提高農(nóng)村電網(wǎng)簡易變電站的供電可靠性的方法

一、 農(nóng)村電網(wǎng)簡易變電站的典型設(shè)計

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

10kV為單母線設(shè)計，裝設(shè)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(hù)、計量等使用。10kV出線2~4條，均裝設(shè)有斷路器。電流互感器一般都安裝在斷路器內(nèi)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線路保護(hù)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)來實現(xiàn)對線路相間短路故障的保護(hù)，同時某些型號的裝置還可選裝小電流接地選線功能，當(dāng)線路發(fā)生單相接地時用來發(fā)信號或跳閘。

二、 典型設(shè)計中影響供電可靠性的因素及其危害

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

2.沒有專有的直流系統(tǒng)。絕大多數(shù)系統(tǒng)把從電壓互感器二次側(cè)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(yuǎn)不如直流高。

3.主變高壓側(cè)沒有斷路器，跌落式熔斷器作為唯一的保護(hù)設(shè)備由于熔絲的安秒特性曲線很難具體測定且動作時限較長，使其作用大打折扣。

舉一個簡單的例子，假設(shè)一條10kV出線發(fā)生出口相間短路，由于故障點離母線較近，造成母線殘壓很低，10kV電壓互感器二次側(cè)電壓也隨之大幅下降，由于該線路保護(hù)裝置電源也取自TV二次側(cè)，一旦電壓降至保護(hù)裝置最低工作電壓以下時，本該立即動作切除故障，卻因保護(hù)裝置失去工作電源而拒動。此時，主變高壓側(cè)熔斷器應(yīng)立即熔斷切除故障點。但由于熔絲的熔斷時間較長，造成熔斷器尚未斷開，所T接的35kV線路保護(hù)就已動作切除整條線路，造成停電范圍擴大，整個地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性都會受到影響。

三、 提高農(nóng)村電網(wǎng)簡易變電站供電可靠性的方法及對策

1.增加保護(hù)的可靠性

在實踐中我們發(fā)現(xiàn)，很多室外式10kV真空開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)都配有過流脫扣器，通過對保護(hù)裝置二次電流回路的簡單改造，就可以實現(xiàn)在保護(hù)電源全停的情況下，發(fā)生短路故障時開關(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(hù)裝置A相電流的輸入輸出， Ic、Ic′為保護(hù)裝置C相電流的輸入輸出，I0、I0′為保護(hù)裝置零序電流的輸入輸出，SLJ為過流脫扣器線圈。

圖2-1為該開關(guān)保護(hù)的常規(guī)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)過過流脫扣器SLJ，再與B相電流合成構(gòu)成零序電流濾過器接法。

此種方法優(yōu)點：

① 成本低廉

經(jīng)過統(tǒng)計，近幾年很多室外式10kV真空開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)出廠時就配有過流脫扣器，另外一些廠家是作為選配件提供給用戶，可以通過訂貨時簽訂技術(shù)協(xié)議來加裝，成本幾乎沒有任何增加。

② 簡單可靠

原理、接線十分簡單，且過流脫扣器靠電磁力直接作用于斷路器機構(gòu)，不需要任何電源;可以反映各種類型的相間短路故障。

此種方法缺點：

① 動作值無法改變

一般過流脫扣器的動作電流都整定為5A，要求大于1.1倍額定電流時可靠動作，小于0.9倍額定電流時不得脫扣。因此，對于負(fù)荷變動較大的線路可能會誤動。

② 產(chǎn)生不平衡電流

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

適用范圍：

負(fù)荷變化較小，故障率較高，對供電可靠性有一定要求的線路。