提高農村電網(wǎng)簡(jiǎn)易變電站的供電可靠性的方法

一、 農村電網(wǎng)簡(jiǎn)易變電站的典型設計

單臺主變，容量在3000kVA左右，高壓側電壓35kV，低壓側電壓10kV。高壓側一般不裝設母線(xiàn)也不安裝斷路器，而是經(jīng)高壓跌落式熔斷器直接T接到鄰近的35kV線(xiàn)路上(如圖1)。

10kV為單母線(xiàn)設計，裝設一臺三相電壓互感器或三臺單相電壓互感器，其變比一般為10/0.22/0.1/ kV，供保護、計量等使用。10kV出線(xiàn)2~4條，均裝設有斷路器。電流互感器一般都安裝在斷路器內部，有三相配置和兩相配置加一組零序電流互感器兩種方案可供選擇。

10kV線(xiàn)路保護一般采用重合控制器(典型的有珠海博威的CPT-3系列和鄭州凱特的ZCW-12系列等)來(lái)實(shí)現對線(xiàn)路相間短路故障的保護，同時(shí)某些型號的裝置還可選裝小電流接地選線(xiàn)功能，當線(xiàn)路發(fā)生單相接地時(shí)用來(lái)發(fā)信號或跳閘。

二、 典型設計中影響供電可靠性的因素及其危害

1.保護裝置及其他各類(lèi)設備均安裝在戶(hù)外，運行環(huán)境惡劣。特別是在炎熱的夏季，設備經(jīng)常工作在高溫高濕環(huán)境下，其可靠性會(huì )有不同程度的下降。

2.沒(méi)有專(zhuān)有的直流系統。絕大多數系統把從電壓互感器二次側引接的交流220伏電壓作為主要電源，而交流供電的可靠性遠不如直流高。

3.主變高壓側沒(méi)有斷路器，跌落式熔斷器作為唯一的保護設備由于熔絲的安秒特性曲線(xiàn)很難具體測定且動(dòng)作時(shí)限較長(cháng)，使其作用大打折扣。

舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設一條10kV出線(xiàn)發(fā)生出口相間短路，由于故障點(diǎn)離母線(xiàn)較近，造成母線(xiàn)殘壓很低，10kV電壓互感器二次側電壓也隨之大幅下降，由于該線(xiàn)路保護裝置電源也取自TV二次側，一旦電壓降至保護裝置最低工作電壓以下時(shí)，本該立即動(dòng)作切除故障，卻因保護裝置失去工作電源而拒動(dòng)。此時(shí)，主變高壓側熔斷器應立即熔斷切除故障點(diǎn)。但由于熔絲的熔斷時(shí)間較長(cháng)，造成熔斷器尚未斷開(kāi)，所T接的35kV線(xiàn)路保護就已動(dòng)作切除整條線(xiàn)路，造成停電范圍擴大，整個(gè)地區電網(wǎng)的供電可靠性都會(huì )受到影響。

三、 提高農村電網(wǎng)簡(jiǎn)易變電站供電可靠性的方法及對策

1.增加保護的可靠性

在實(shí)踐中我們發(fā)現，很多室外式10kV真空開(kāi)關(guān)機構箱內都配有過(guò)流脫扣器，通過(guò)對保護裝置二次電流回路的簡(jiǎn)單改造，就可以實(shí)現在保護電源全停的情況下，發(fā)生短路故障時(shí)開(kāi)關(guān)依然可以可靠跳閘。

如圖2所示，TA為電流互感器，Ia、Ia′為保護裝置A相電流的輸入輸出， Ic、Ic′為保護裝置C相電流的輸入輸出，I0、I0′為保護裝置零序電流的輸入輸出，SLJ為過(guò)流脫扣器線(xiàn)圈。

圖2-1為該開(kāi)關(guān)保護的常規接法，圖2-2為改進(jìn)后的接法，即將A、C兩相電流合成后先經(jīng)過(guò)過(guò)流脫扣器SLJ，再與B相電流合成構成零序電流濾過(guò)器接法。

此種方法優(yōu)點(diǎn)：

① 成本低廉

經(jīng)過(guò)統計，近幾年很多室外式10kV真空開(kāi)關(guān)機構箱內出廠(chǎng)時(shí)就配有過(guò)流脫扣器，另外一些廠(chǎng)家是作為選配件提供給用戶(hù)，可以通過(guò)訂貨時(shí)簽訂技術(shù)協(xié)議來(lái)加裝，成本幾乎沒(méi)有任何增加。

② 簡(jiǎn)單可靠

原理、接線(xiàn)十分簡(jiǎn)單，且過(guò)流脫扣器靠電磁力直接作用于斷路器機構，不需要任何電源;可以反映各種類(lèi)型的相間短路故障。

此種方法缺點(diǎn)：

① 動(dòng)作值無(wú)法改變

一般過(guò)流脫扣器的動(dòng)作電流都整定為5A，要求大于1.1倍額定電流時(shí)可靠動(dòng)作，小于0.9倍額定電流時(shí)不得脫扣。因此，對于負荷變動(dòng)較大的線(xiàn)路可能會(huì )誤動(dòng)。

② 產(chǎn)生不平衡電流

因為回路中串入過(guò)流脫扣器線(xiàn)圈，造成電流互感器二次負載不平衡，產(chǎn)生不平衡電流。特別是圖2-2這種接法，不平衡電流會(huì )影響保護對零序電流的采集精度。

適用范圍：

負荷變化較小，故障率較高，對供電可靠性有一定要求的線(xiàn)路。