10kV配网智能设备的综合应用

安北辰　王希

一、配网智能设备分类介绍

10kV配网智能设备主要有以下几类：

1.故障定位系统；2.高压智能断路器；3.功率因数限制器

4.自动投切高压电容器；5.三相智能高压计量箱

1故障定位系统

1.1系统组成

1.2系统原理

1.2.1短路故障查找原理-自适应判据

判据全面，减少误动；故障判据采用智能突变法；自动适应线路负荷电流变化；无需设定动作门槛值；便于各种场合使用。

1.2.2接地故障查找原理-信号源注入法

信号源10秒发生8次脉冲波，指示器连续采集到6次脉冲波判接地故障。

2高压智能断路器

2.1安装目的

2.1.1.实现线路的故障隔离，缩小停电范围。

2.1.2.实现线路的故障快速查找，缩短故障处理时间。

2.1.3.实现线路的远方控制与数据采集。

2.2安装选择说明

智能断路器采用ZW20A-12真空断路器，智能断路器中FTU控制器配备三段式电流保护、零序电流保护、零序电压保护、重合闸功能、后加速动作功能。控制器同时具备保护告警和跳闸功能，可根据现场情况进行选择。

2.2.1石油专线变电站出口安装智能断路器（含三相五柱式电压互感器），用于判断系统接地故障，并区分站内或站外线路短路故障。

2.2.2安装于长线路主干线中段，采用智能断路器人为分段，可以实现故障隔离，缩短停电范围。

2.2.3安装于长分支线路前端，用以区分主线路或分支线路故障，并及时隔离有故障的分支线路。

2.2.4安装于两条线路联络点，便于运行方式调整时远程操作。

2.2.5安装于产权分界点，所有用户专线、专用支线、专用变压器等产权归属他人的用电设备，以确认故障责任并隔离故障点。

3功率因数限制器

3.1安装目的

3.1.1减小伴生气并网自发电对线路无功补偿的影响。

3.1.2提高并网自发电线路功率因数，保证站所进线电源功率因数符合地方电网要求，避免出现利率考核问题。

3.1.3实现对并网自发电的远方控制与数据采集。

3.2安装选择说明

当并网10kV线路月平均功率因数低于0.65时，则考虑采用功率因数控制器调节线路无功。选择安装地点时应尽量满足以下要求：

3.2.110kV线路并网机组切除后，应满足接带线路全部负荷的要求，如站所出线CT变比、导线线径及线路长度等。

3.2.2并网点附近无其他无功补偿设备，保证并网点功率因数的测量准确。同时控制器的安装点与发电站距离不宜过远。

3.2.310kV线路并网发电站提供有功负荷超过线路总负荷一半以上的。

3.2.410kV线路并网发电站可能向站所到送有功功率的发电站。

3.2.5发电站中有低压无功补偿装置的，应优先安装，保证无功补偿设备投入。

3.2.6安装地点应具备良好的GPRS无线通讯信号。

4自动投切高压电容器

4.1安装目的

4.1.1提高线路功率因数及电压，降低线损，改善电网供电质量，增加输电能力。

4.1.2实现配电线路智能电容的遠方数据接入配电网自动化后台。

4.2安装选择说明

10kV配电线路无功补偿的最佳位置普遍按照“三分之二”的法则确定，即最佳位置为线路长度的三分之二处。通常对安装位置的选择主要考虑三个方面：

4.2.1负荷比较集中的线路前端，对主要负荷进行补偿在10kV线路上进行单点集中补偿的最佳位置是在负荷的集中点处，这样的补偿节电效率高；

4.2.2对于线路较长或分支较多，分支负荷较大，负载的自然功率因数较低的线路可采用多点补偿，补偿的位置确定可选择在负荷集中的多点进行补偿；供电半径比较长，减少由于长线所带来的线损；

4.2.3靠近路边，便于安装施工和检修维护。

5三相智能高压计量箱

5.1安装目的

5.1.1计量功能：实现对高压电流、电压、电能的计量。

5.1.2远程抄表：定期自动抄表和发送指令实现远程实时抄表。

5.1.3实现配电线路的远方计量数据接入配电网自动化后台。

5.2安装选择说明

高压计量箱根据计量的需要，一般选择在以下位置安装：

5.2.1安装于一条线路不同用户的负荷分界点电杆，用于不同用户电量的分开计量，负荷的分开监控。

5.2.2安装于石油专线变电站10kV出线第一基电杆，用于远程计量石油专线电量、电流。

二、智能设备综合应用分析

1短路故障分析

站所综自保护装置：故障线路过流保护动作，开关分闸。

智能断路器：故障点前端的智能断路器会发出过流告警信号。

故障定位系统：故障点前端的指示器检测到短路电流后本地翻牌，并向终端发出故障信息——终端接收后以短信编码形式上传主站——主站接收编码并拓扑分析定位显示故障区域——主站发送故障定位的文字短信——故障查找。

通过智能断路器和故障定位系统综合分析，快速锁定故障点，进行故障查找和处理。

2接地故障分析

站所接地告警信号：PT测控装置零序过压告警、线路保护装置接地告警、后台电压越限告警、小电流接地选线装置接地告警、消弧线圈控制器接地告警、主变后备保护零序过压告警。

智能断路器：故障点前端的智能断路器会发出零序过流告警信号。

故障定位系统：线路接地——信号源PT电压越限——信号源延时后注入8个脉冲电流——指示器检测到连续6个以上脉冲电流后本地翻牌并向终端发出故障信息——终端接收后以短信编码形式上传主站——主站接收编码并拓扑分析定位显示故障区域——主站发送故障定位的文字短信——故障查找。