_配电网中用户分界开关的应用研究综述

【摘要】近年来,随着社会经济和文化的高速发展,社会用户对电能需求的关注点不仅在量上,而是在电能质量方面,尤其是对供电的可靠性关注度越来越高。其中配电网作为与用户相关连的电力网络末端,其可靠性直接关系到供电安全以及供电质量的方方面面。而在配电网自动化系统中,用户分界开关起到了至关重要的作用,本文就用户分界开关的国内外研究情况,结构,原理和设计原则进行了相关的分析和阐述,说明了用户分界开关在配电网自动化和提高供电可靠性上的重要作用。【关键词】供电可靠性用户分界开关配电网自动化
1前言
电力网的末端是配电网,而配电网又是与用户直连的,于是它关系到供电安全以及供电质量的方方面面。因此,配电网一旦发生故障导致停电,就容易造成严重后果,各类生产、生活活动都会受到影响。在配电网发生故障停电时,用户由于受到损失,可能会与供电公司产生一定的纠纷。国家电网公司一直强调优质服务,减少纠纷事件的数量,这就需要提高配电网的供电可靠性。
配电网发生故障导致的停电,往往是因为整条线路跳闸引起的,而引起线路跳闸的原因有很多,如自然灾害、人为破坏等。但是最主要的原因还是某一个用户自身故障,引起继电保护装置启动导致上一级线路的断路器断开从而造成整条线路停电。所以,只要断开故障用户,就能保证整条供电线路不会因为用户故障而跳闸,从而保证了其他用户的正常供电[1]。
2国内外研究现状
目前的欧美国家,电力系统的配电网建设向着自动化方面快速的发展,尤其是一些发达国家,其发展速度远远高于其他国家,其中比较有特和具有代表性的模式有两种,即以中性点接地方式为重点的欧美发达国家的模式,另一种是侧重于中性点不接地的日本模式[2]。其中,欧美模式主要注重设备可靠性。而日本则在故障的判断和处理方面拥有比较先进的技术。
用户分界开关在国外发展起步较早,其中发展较快的当属日本的配电自动化系统。随着配电自动化的发展,用户分界开关也就得到了较为普遍的应用,这就使得配电线路的供电可靠性得到了大大提升。而发展较快的德国施耐德电气已经推出了全新的一代负荷开关,它具有比同类产品更卓越的电气和机械性能,能够分断12-17A开关电流,短时耐受短路电流则能够达到2.1KA,同时还具备分断直流电路的功能。
3用户分界开关的结构
用户分界开关是一种由分界负荷开关本体和开关控制器构成的集成化的综合设备,两者同杆安装并配套使用,其电气连接主要是通过航空插头和户外密封控制电缆来实现。其中分界负荷开关本体中内置有线路电压、电流以及零序电流互感器等检测装置。开关本体的作用是断开负荷用户与电源的连接,内置互感器的作用主要是用来采集线路电压、电流以及零序电流。而其开关控制器则主要由中央处理
器,数据采集器,电源,信息储存单元以及无线通讯装置等模块构成[3]。
3d蓝光播放器4分界开关的工作原理及功能
4.1分界开关的工作原理
10千伏用户侧的故障主要是单相接地和相间短路[4],因此只对这两种故障作出分析。
(1)相间短路。故障发生后先是变电站出线侧的继保装置动作,然后分界开关断开,接着变电站出线侧重合闸,由于此时分界负荷开关已经断开,故障点被隔离,重合闸成功,不会影响对该线路供电。
(2)单相接地短路。我国10千伏线路采用的一般是中性点不接地系统,电网允许单相接地短路时运行一段时间,因为此时对地电容电流不大,非故障相的对地电压升高到原电压的1.73倍,所以单相接地故障时,短路电流值在分界负荷开关的开断电流承受范围之内,这时可以将开分界开关直接断开。
4.2分界开关的功能
我国所现存大多数配电网中,电网公司在架空线上同用电客户的产权分界点处普通情况下都只设立了隔离开关(有时还有跌落式熔断器)用于线路发生故障时的保护和控制。用户因为种种情况而故障时,
如果此时供电部门的线路继保装置与用户自己的继保装置在时限上配合不当,线路继保装置这时便会动作,导致停电。在发生永久性故障时,重合闸不成功,以至于一个用户的内部故障而影响整条线停电,让停电范围扩大。而分界负荷开关则是这一问题的一个很好解决的方法,如果在产权分界点上安装分界负荷开关,用户设备或者分支线路上的故障就可以快速得被隔离甚至直接切除,从而避免了影响整条线路的供电。用户产权分界点使用断路器虽然也能满足故障跳闸的需求,但是断路器对比与分界负荷开关,其一是价格较于昂贵,其二是将分界点的断路器用作一段继电保护的话会增加线路保护的动作时限,所以一般都会选用分界负荷开关来作为产权分界点处的设备。
5分界开关设计原则
为了满足上述所介绍的功能,其设计则需要满足以下一些原则:
5.1可靠性原则
用户分界开关的开关本体应该在满足安全稳定以及准确动作的要求的前提下,还能够耐频繁操作。而开关控制器应该能够精确的判断故障并且能够良好的适应不同的环境,同时还应该具备抗腐蚀、凝露的性能,这就要求其必须既有密封严紧的结构,以满足电子设备在户外运行的要求,同时还应具备防雷、抗干扰性能,不出现误报、误判等。
5.2实用性原则
实用性原则简单来说就是要求所设计的用户分界开关简单实用,而不必有过多无用的附加功能,即要求在设计分界开关时尽量满足其主要功能,即要求其在工作时应该能够迅速切除用户内部故障,避免影响其他用户的正常供电。具体来说就是其设计应当满足我国的配电网中存在的多种中性点接地方式以及不同的保护方式的具体要求,而不必去增加其他功能却造成一些不利影响。无线数据传输
电子设备制造6结语
在保证配电网安全运行的情况下,如何对用户的停电尽量减少也是目前一大批专家学者的研究课题。而用户分界开关无疑是提出了一种解决方式。用户分界负荷开关的应用,能够使因用户内部故障而造成的停电的概率降到了最低,这既是电力行业的发展趋势,更符合电网的发展要求。
参考文献:
rgd-208[1]王仕昆.用户分界开关在10kV配电网中的应用研究[D].北京:华北电力大学,2012.
[2]靳华伟.分界开关控制器的智能化研究[D].北京:华北电力大学,2012.
[3]宦立红.10kV分界开关监控系统监控端的设计与开发[D].南京:南京理工大学,2013.
[4]宋向东,刘娜.10kV配网用户分界负荷开关的应用[J].北京:华北电力技术,2010(7):35~38.
配电网中用户分界开关的应用研究综述
李静1梁英2刘启航3
(1.国网四川省电力公司内江供电公司,四川内江641100;2.国网四川省电力公司技能培训中心,四川成都610071;
3.国网四川省电力公司成都供电公司,四川成都610000)
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