一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，包括配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)的主要的分段出口設(shè)置有配網(wǎng)隔離開關(guān)，所述配網(wǎng)隔離開關(guān)為磁控操作機構(gòu)斷路器，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)上設(shè)置有主干線多級分段斷路器，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)上設(shè)置有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，所述磁控操作機構(gòu)斷路器、主干線多級分段斷路器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)與配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)相互電性連接，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)包括環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架和單循環(huán)配網(wǎng)網(wǎng)架；該采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備的整體完全故障隔離時間是原來系統(tǒng)的1/3到1/4左右的時間，事故造成的停電面積是原有系統(tǒng)的1/2至1/3區(qū)域，可將整體系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)較原來提升一半以上。
【專利說明】
一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電力能源網(wǎng)系統(tǒng)，電能從發(fā)電廠發(fā)出，經(jīng)過遠(yuǎn)距離高壓輸電，中途經(jīng)過幾級升壓補償和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)到達(dá)用電端后，將110KV以上電壓等級的高壓系統(tǒng)，經(jīng)過變電站降壓到接近或達(dá)到普通用戶能使用的中等電壓等級系統(tǒng)后(如10KV、20KV以及35KV等電壓等級系統(tǒng))，再經(jīng)過配電網(wǎng)絡(luò)將電能傳輸?shù)接秒娪脩魬?yīng)用層。隨著配電網(wǎng)的現(xiàn)代化大力建設(shè)，為用戶提供一個安全可靠、停電事故少、供電可靠性高的系統(tǒng)是電網(wǎng)運營管理部門一直追求的目標(biāo)。
[0003]目前我國城鄉(xiāng)配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有架空線路和電纜線路兩種形式，配電網(wǎng)絡(luò)有輻射狀和環(huán)網(wǎng)狀兩種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)對故障診斷、定位和自動隔離有多種處理方法，涉及到的主要配網(wǎng)設(shè)備包括1kV架空和電纜線路、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、柱上開關(guān)等。目前配網(wǎng)自動化均采用以監(jiān)控為主、監(jiān)測為輔的建設(shè)模式，對配網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，實現(xiàn)對運行方式的調(diào)整，故障自動定位、隔離和供電恢復(fù)。目前主要有兩種類型的配電自動化配置，第一種采用電壓-時間型饋線自動化配置，在配網(wǎng)架空、架空電纜混合網(wǎng)線路的單輻射、單環(huán)網(wǎng)等網(wǎng)架系統(tǒng)中；主干線分段負(fù)荷開關(guān)配套配電自動化終端與變電站出線斷路器保護(hù)、重合閘配合，依據(jù)配電自動化終端自身電壓-時間邏輯判斷功能實現(xiàn)故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。第二種采用電壓-電流型饋線自動化配置，在配網(wǎng)架空、架空電纜混合的任一種接地系統(tǒng)(中性點經(jīng)小電阻、消弧線圈或不接地系統(tǒng))的單輻射、單環(huán)網(wǎng)等網(wǎng)架系統(tǒng)中，主干線分段負(fù)荷開關(guān)配套配電自動化終端與變電站出線斷路器保護(hù)、重合閘配合，依據(jù)配電自動化終端自身過流保護(hù)和通信功能實現(xiàn)故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。這種配網(wǎng)架構(gòu)，故障電流保護(hù)按照2?3級級差參數(shù)來配置保護(hù)配置，變電站級故障隔離保護(hù)時間為0.3s，配網(wǎng)一級開關(guān)故障保護(hù)隔離時間設(shè)定為0.15s，配網(wǎng)開關(guān)最多配置到二級，故障保護(hù)隔離時間設(shè)定為Os。
[0004]這兩種配電自動化控制原理，都存在著配電網(wǎng)架簡單，級差設(shè)計少，電壓-時間型配電網(wǎng)網(wǎng)架主要依據(jù)變電站保護(hù)和配電自動化終端的自動化的重合閘功能實現(xiàn)故障隔離，故障隔離動作需要經(jīng)過幾次重合判斷隔離故障，造成系統(tǒng)不必要的振蕩，負(fù)面影響和破壞程度都比較大;每次故障隔離，動作涉及供電區(qū)域范圍大，造成停電事故區(qū)域廣，無故障區(qū)域再次恢復(fù)供電時間長。電壓-電流型配電網(wǎng)網(wǎng)架，主要受制于當(dāng)前相關(guān)設(shè)備參數(shù)性能的限制，配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較簡單；電壓-電流型故障隔離級差設(shè)置比較少，系統(tǒng)配置一般只有2至IJ3級，每次故障隔離，動作也是涉及供電區(qū)域范圍大，造成停電事故區(qū)域廣，無故障區(qū)域再次恢復(fù)供電時間長。上述系統(tǒng)運行情況，直接影響供電運營管理部門的供電可靠性這一主要指標(biāo)考核指標(biāo)。
[0005]在目前的配網(wǎng)建設(shè)中，為了準(zhǔn)確提高斷路器的故障隔離判斷能力，自動化系統(tǒng)大多需要采用電流級差保護(hù)控制原理；自動化終端實現(xiàn)電流級差保護(hù)故障隔離時間如下式:
[0006]Tz = Tc+Tk
[0007]Tc:智能保護(hù)控制器過電流保護(hù)故障跳閘發(fā)出時間;Tk:斷路器故障跳閘時間；
[0008]目前一般配電自動化控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間Δst為25ms?35ms，彈簧機構(gòu)的斷路器合閘時間一般在50ms?80ms以上，分閘時間一般在40ms?60ms以上；目前新的永磁機構(gòu)斷路器合閘時間一般在40ms?70ms以上，分閘時間一般在30ms?50ms以上;永磁斷路器與彈簧機構(gòu)斷路器相比，零部件較少，故障率較低，并可以頻繁操作。綜上述數(shù)據(jù)計算，每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間一般需要80ms?120ms左右。
[0009]當(dāng)變電站出線斷路器過流保護(hù)動作時限0.3s，根據(jù)目前設(shè)計技術(shù)水平，分段、分界斷路器的配置按照以下原則配置的結(jié)果是:常規(guī)斷路器不能滿足配網(wǎng)系統(tǒng)多級差網(wǎng)架設(shè)計要求。
[0010]b)根據(jù)目前設(shè)備技術(shù)水平，只能實現(xiàn)以下幾種簡單的級差網(wǎng)架設(shè)計:
[0011]①分段、分界斷路器采用彈簧操作機構(gòu)斷路器，僅能實現(xiàn)I級級差配合保護(hù)，即只能設(shè)置I級分段斷路器或分界斷路器；
[0012]②分段斷路器采用永磁操作機構(gòu)斷路器，分界設(shè)備采用彈簧操作機構(gòu)斷路器，可以設(shè)置I級分段斷路器和I級分界斷路器；
[0013]③分段斷路器采用永磁操作機構(gòu)斷路器、分界設(shè)備采用永磁操作機構(gòu)斷路器或熔斷器，最多可設(shè)置2級分段斷路器和I級分界斷路器；
[0014]④同一支線上不宜同時裝設(shè)分支分界斷路器和用戶分界斷路器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種整體完全故障隔離時間是原來系統(tǒng)的1/3到I/4左右的時間，事故造成的停電面積是原有系統(tǒng)的I/2至I/3區(qū)域，可將整體系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)較原來提升一半以上的采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備。
[0016]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0017]—種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:包括配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)的主要的分段出口設(shè)置有配網(wǎng)隔離開關(guān)，所述配網(wǎng)隔離開關(guān)為磁控操作機構(gòu)斷路器，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)上設(shè)置有主干線多級分段斷路器，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)上設(shè)置有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，所述磁控操作機構(gòu)斷路器、主干線多級分段斷路器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)與配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)相互電性連接，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)包括環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架和單循環(huán)配網(wǎng)網(wǎng)架。
[0018]作為優(yōu)選，所述采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備的技術(shù)要求為:按照原來變電站出線斷路器過流保護(hù)動作時限為0.3S不變，各分段電流級差故障保護(hù)隔離的時間級差分別依據(jù)0.3S的1/3或1/4計算配置對原有環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架和單循環(huán)配電網(wǎng)網(wǎng)架改造。
[0019]作為優(yōu)選，所述環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架的改造設(shè)計方法如下:
[0020]I)在該系統(tǒng)中，CB屬于變電站出口斷路器，出口斷路器電流級差故障電流動作級差為0.3s，出口斷路器的現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)指標(biāo)，在配網(wǎng)可靠性改造中目前不予考慮，基本級差參數(shù)任然采用0.3s的時間常數(shù)不變;環(huán)網(wǎng)支線I由變電站A-變電站出口斷路器CBl-配網(wǎng)級差斷路器FBl?FB4組成;環(huán)網(wǎng)支線2由變電站B-變電站出口斷路器CB2-配網(wǎng)級差斷路器FB5?FB8組成;LS為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。FBI?FB4是環(huán)網(wǎng)支線I的四個級差的斷路器，F(xiàn)B5?FB8是環(huán)網(wǎng)支線2四個級差的斷路器；四個級差開關(guān)的時間參數(shù)依據(jù)0.3s的最大時限值為計算基準(zhǔn)，F(xiàn)Bl一級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.25s(應(yīng)該是3倍的0.3/4s)，考慮到方便時間設(shè)置和管理，將這一級開關(guān)時間參數(shù)調(diào)整為0.208、？82二級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.158、？83三級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.10s、FB4四級開關(guān)級差時間級差值假設(shè)為Os設(shè)置。
[0021 ] 2)按照目前一般性配電自動化控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間△ st為30ms以內(nèi)，為了配網(wǎng)系統(tǒng)的整體可靠性，考慮到智能控制器的穩(wěn)定、可靠運行和質(zhì)量保證，再進(jìn)一步提尚控制器的速斷跳丨?時間對提尚配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)有風(fēng)險，所以控制器的速斷時間就按照30ms來計算;磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間小于15ms以內(nèi)；依據(jù)這個數(shù)據(jù)計算，每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間最少也要50ms左右，考慮安全系數(shù)，按照10 %?20 %的余量考慮，由新的磁控操作機構(gòu)斷路器配合智能控制器的故障隔離時間在65ms以內(nèi)，完全滿足0.3s的1/4時間75ms的時間值，也小于系統(tǒng)第三級級差開關(guān)的時間值0.1s的范圍，這樣的時間級差參數(shù)設(shè)計不會引起系統(tǒng)的誤動和振蕩。
[0022]作為優(yōu)選，所述單輻射配電網(wǎng)架的改造設(shè)計方法如下:
[0023]I )CB1屬于變電站出口斷路器，出口斷路器電流級差故障電流動作級差為0.3s，基本級差參數(shù)任然采用0.3s的時間常數(shù)不變;該配網(wǎng)架構(gòu)主要有變電站出口斷路器CB2-分段級差斷路器FBl?FB3-分界級差斷路器FB4?FB6等部分組成;LS位聯(lián)絡(luò)備自投功能的斷路器。三個級差開關(guān)的時間參數(shù)依據(jù)0.3s的最大時限值為計算基準(zhǔn)，F(xiàn)Bl—級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.20s，F(xiàn)B2和FB4二級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.15s，F(xiàn)B3和FB5三級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.1Os，F(xiàn)B4四級開關(guān)級差時間級差值假設(shè)為Os設(shè)置。
[0024]2)按照目前控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間Ast為30ms;磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間小于15ms以內(nèi)；每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間最少也要50ms左右，考慮安全系數(shù)，按照10%?20%的余量考慮，磁控操作機構(gòu)斷路器配合智能控制器的故障隔離時間在65ms以內(nèi)，完全滿足0.3s的1/4時間75ms的時間值，也小于系統(tǒng)第三級級差分段開關(guān)的時間值0.1s的范圍，這樣的時間級差參數(shù)設(shè)計不會引起系統(tǒng)的誤動和振蕩。
[0025]作為優(yōu)選，所述采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備通過縮小通電區(qū)域，提高綜合供電可靠性管理運行指標(biāo)，其具體方法如下:
[0026]I)如新改進(jìn)的配電網(wǎng)架系統(tǒng)，電流故障隔離級差與供電區(qū)域以及停電范圍關(guān)系對應(yīng)如圖所示，配電網(wǎng)網(wǎng)架末級級差開關(guān)控制范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，末級級差開關(guān)直接依據(jù)電流級差保護(hù)功能實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的故障隔離故障隔離，不會涉及到上一級級差開關(guān)控制范圍內(nèi)非故障區(qū)域的安全供電，如中級級差范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，本級級差開關(guān)直接依據(jù)電流級差保護(hù)功能實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的故障隔離，小范圍采用重合閘功能對非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，事故不會涉及到上一級或變電站出線開關(guān)的動作;通過多級級差配電開關(guān)的設(shè)計，很大程度上縮小變電站出線開關(guān)的動作次數(shù)，將每次停電事故區(qū)域控制在有效范圍之內(nèi)。
[0027]本發(fā)明的有益效果為:該設(shè)計方案采用磁控操作機構(gòu)快速斷路器作為配網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)架的分段斷路器和分界斷路器，主要目的實現(xiàn)多級差故障保護(hù)隔離斷路器的設(shè)置，按照自動化終端實現(xiàn)電流級差保護(hù)故障隔離時間如下式:Tz = TC+Tk;TC:智能保護(hù)控制器過電流保護(hù)故障跳閘發(fā)出時間;Tk:斷路器故障跳閘時間。
[0028]同樣按照目前一般配電自動化控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間△st為25ms?35ms，磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間提升到小于15ms以內(nèi)；依據(jù)上述數(shù)據(jù)計算，每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間一般也就需要50ms左右。就按照變電站出線斷路器過流保護(hù)動作時限為0.3s計算，依據(jù)最新磁控操作機構(gòu)斷路器，分段、分界斷路器的配置按照以下原則配置的設(shè)計結(jié)果是:
[0029]a)如分段、分界斷路器采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器，可以實現(xiàn)4級以上級差配合保護(hù)，即只能設(shè)置4級分段斷路器或分界斷路器；
[0030]b)如分段斷路器采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器，分界斷路器為彈簧操作機構(gòu)斷路器，可以設(shè)置3級分段斷路器和I級分界斷路器；
[0031]c)如分段斷路器采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器、分界設(shè)備也采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器，最多可設(shè)置4級分段斷路器和I級分界斷路器；
[0032]新一代磁控操作機構(gòu)斷路器的配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)，整體完全故障隔離時間是原來系統(tǒng)的1/3到1/4左右的時間，事故造成的停電面積是原有系統(tǒng)的1/2至1/3區(qū)域，可將整體系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)較原來提升一半以上。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備在環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架的改造設(shè)計的基于電壓-電流型饋線自動化多級級差配置設(shè)計系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖2為本發(fā)明一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備在單輻射配電網(wǎng)架的改造設(shè)計的基于電壓-電流型饋線自動化多級級差配置設(shè)計系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖3為本發(fā)明一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備的新配電網(wǎng)架級差與供電區(qū)域以及停電范圍關(guān)系對應(yīng)圖。
【具體實施方式】
[0036]如圖1-2所示，一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:包括配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)1，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)I的主要的分段出口 2設(shè)置有配網(wǎng)隔離開關(guān)3，所述配網(wǎng)隔離開關(guān)3為磁控操作機構(gòu)斷路器4，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)I上設(shè)置有主干線多級分段斷路器5，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)I上設(shè)置有聯(lián)絡(luò)開關(guān)6，所述磁控操作機構(gòu)斷路器4、主干線多級分段斷路器5和聯(lián)絡(luò)開關(guān)6與配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)I相互電性連接，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)I包括環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架7和單循環(huán)配網(wǎng)網(wǎng)架8。
[0037]所述采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備的技術(shù)要求為:按照原來變電站出線斷路器過流保護(hù)動作時限為0.3S不變，各分段電流級差故障保護(hù)隔離的時間級差分別依據(jù)0.3S的1/3或1/4計算配置對原有環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架和單循環(huán)配電網(wǎng)網(wǎng)架改造。
[0038]所述環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架的改造設(shè)計方法如下:
[0039]I)在該系統(tǒng)中，CB屬于變電站出口斷路器，出口斷路器電流級差故障電流動作級差為0.3s，出口斷路器的現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)指標(biāo)，在配網(wǎng)可靠性改造中目前不予考慮，基本級差參數(shù)任然采用0.3s的時間常數(shù)不變;環(huán)網(wǎng)支線I由變電站A-變電站出口斷路器CBl-配網(wǎng)級差斷路器FBl?FB4組成;環(huán)網(wǎng)支線2由變電站B-變電站出口斷路器CB2-配網(wǎng)級差斷路器FB5?FB8組成;LS為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。FBI?FB4是環(huán)網(wǎng)支線I的四個級差的斷路器，F(xiàn)B5?FB8是環(huán)網(wǎng)支線2四個級差的斷路器；四個級差開關(guān)的時間參數(shù)依據(jù)0.3s的最大時限值為計算基準(zhǔn)，F(xiàn)Bl一級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.25s(應(yīng)該是3倍的0.3/4s)，考慮到方便時間設(shè)置和管理，將這一級開關(guān)時間參數(shù)調(diào)整為0.208、？82二級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.158、？83三級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.10s、FB4四級開關(guān)級差時間級差值假設(shè)為Os設(shè)置。
[0040]2)按照目前一般性配電自動化控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間△ st為30ms以內(nèi)，為了配網(wǎng)系統(tǒng)的整體可靠性，考慮到智能控制器的穩(wěn)定、可靠運行和質(zhì)量保證，再進(jìn)一步提尚控制器的速斷跳丨?時間對提尚配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)有風(fēng)險，所以控制器的速斷時間就按照30ms來計算;磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間小于15ms以內(nèi)；依據(jù)這個數(shù)據(jù)計算，每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間最少也要50ms左右，考慮安全系數(shù)，按照10 %?20 %的余量考慮，由新的磁控操作機構(gòu)斷路器配合智能控制器的故障隔離時間在65ms以內(nèi)，完全滿足0.3s的1/4時間75ms的時間值，也小于系統(tǒng)第三級級差開關(guān)的時間值0.1s的范圍，這樣的時間級差參數(shù)設(shè)計不會引起系統(tǒng)的誤動和振蕩。
[0041 ]所述單輻射配電網(wǎng)架的改造設(shè)計方法如下:
[0042]I )CB1屬于變電站出口斷路器，出口斷路器電流級差故障電流動作級差為0.3s，基本級差參數(shù)任然采用0.3s的時間常數(shù)不變;該配網(wǎng)架構(gòu)主要有變電站出口斷路器CB2-分段級差斷路器FBl?FB3-分界級差斷路器FB4?FB6等部分組成;LS位聯(lián)絡(luò)備自投功能的斷路器。三個級差開關(guān)的時間參數(shù)依據(jù)0.3s的最大時限值為計算基準(zhǔn)，F(xiàn)Bl—級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.20s，F(xiàn)B2和FB4二級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.15s，F(xiàn)B3和FB5三級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.1Os，F(xiàn)B4四級開關(guān)級差時間級差值假設(shè)為Os設(shè)置。
[0043]2)按照目前控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間Ast為30ms;磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間小于15ms以內(nèi)；每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間最少也要50ms左右，考慮安全系數(shù)，按照10%?20%的余量考慮，磁控操作機構(gòu)斷路器配合智能控制器的故障隔離時間在65ms以內(nèi)，完全滿足0.3s的1/4時間75ms的時間值，也小于系統(tǒng)第三級級差分段開關(guān)的時間值0.1s的范圍，這樣的時間級差參數(shù)設(shè)計不會引起系統(tǒng)的誤動和振蕩。
[0044]所述采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備通過縮小通電區(qū)域，提高綜合供電可靠性管理運行指標(biāo)，其具體方法如下:
[0045]I)如新改進(jìn)的配電網(wǎng)架系統(tǒng)，電流故障隔離級差與供電區(qū)域以及停電范圍關(guān)系對應(yīng)如圖所示，配電網(wǎng)網(wǎng)架末級級差開關(guān)控制范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，末級級差開關(guān)直接依據(jù)電流級差保護(hù)功能實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的故障隔離故障隔離，不會涉及到上一級級差開關(guān)控制范圍內(nèi)非故障區(qū)域的安全供電，如中級級差范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，本級級差開關(guān)直接依據(jù)電流級差保護(hù)功能實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的故障隔離，小范圍采用重合閘功能對非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，事故不會涉及到上一級或變電站出線開關(guān)的動作;通過多級級差配電開關(guān)的設(shè)計，很大程度上縮小變電站出線開關(guān)的動作次數(shù)，將每次停電事故區(qū)域控制在有效范圍之內(nèi)。
[0046]本發(fā)明的有益效果為:該設(shè)計方案采用磁控操作機構(gòu)快速斷路器作為配網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)架的分段斷路器和分界斷路器，主要目的實現(xiàn)多級差故障保護(hù)隔離斷路器的設(shè)置，按照自動化終端實現(xiàn)電流級差保護(hù)故障隔離時間如下式:Tz = TC+Tk;TC:智能保護(hù)控制器過電流保護(hù)故障跳閘發(fā)出時間;Tk:斷路器故障跳閘時間。
[0047]同樣按照目前一般配電自動化控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間△st為25ms?35ms，磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間提升到小于15ms以內(nèi)；依據(jù)上述數(shù)據(jù)計算，每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間一般也就需要50ms左右。就按照變電站出線斷路器過流保護(hù)動作時限為0.3s計算，依據(jù)最新磁控操作機構(gòu)斷路器，分段、分界斷路器的配置按照以下原則配置的設(shè)計結(jié)果是:
[0048]a)如分段、分界斷路器采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器，可以實現(xiàn)4級以上級差配合保護(hù)，即只能設(shè)置4級分段斷路器或分界斷路器；
[0049]b)如分段斷路器采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器，分界斷路器為彈簧操作機構(gòu)斷路器，可以設(shè)置3級分段斷路器和I級分界斷路器；
[0050]c)如分段斷路器采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器、分界設(shè)備也采用最新的磁控操作機構(gòu)斷路器，最多可設(shè)置4級分段斷路器和I級分界斷路器；
[0051]新一代磁控操作機構(gòu)斷路器的配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)，整體完全故障隔離時間是原來系統(tǒng)的1/3到1/4左右的時間，事故造成的停電面積是原有系統(tǒng)的1/2至1/3區(qū)域，可將整體系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)較原來提升一半以上。
[0052]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:包括配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)的主要的分段出口設(shè)置有配網(wǎng)隔離開關(guān)，所述配網(wǎng)隔離開關(guān)為磁控操作機構(gòu)斷路器，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)上設(shè)置有主干線多級分段斷路器，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)上設(shè)置有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，所述磁控操作機構(gòu)斷路器、主干線多級分段斷路器和聯(lián)絡(luò)開關(guān)與配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)相互電性連接，所述配電網(wǎng)網(wǎng)架系統(tǒng)包括環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架和單循環(huán)配網(wǎng)網(wǎng)架。2.如權(quán)利要求1所述的一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:所述采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備的技術(shù)要求為:按照原來變電站出線斷路器過流保護(hù)動作時限為0.3S不變，各分段電流級差故障保護(hù)隔離的時間級差分別依據(jù)0.3S的1/3或1/4計算配置對原有環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架和單循環(huán)配電網(wǎng)網(wǎng)架改造。3.如權(quán)利要求2所述的一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:所述環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)架的改造設(shè)計方法如下: 1)在該系統(tǒng)中，CB屬于變電站出口斷路器，出口斷路器電流級差故障電流動作級差為0.3s，出口斷路器的現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)指標(biāo)，在配網(wǎng)可靠性改造中目前不予考慮，基本級差參數(shù)任然采用0.3s的時間常數(shù)不變;環(huán)網(wǎng)支線I由變電站A-變電站出口斷路器CBl-配網(wǎng)級差斷路器FBl?FB4組成；環(huán)網(wǎng)支線2由變電站B-變電站出口斷路器CB2-配網(wǎng)級差斷路器FB5?FB8組成;LS為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。FBl?FB4是環(huán)網(wǎng)支線I的四個級差的斷路器，F(xiàn)B5?FB8是環(huán)網(wǎng)支線2四個級差的斷路器；四個級差開關(guān)的時間參數(shù)依據(jù)0.3s的最大時限值為計算基準(zhǔn)，F(xiàn)Bl —級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.25s(應(yīng)該是3倍的0.3/4s)，考慮到方便時間設(shè)置和管理，將這一級開關(guān)時間參數(shù)調(diào)整為0.208、？82二級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.158、？83三級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.10s、FB4四級開關(guān)級差時間級差值假設(shè)為Os設(shè)置。 2)按照目前一般性配電自動化控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間△st為30ms以內(nèi)，為了配網(wǎng)系統(tǒng)的整體可靠性，考慮到智能控制器的穩(wěn)定、可靠運行和質(zhì)量保證，再進(jìn)一步提高控制器的速斷跳閘時間對提高配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)有風(fēng)險，所以控制器的速斷時間就按照30ms來計算；磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間小于15ms以內(nèi)；依據(jù)這個數(shù)據(jù)計算，每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間最少也要50ms左右，考慮安全系數(shù)，按照10%?20%的余量考慮，由新的磁控操作機構(gòu)斷路器配合智能控制器的故障隔離時間在6 5ms以內(nèi)，完全滿足0.3 s的I /4時間7 5ms的時間值，也小于系統(tǒng)第三級級差開關(guān)的時間值0.1s的范圍，這樣的時間級差參數(shù)設(shè)計不會引起系統(tǒng)的誤動和振蕩。4.如權(quán)利要求2所述的一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:所述單輻射配電網(wǎng)架的改造設(shè)計方法如下: I )CB1屬于變電站出口斷路器，出口斷路器電流級差故障電流動作級差為0.3s，基本級差參數(shù)任然采用0.3s的時間常數(shù)不變;該配網(wǎng)架構(gòu)主要有變電站出口斷路器CB2-分段級差斷路器FBl?FB3-分界級差斷路器FB4?FB6等部分組成;LS位聯(lián)絡(luò)備自投功能的斷路器。三個級差開關(guān)的時間參數(shù)依據(jù)0.3s的最大時限值為計算基準(zhǔn)，F(xiàn)Bl—級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.20s，F(xiàn)B2和FB4 二級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.15s，F(xiàn)B3和FB5三級開關(guān)級差時間值假設(shè)為0.1Os，F(xiàn)B4四級開關(guān)級差時間級差值假設(shè)為Os設(shè)置。 2)按照目前控制器過電流保護(hù)速斷故障跳閘動作時間Ast為30ms;磁控操作機構(gòu)斷路器的合閘時間小于25ms以內(nèi)，分閘時間小于15ms以內(nèi)；每次故障產(chǎn)生到故障保護(hù)跳閘完全隔離完成時間最少也要50ms左右，考慮安全系數(shù)，按照10%?20%的余量考慮，磁控操作機構(gòu)斷路器配合智能控制器的故障隔離時間在65ms以內(nèi)，完全滿足0.3s的1/4時間75ms的時間值，也小于系統(tǒng)第三級級差分段開關(guān)的時間值0.1s的范圍，這樣的時間級差參數(shù)設(shè)計不會引起系統(tǒng)的誤動和振蕩。5.如權(quán)利要求2所述的一種采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備，其特征在于:所述采用磁控快速斷路器的多級差保護(hù)配電自動化設(shè)備通過縮小通電區(qū)域，提高綜合供電可靠性管理運行指標(biāo)，其具體方法如下: I)如新改進(jìn)的配電網(wǎng)架系統(tǒng)，電流故障隔離級差與供電區(qū)域以及停電范圍關(guān)系對應(yīng)如圖所示，配電網(wǎng)網(wǎng)架末級級差開關(guān)控制范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，末級級差開關(guān)直接依據(jù)電流級差保護(hù)功能實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的故障隔離故障隔離，不會涉及到上一級級差開關(guān)控制范圍內(nèi)非故障區(qū)域的安全供電，如中級級差范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，本級級差開關(guān)直接依據(jù)電流級差保護(hù)功能實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的故障隔離，小范圍采用重合閘功能對非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，事故不會涉及到上一級或變電站出線開關(guān)的動作;通過多級級差配電開關(guān)的設(shè)計，很大程度上縮小變電站出線開關(guān)的動作次數(shù)，將每次停電事故區(qū)域控制在有效范圍之內(nèi)。
【文檔編號】H02H7/30GK105896496SQ201610417148
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】謝蘭平, 張倩, 陳彥武
【申請人】深圳市粵能電氣有限公司