1、前言
在10kV架空線路發(fā)生的故障中,接地故障的比例很大。接地故障發(fā)生后按電力規(guī)程可以帶負(fù)荷運行兩小時。這期間接地故障有自然消失的情況,但如果沒有自然消失,就容易發(fā)展為短路故障。在接地故障發(fā)展為短路故障的過程中,對配電設(shè)備絕緣的破壞是很大的。而絕緣的破壞又成為新的接地故障發(fā)生的因素。因此,在接地故障發(fā)生時,快速地切斷故障是抑制設(shè)備劣化的有效措施。
近年來,國內(nèi)開發(fā)了應(yīng)用在變電站內(nèi)的可以檢出接地故障的選線裝置,但在檢出可靠性方面還存在一定的問題。
另外,我國目前的配網(wǎng)自動化普及還很緩慢。其中一個重要的技術(shù)原因,也是如何處理線路上的接地故障。
本文將介紹一種新型的帶接地檢測功能的SF6負(fù)荷開關(guān),并談?wù)勂湓谂渚W(wǎng)自動化中的應(yīng)用。
2、帶高精度接地檢測功能的負(fù)荷開關(guān)
該負(fù)荷開關(guān)(以下簡稱接地檢測開關(guān))是引進日本安川電機株式會社技術(shù)生產(chǎn)的。該類開關(guān)在日本已有15年的運行經(jīng)驗。產(chǎn)品的設(shè)計壽命為30年免維護。
接地檢測開關(guān)的殼體采用3mm不銹鋼板通過水壓漲形工藝制成,氣體密封的焊縫長度比其他成型法來說是最短的。進行接地檢測的ZCT(零序電流互感器)、 ZPD(電容分壓式零序電壓互感器),內(nèi)置在SF6氣體容器中,不受外界環(huán)境的影響,可以長期維持檢測部分的可靠性。產(chǎn)品外形如圖一所示。
2.1 接地檢測開關(guān)的構(gòu)成和主要功能
2.2 ZCT的特性
[$page] 在負(fù)荷開關(guān)內(nèi)部設(shè)置的ZCT,無論什么樣的一次電流配置,或者即使在過電流區(qū)域上它的殘留電流的增加也是非常少的。因此,接地檢測不會出現(xiàn)誤動作。
表2所示的是:對于各種一次側(cè)導(dǎo)體配置,在沒有發(fā)生接地故障的時候,三相或兩相電流流通時ZCT的輸出特性(也稱為殘留電流特性)。
本ZCT對于一次側(cè)導(dǎo)體配置來說,三相的時候當(dāng)然不用說,即使對于任何兩相配置,它的殘留電流的增加是非常少的。因此。沒有接地電流的誤檢測。
表3所表示的是:ZCT在各種一次零序電流下,以及各種環(huán)境溫度下的輸出特性。
從以上數(shù)據(jù)可以看出:ZCT的精度及穩(wěn)定性是非常高的.
2.3 接地檢測開關(guān)的主要特點
·小型、輕量,安裝作業(yè)容易。接地檢測開關(guān)的總重只有120kg。
·耐污性能高。獨特的瓷質(zhì)絕緣子,防污等級達到Ⅳ級;操作機構(gòu)的防護等級達到IP67;所有外露件采用不銹鋼制品,并涂裝三層防護漆。
·電氣壽命長。開關(guān)可以開斷額定電流1000次。開關(guān)采用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì),主觸頭采用多點接觸方式,滅弧原理是自能式旋轉(zhuǎn)滅弧技術(shù)。
·安全性高。開關(guān)的故障率為10Fit(即:使用1萬臺,每年允許有1臺發(fā)生故障)。并且,萬一開關(guān)發(fā)生氣體泄漏,開關(guān)具有低氣壓閉鎖裝置,阻止事故向接地、短路故障發(fā)展。
·可與多種配網(wǎng)自動化控制器配合。開關(guān)采用彈簧操作機構(gòu)。電動合閘采用24V直流電機驅(qū)動;電動分閘采用24V直流電磁線圈;合閘保持采用機械摯子。這種構(gòu)造使之既能適用于“電流型”DA方式。也能適用于“電壓一時間型”DA方式中。
3、接地檢測開關(guān)可以適用的配網(wǎng)自動化方式
線路配網(wǎng)自動化按照判斷故障的要素分類,主要有“電流型”和“電壓一時問型”兩種方式,接地檢測開關(guān)可適用于以上兩種方式。同時。接地檢測開關(guān)也可以組建單獨的“接地檢測開關(guān)系統(tǒng)”,這種系統(tǒng)主要用于自動檢測并隔離接地故障,達到初級自動化的效果。
3.1 電流型方式
電流型DA方式是通過檢測電流信號作為判斷故障的要素。在歐、美等國廣泛使用這種方式。它主要是從中性點接地系統(tǒng)中發(fā)展而來。組建這種DA方式的線路開關(guān)可以是重合器、分段器及環(huán)網(wǎng)供電單元等。由負(fù)荷開關(guān)組建的電流型DA方式,一般需要其FTU控制器具有通訊功能。
然而,在中性點非接地系統(tǒng)(或小電流接地系統(tǒng))中,傳統(tǒng)的電流型DA方式,有不便于處理接地事故的缺點。
目前國內(nèi)有些自動化系統(tǒng)廠家聲稱其FTU控制器具有處理接地故障的功能。但其據(jù)以判斷接地故障的依據(jù)是:通過檢測3相電流,用數(shù)學(xué)計算的方法求出零序電流。這種方法的可靠性顯然是打折扣的。
現(xiàn)在,如果在線路中使用接地檢測開關(guān),由其高精度的ZCT直接為FTU控制器提供零序電流的檢測信號,則可以很好的解決這個問題。
3.2電壓一時間型方式
在日本廣泛采用電壓一時間型方式。這種方式要求變電所的開關(guān)設(shè)備具有檢測和開斷接地故障和短路故障的功能,同時還要求其具有兩次重合閘功能。其線路上的分段開關(guān)一般由負(fù)荷開關(guān)組成。這種方式只依靠“電壓一時間”因素就可以區(qū)分故障點。
它的最大優(yōu)點是:從理論上可以配合無限臺數(shù)的分段開關(guān);能用在放射型線路和環(huán)網(wǎng)線路中且無須采用通信設(shè)備。在變電所通過設(shè)置一種計時裝置就能確定故障點位置。
它的缺點是:線路開關(guān)隔