后的动作 行为进行了 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ,并对各相关电气量进行了录波 实测。现场试验是结合现场设备安装同步进行 的。为检验控制器相间过电流保护定值,设备安 装前在 FZW28�12F型 �看门狗 控制器加入模拟 故障电流,检查成套装置对短路故障的处理功能, 进行 �看门狗 开关安装前的相间短路功能模拟 试验。 在 10 kV配电网中性点不接地系统中, 在选 定故障点人为制造单相接地故障。以被试分界负 荷开关安装点为界,其负荷侧为区内,其电源侧为 区外。当区内发生单相接地故障时,故障点零序 电流超出分界负荷开关设定的零序保护定值, 经 设定延时后负荷开关分闸, 分闸后设备可故障 告警。 4�1� 设定定值 通过用户分界开关控制器的定值窗设定或修 改下述 3种保护定值。 ( 1) 相间短路电流保护定值; ( 2) 零序 (单相接地 )电流保护定值; ( 3) 零序 (单相接地 )保护延时时间。 定值设定原则如下: ( 1) 零序保护电流定值选择 表 2� 零序保护电流定值对应表 开关负荷侧 电缆长度 /m < 50 50 100 150 200 250 300 350 400 450 定值 /A 0�2 0�4 0�6 0�8 1�0 1�2 1�4 1�6 1�8 2�0 � � 根据表 2所示,本次选定试验用户电缆长度 为 100m,因此定值选取为 0�6A。 ( 2) 相间保护电流定值选择 表 3� 相间保护电流定值对应表 用户界内总 负荷容量 / kVA < 1 250 1 250~ 2 500 2 500~ 4 000 4 000~ 5 600 > 5 600 定值 /A 120 240 360 480 600 � � 根据表 3所示,本次选定试验用户变压器容 量为 4 000 kVA, 因此定值选取为 360 A。 ( 3) 中性点不接地系统零序保护延时定值选 择 1 s。 4�2� 试验测试结果 相间短路及接地故障试验测试结果见表 4、5。 表 4� 设备安装前的相间短路功能模拟试验记录 控制器定值 设定 /A 模拟故障 类型 试验施加 故障电流 开关动 作情况 360 界内相间短 路故障 向控制器 A相施加电流 640 mA (相当于一次电流 384 A) 分闸 � � 表 5� 单相接地功能试验记录 零序保 护电流 定值 /mA 零序保 护延时 定值 / s 故障 类型 开关动 作情况 故障 点电 流 /A 备注 600 2 界内经接 地体接地 分闸 29 开闭站有 接地报警 600 2 界内导体 自然接地 分闸 17�6 600 2 界内经树 (湿 )接地 未动 0�27 开闭站没有 接地报警 600 5 界外经接 地体接地 未动 开闭站有 接地报警 � � 表 4中设备安装前的相间短路功能模拟试验 方法: 现场将设备连接后, 将继电保护测试仪输出 的 220 V电源加到控制器 LS端口的 3、4脚 (即控 制器电源端 ) ,利用继电保护测试仪输出 640 mA 电流到控制器的 5、7端子, 相当于在开关 U相加 384A电流 (TA变比为 600 A /1 A ) ,大于控制器 定值 360 A,观察控制器 �短路 指示灯亮, 置试验 电流、电压为零, 模拟 �无压无流 状态, 控制器应 将开关分闸。 表 5中接地故障试验故障电流测量说明: 用 钳型电流表实测故障点接地电流。由于被试系统 电容电流远大于分界开关界内电容电流 (约为 100 /1), 测量电流可用作判断分界开关行为的辅 助信息。 5� 测试结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ( 1) 实验时分界负荷开关零序电流保护定值 设定为一次电流 0�6A, 延时 5 s。从表 5测试结 果可见,当界内发生单相经接地体接地和单相导 线跌落至地面自然接地时, 故障电流一次值均大 于设定的保护定值,分界负荷开关分闸,动作行为 正确; 当界内单相线路导线自然跌落到树干,在接 触部处于自然干燥状态和泼少量水使其湿润两种 37No. 7� 2010 � � � � � � � 华北电力技术 � � NORTH CH INA ELECTRIC POW ER 状态下,故障电流一次值均小于设定的保护定值, 分界负荷开关未分闸。 ( 2) 根据表 5实验结果, 分界负荷开关零序 电流保护定值设定为一次电流 0�6 A、延时 5 s情 况下, 负荷开关界外发生经接地体单相接地故障 时,分界负荷开关未分闸, 动作行为正确。 ( 3) 在现场实验中同时检查了分界开关的遥 测和遥信功能及用户分界开关控制管理系统功 能。用户分界开关控制管理系统是专门为用户分 界开关的应用开发的, 具有对配电网监视控制的 SCADA功能和短信转发、设备录入维护等功能, 可以在基于地理背景图的 10 kV网络图上, 自动 推出事故画面, 告知调度员配电网络发生事故的 配电区域和配电设备。在当天实验中 FZW 28� 12F分界开关遥测、遥信功能正常,准确记录每次 动作的情况,并采用短信转发到现场试验人员手 机上。 6� 结论 根据现场实验时设备动作行为, 可得下述 意见: ( 1) FZW28�12F型 �看门狗 用于 10 kV中 性点不接地系统中,当其负荷侧单相接地故障电 流大于开关零序电流定值时, 开关可正确分闸切 除故障;当其电源侧发生单相接地故障时,开关不 动作。被试分界开关可正确区分区内、区外的单 相接地故障。 ( 2) 被试开关依据故障电流的幅值判定故 障,因此, 无论是金属性接地或高阻接地,零序电 流定值决定其动作灵敏度。本次试验中,当整定 值为 0�4 A时, 开关可正确检出并切除一次值为 0�48A零序电流的高阻接地故障。 ( 3) 根据分界开关工作任务, 增大零序电流 定值有利于扩大可区分的故障范围,在确定分界 开关零序电流整定值时需考虑下述因素: ( a) 零序电流整定值须大于最大负荷条件下 开关内置零序 TA的不平衡输出。考虑必要的裕 度,一般情况下零序电流定值不宜小于 0�2 A。 ( b) 为保证分界开关不误动作,分界开关零 序电流定值须大于开关负荷侧对地电容电流并保 持不小于 2~ 3倍的安全系数。 ( c) 当分界开关负荷侧所带线路 (架空线、 电缆 )较长并导致零序电流定值较大时, 可能导 致界内发生高阻接地故障时分界开关拒绝动作。 ( 4) 现场实验中配套的用户分界开关控制管 理系统和进行试验的用户分界负荷开关的通信正 常,用户分界开关控制管理系统功能运行良好,遥 测、遥信及短信转发功能正常。 ( 5) 通过试验结果来看, �看门狗 开关对界 内相间短路及接地故障可以有效判断和切除, 但 对界内断线或缺相故障却不能识别,其功能有待 进一步完善。 7� 运行实践 自 2008年 8月 22日同方川崎公司安装 �看 门狗 后,未影响用户的正常用电。 2009年 2月 12日,由于该用户内部进行路面开挖, 其进线电 缆补 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 作业的铲车铲断,造成三相短路故障,上 级变电站出口开关速断动作跳闸, �看门狗 检界 内无压后可靠动作于分闸,使桐柏开闭站 222开 关重合成功,未造停电范围扩大,影响其他用户用 电,真正实现了用户故障不出户,单一故障不扩大 的目的,切实提高了 10 kV配电网的供电可靠性。 参考文献 [ 1] 肖清明, 张建民,冯跃龙, 等. 一种智能型用户分界负 荷开关的作用原理和其在银川配电网中的应用 [ J]. 电力 系统保护与控制 , 2009, ( 06). [ 2] 赵胜军, 张志强.分界负荷开关在 10 kV架空线路上 的应用 [ J] .继电器, 2008, ( 02). [ 3] 张琦珊. 10 kV线路用户分界负荷开关安装点的探讨 [ J] .科园月刊, 2008, ( 01). [ 4] 杨绍军. 用户分界开关的接地检测原理和故障处理 方法 [ C]. 2007年配电系统运行与故障管理技术研讨会 暨第三届配电系统接地方式与故障点测量研讨会, 2007. [ 5] 陈士军. 10 kV架空配电线路用户分界负荷开关的研 制 [ D ]. 保定:华北电力大学, 2006. 收稿日期: 2010�05�11 作者简介:宋向东 ( 1978∀ ), 男,工程师, 现从事电力配电、用电 管理。 (本文编辑 � 卢晓华 ) 欢 � 迎 � 投 � 稿 � � 欢 � 迎 � 订 � 阅 38 华北电力技术 � � NORTH CH INA ELECTRIC POWER� � � � � � � � No. 7� 2010 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮 Administrator 高亮