对配网自动化终端重合闸配置的改进方案

2021-11-12刘配配胡烈良

农村电气化 2021年11期

刘配配，胡烈良

（广东电网有限责任公司韶关供电局，广东韶关512000）

山区配网架空线路因电源布点较少、负荷分散导致供电半径长，供电半径超过15 km线路普遍存在，且沿线树木较多、地形复杂，线路故障时查找故障点极为困难，因此合理布置配网自动化分段开关、准确定位故障区段，对于有效提升消缺速度、助力快速复电尤为重要。部分地区小水电资源丰富，中压配网线路发生故障时，直接T接在线路上的小水电源未及时与系统解列，会造成站外负荷开关不能及时失电分闸，发生开关越级跳闸扩大停电范围的现象，也可能发生负荷开关误闭锁，造成瞬时故障不能正常复电的现象，因此含小水电的中压配网线路保护推荐采用电流级差技术路线[1-2]。由于变电站内保护级差限制，110 kV站点的站外中压配网线路一般只有两级级差，35 kV站点的站外中压配网线路一般只有一级级差，山区中压配网架空线路保护整定普遍存在分段或支线开关级差不足的困难[3]。

城区范围内中压配网较多使用电缆线路，负荷较为集中，用户数量多，一般采用开关柜接线，为准确区分干线故障与支线故障，缩小故障影响范围，中压配网线路保护推荐干线采取电压-时间逻辑、支线采取继电保护的技术路线[4]，但因电缆故障电流较大，较为容易就能达到站内速断保护的动作电流值，支线开关与站内开关存在同跳的可能性较大[5-6]，城区中压配网电缆线路保护整定普遍存在有效区分支线故障与干线故障的难题。

针对以上2种中压配网线路保护整定存在的困难开展分析研究，针对性地提出了相应解决方案。

1 重合闸纠正法

针对分段开关级差不够用的问题，提出投入重合闸纠正的方法。中压配网架空线路保护整定在采用重合闸纠正法之前，线路上的分段开关保护延时一样且均在2个开关保护范围内时，两开关发生同跳，此时无法准确定位故障区段。采用重合闸纠正法之后，假设故障点在后一级分段开关之后，当无级差的两级分段开关因故障跳闸后，前一级分段开关第一次重合闸成功并复归，后一级分段开关再次重合，若后一级分段开关重合于故障，则会启动后加速保护跳闸，此时后一级分段开关不再重合，前一级分段开关因重合闸已复归，此时可通过第二次重合，准确将后一级分段开关后段的故障区段隔离，最大化减少故障影响范围。

图1 10 kV F19乙线（架空线路）单线图

以站内10 kV母线三相短路电流为10000 A计算，若75号杆（80 m/杆）发生三相短路故障，故障电流为2016.6 A，达到分段开关45T1、72T1过流I段定值，动作序列图如图2所示。

如图2所示，0 s时45T1、72T1同时跳闸，8 s后45T1重合，23 s时45T1重合闸复归，25.01 s后72T1重合于故障，25.02 s时45T1、72T1再次同时跳闸，33.03 s时45T1可实现第二次重合，从而72T1准确隔离故障。

表1 10 kV F19乙线各开关保护定值

图2 10 kV F19乙线75号杆故障时开关保护动作序列图

重合闸纠正法的优点是在不增加设备投资的情况下可增加一次重合闸，提高重合闸成功率，可有效缩小故障区段；通过延长重合闸时间可有效实现小水电源与系统解列。但也存在一定弊端，该方法须清楚掌握各厂家开关的重合闸复归时间，定值配合计算时略微复杂，且线路尾端开关重合闸时间可能较长。

表2 10 kV F18甲线各开关保护定值

2 插空法

针对电缆线路故障电流大，分接箱支线开关发生与站内开关同跳的情况，本文提出了插空法。在采用插空法之前，中压电缆线路支线开关后段发生故障时，因故障电流大，支线开关与站内馈线开关均达到保护定值，将会同时跳闸，跳闸后站内开关启动重合闸，电缆线路的主干分段开关按次序得电合闸，当故障点所在的支线开关先于该支线的上一级分段开关重合闸，当支线开关重合于故障后将导致故障支线开关与站内馈线开关再次同时跳闸，造成整条中压电缆线路停电。在采用插空法之后，支线开关与站内馈线开关同时跳闸后，从站内馈线开关、主干分段开关逐级得电合闸，支线开关插空重合，若支线开关重合于故障，加速跳闸不再重合，站内开关第二次重合，负荷开关依次得电，准确隔离故障区段。

以站内10 kV母线三相短路电流为10000 A计算，若公用一配电站603开关后段永久故障，故障电流达到9000 A，站内518开关与公用配电站一603开关同时跳闸，动作序列图如图3、图4所示，0 s时站内518、公用配电站一603开关同时跳闸，8.05 s站内518开关重合，50.06 s公用配电站一601得电合闸，60.06 s公用配电站一601开关Y分闸闭锁结束，62.07 s公用配电站一603开关重合，62.08 s时站内518、公用配电站一603开关再次同时跳闸，70.13 s站内518开关重合，112.14 s公用配电站一601开关得电合闸，126.15 s公用配电站一602得电合闸，140.16 s公用配电站二601得电合闸，至此公用配电站一603开关成功精确隔离故障。