[实用新型]一种采用磁控快速断路器的多级差保护配电自动化设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用磁控快速断路器的多级差保护配电自动化设备。

背景技术

电力能源网系统，电能从发电厂发出，经过远距离高压输电，中途经过几级升压补偿和转换环节到达用电端后，将110KV以上电压等级的高压系统，经过变电站降压到接近或达到普通用户能使用的中等电压等级系统后(如10KV、20KV以及35KV等电压等级系统)，再经过配电网络将电能传输到用电用户应用层。随着配电网的现代化大力建设，为用户提供一个安全可靠、停电事故少、供电可靠性高的系统是电网运营管理部门一直追求的目标。

目前我国城乡配电网络建设有架空线路和电缆线路两种形式，配电网络有辐射状和环网状两种网架结构，系统对故障诊断、定位和自动隔离有多种处理方法，涉及到的主要配网设备包括10kV架空和电缆线路、环网柜、开闭所、柱上开关等。目前配网自动化均采用以监控为主、监测为辅的建设模式，对配网运行状态进行监视和控制，实现对运行方式的调整，故障自动定位、隔离和供电恢复。目前主要有两种类型的配电自动化配置，第一种采用电压-时间型馈线自动化配置，在配网架空、架空电缆混合网线路的单辐射、单环网等网架系统中；主干线分段负荷开关配套配电自动化终端与变电站出线断路器保护、重合闸配合，依据配电自动化终端自身电压-时间逻辑判断功能实现故障隔离和非故障区域的恢复供电。第二种采用电压-电流型馈线自动化配置，在配网架空、架空电缆混合的任一种接地系统(中性点经小电阻、消弧线圈或不接地系统)的单辐射、单环网等网架系统中，主干线分段负荷开关配套配电自动化终端与变电站出线断路器保护、重合闸配合，依据配电自动化终端自身过流保护和通信功能实现故障隔离和非故障区域的恢复供电。这种配网架构，故障电流保护按照2～3级级差参数来配置保护配置，变电站级故障隔离保护时间为0.3s，配网一级开关故障保护隔离时间设定为0.15s，配网开关最多配置到二级，故障保护隔离时间设定为0s。

这两种配电自动化控制原理，都存在着配电网架简单，级差设计少，电压-时间型配电网网架主要依据变电站保护和配电自动化终端的自动化的重合闸功能实现故障隔离，故障隔离动作需要经过几次重合判断隔离故障，造成系统不必要的振荡，负面影响和破坏程度都比较大；每次故障隔离，动作涉及供电区域范围大，造成停电事故区域广，无故障区域再次恢复供电时间长。电压-电流型配电网网架，主要受制于当前相关设备参数性能的限制，配电网网架结构比较简单；电压-电流型故障隔离级差设置比较少，系统配置一般只有2到3级，每次故障隔离，动作也是涉及供电区域范围大，造成停电事故区域广，无故障区域再次恢复供电时间长。上述系统运行情况，直接影响供电运营管理部门的供电可靠性这一主要指标考核指标。

在目前的配网建设中，为了准确提高断路器的故障隔离判断能力，自动化系统大多需要采用电流级差保护控制原理；自动化终端实现电流级差保护故障隔离时间如下式：

Tz＝Tc+Tk

Tc：智能保护控制器过电流保护故障跳闸发出时间Tk：断路器故障跳闸时间；

目前一般配电自动化控制器过电流保护速断故障跳闸动作时间Δst为25ms～35ms，弹簧机构的断路器合闸时间一般在50ms～80ms以上，分闸时间一般在40ms～60ms以上；目前新的永磁机构断路器合闸时间一般在40ms～70ms以上，分闸时间一般在30ms～50ms以上；永磁断路器与弹簧机构断路器相比，零部件较少，故障率较低，并可以频繁操作。综上述数据计算，每次故障产生到故障保护跳闸完全隔离完成时间一般需要80ms～120ms左右。

当变电站出线断路器过流保护动作时限0.3s，根据目前设计技术水平，分段、分界断路器的配置按照以下原则配置的结果是：常规断路器不能满足配网系统多级差网架设计要求。

b)根据目前设备技术水平，只能实现以下几种简单的级差网架设计：

①分段、分界断路器采用弹簧操作机构断路器，仅能实现1级级差配合保护，即只能设置1级分段断路器或分界断路器；

②分段断路器采用永磁操作机构断路器，分界设备采用弹簧操作机构断路器，可以设置1级分段断路器和1级分界断路器；

③分段断路器采用永磁操作机构断路器、分界设备采用永磁操作机构断路器或熔断器，最多可设置2级分段断路器和1级分界断路器；

④同一支线上不宜同时装设分支分界断路器和用户分界断路器。

实用新型内容