国网山东省电力公司章丘市供电公司 王怡
电压型开关引发的事故误判分析及讨论
国网山东省电力公司济南供电公司 曹贵明 向珉江 王瑞
国网山东省电力公司章丘市供电公司 王怡
随着智能配电网的不断发展,电压型开关因其自动化程度高、对通信要求低等优点被广泛应用于配电线路。文中通过电压型开关引发的一起事故进行分析,探讨电压型开关在配电运维中存在的问题,为智能配电网馈线自动化方案提供依据。
电压型开关;事故误判;配网自动化
随着电压型开关和智能终端设备技术的逐步发展,“电压—时间型”配网自动化模式得到了越来越多的青睐。电压型开关以其来电合、失电分、维护简单和不依赖于通信等特点,在农村线路、郊区线路或供电半径较长的线路上广泛应用,本文通过分析一起由电压型开关引发的事故误判,探讨电压型开关在配电运维中存在的问题[1-4]。
图1 现场接线图
10 kV朱齐线与10 kV杨庄线为某变电站同一母线出线,两线路间安装电压型开关1台,外置PT两台,作为联络,如图1所示。当时母线接地,调度试拉线路后,判断为10 kV朱齐线与10 kV杨庄线同时发生接地故障,经运维人员现场查明,故障仅为10 kV朱齐线38号杆有接地故障,杨庄线无故障,试送成功。
母线接地后,大都采取逐条线路试拉,通过观察母线接地信号是否消失来判断接地线路。
(1)试拉杨庄线。当拉开杨庄线时,接地未消失,将杨庄线送电,但此时由于电压型联络开关检测到一侧失电,开始重合计时,经延时后合上杨庄线与朱齐线的联络开关。
(2)试拉朱齐线。当拉开朱齐线时,由于此时朱齐线由杨庄线转供,因此母线接地信号仍未消失。经试拉所有出线后,调度发现接地信号仍未消除,判断为多条线路接地,遂将所有出线全部停电后,逐条试送。
(3)送上朱齐线,母线发出接地信号。判断为10 kV朱齐线有接地,将其拉开。
(4)送上杨庄线,母线电压正常,联络开关经延时合闸后,母线又发生接地,因此判断杨庄线有接地。
最终调度判断来10 kV朱齐线与10 kV杨庄线同时接地。
电压型开关作为联络开关时,其参数主要为确认隔离故障时间和一侧失电延时合闸时间XL(事先设定值),延时合闸时间要大于隔离故障时间,确保不扩大故障范围[5]。
通过还原事故过程我们发现,由于开关参数设置不准确,在一侧失电延时合闸时间与故障确认时间不匹配,当朱齐线侧失电,控制器开始计时,计时超过XL时,联络开关自动合闸,朱齐线恢复供电,造成联络开关合闸于故障,故障范围扩大。因此在设置联络开关XL值时,应大于两边线路分段开关最大的重合时间。
图2 开关动作时序表
柱上电压型开关实际由负荷开关和隔离开关两部分组成,负荷开关在两侧或电源侧单侧安装两相PT,由于PT取自电源侧及负荷侧的不同两相,如图3所示,在柱上开关送电时,按照“先合刀闸,再合开关”的常规步骤进行,就存在巨大安全风险。
图3 电压型开关PT接线图
假设刚好先合上接有PT的两个刀闸,控制器就判断为有电,遵照“来电合”原则,开关就会自动合闸。此时如果再去合最后一个刀闸,就会造成“带负荷合刀闸”的情况,触犯“五防”底线,造成人身触电或设备损坏的情况。
通过对控制器的设置及负荷开关与隔离开关之间的配合,我们可以实现对开关的正确操作。最正确、安全的送电步骤应该是:先将开关控制器打到“手动分”位置,再合上三相隔离开关,然后再将开关控制器打到“手动合”位置,实现开关送电。通过内部机构的控制,实现负荷开关与隔离开关间相互配合,实现正确的操作顺序。
配电线路故障分瞬时性和永久性故障两类[6-7]:
(1)瞬时性故障时,线路上的电压型开关每间隔7 s依次重合,重合成功。
(2)永久性故障时,当合闸到故障点上一级开关时,站内出线开关再次跳闸,随后故障点上、下两级开关将会自动闭锁。第二次重合时,故障点处上、下两级开关将不再合闸。因此,第一次重合闸的目的是判断故障区间,对相关的开关进行合闸闭锁;第二次重合闸的目的是非故障区域送电。
因此,当线路发生永久故障时,电压型开关在正确判定故障过程会造成线路上用户反复停送电,给用户家中电气设备造成一定的冲击和损坏。对此建议线路上用户应配合使用“无压释放”型低压开关,缓解多次停送电造成的冲击。
电压型开关在两侧均有电时,不遵循“有电自动合”的规则,此时合闸需要强合。电压型开关可以通过选择控制器的拨片来选择开关处于分段模式(S档)还是联络模式(L档)[8]。无论哪种模式下,两侧均有电时控制器启动合闸闭锁功能,不会自动合闸,其目的是避免合环运行。因为两侧均有电时,开关的判断逻辑认为无停电区域,因此不自动合闸。
电压型开关在配电线路自动化中应用广泛,在智能化配电网中起着关键的作用。作为配电线路、设备的运维管理部门应当加强培训,了解电压型开关的原理,正确配置参数,同时采取有效的管理措施和技术措施,提高运行管理水平,避免出现类似问题。
[1]李晓琦,林山,等.智能配电网馈线自动化方案研究及应用[J].2013,(9):16-20.
[2]王兴念,秦贺,等.电压-时间型馈线自动化变电站重合闸配合应用与探讨[J].电工技术,2016,(5):7-8.
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[4]杨洪.配电网馈线自动化解决方案的技术策略[J].工业技术,2012,(22).
[5]刘建,倪建立,等.配电自动化的模式及馈线开关的选择[J].电网技术,2000,24(11).
[6]林功平.配电网馈线自动化解决方案的技术策略[J].电力系统自动化,2001,4(10):52-55.
[7]康文文,张松,等.“电压-时间”型馈线自动化模式在10kV架空线路的应用[J].山东电力技术,2013,(5):33-35.
[8]秦贺,吕妍.浅析配电自动化电压型开关及事故分析[J].山东电力高等专科学校学报,2013,16(4).