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高效分段器:保障电力线路安全的重要设备

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:当分段线路发生故障时,分段器的后备保护重合器或断路器动作,分段器的计数功能开始累计重合器的跳闸次数。当分段器达到预定的记录次数后,在后备装置跳开的瞬间自动跳闸分断故障线路段。由此可见,仅当线路故障被开断后,分段器才进行计数。若线路故障是瞬时性的,分段器的电子记忆将在整定的记忆时间内保持其计数,而后缓慢将计数清零。使载流管跌落,分段器分闸,隔离线路故障区段。

高效分段器:保障电力线路安全的重要设备

1.概述

分段器是配电系统中用来隔离故障线路区段的自动保护装置。通常与后备自动重合器或断路器配合使用。分段器不能开断故障电流。当分段线路发生故障时,分段器的后备保护重合器或断路器动作,分段器的计数功能开始累计重合器的跳闸次数。当分段器达到预定的记录次数后,在后备装置跳开的瞬间自动跳闸分断故障线路段。重合器再次重合,恢复其他线路供电。若重合器跳闸次数未达到分段器预定的记录次数已消除了故障,分段器的累计计数在经过一段时间后自动消失。恢复初始状态。

2.分段器的类型及结构

分段器按相数分为单相、三相分段器,按灭弧介质分为油、空气、SF6分段器;按控制方式分为液压控制、电子控制式分段器;按动作原理分有跌落式、重合式分段器等。由于分段器不要求开断故障电流,所以分段器的结构比重合器简单,其结构如图2-30所示。

3.分段器的动作原理

(1)液压计数分段器控制原理。液压控制分段器的液压机构如图2-31所示。当流过分段器的线路电流大于线圈的额定电流的1.6倍时,棒式铁芯被吸且向下移动压缩弹簧。油通过铁芯中的孔道流到铁芯的空间。当故障电流切除后,铁芯被释放,铁芯空间的油使分闸活塞上移,表示升高一个位置,于是分段器以这种方式记下后备保护开断一次故障电流(或在分段器的负荷侧发生一次短路故障)。由此可见,仅当线路故障被开断后,分段器才进行计数。

图2-30 分段器的结构

(a)单相分段器结构;(b)三个分段器结构
1—瓷套管;2—雨雪防护罩;3—手动操作杆;4—旁路放电器;5—静触头;6—工作绕组;7—跳闸机构调整杆;8—环形密封垫;9—顶盖;10—接线柱;11—提升带;12—顶管;13—动触头;14—跳闸机构连杆;15—放电器

图2-31 液压控制分段器的工作原理

后备保护重合后,若故障电流仍然存在,则铁芯被吸下,重复上一次计数过程,使分段器记下后备保护的第二次开断。

若线路故障持续到后备保护的第三次开断(分段器调整为3次计数),则分闸活塞将分闸杠杆升至足够的高度,释放分闸锁扣,分段器切断故障线路段。

若线路是瞬时故障,并在后备保护的第三次开断之前被消除,则分段器的分闸活塞缓慢向下返回其初始位置,同时消除“计数”。液压分段器的复位时间,大约每分钟复位一次计数。

液压控制分段器的最小启动(计数)电流为其串联线圈额定电流的1.6倍,改变分段器启动电流需更换串联线圈。(www.xing528.com)

(2)电子控制分段器控制原理。电子控制分段器利用电子元件实现计数,电子控制分段器取消了串联线圈和液压计数机构,线路过电流靠分段器的套管式电流互感器进行检测。电流互感器二次侧的电流经隔离变压器整流,进入计数元件(继电器),对计数电容器充电,计数电容器将其所储能量供给计数和记忆电路。当达到额定的计数次数后,电路导通,并由分闸储能电容驱动分闸脱扣线圈。若线路故障是瞬时性的,分段器的电子记忆将在整定的记忆时间内保持其计数,而后缓慢将计数清零。

电子控制分段器具有多种抑制功能,提高了动作的选择性,使分段器可有效地区分哪些是在其保护范围内出现的故障。如电压抑制功能可使分段器不误动于不是其后备保护所开断的线路故障电流。冲击电流抑制功能可使分段器不误动于网络中的合闸涌流等。

(3)跌落式单相分段器动作原理。跌落式分段器的外形与跌落式熔断器相似,但其“熔管”是主回路中的载流管。该分段器采用逻辑电路控制。控制电路板装在载流管内,其工作电源来自套在载流管上的电流互感器,正常负荷状态下,逻辑电路处于截止状态。当线路电流大于分段器的启动电流时,逻辑电路导通,给分闸电容和计数电容充电。当线路故障被后备保护切断后,计数元件完成一次计数,并将此信号保持15s。后备保护(断路器、重合器)在15s内重合,若故障仍然存在,即线路电流大于分段器的启动电流,则逻辑电路便认为线路故障是永久性的,开始准备第二次计数。当故障开断后,完成第二次计数,并用电容器储能的能量去驱动启动器,释放分闸脱扣。使载流管跌落,分段器分闸,隔离线路故障区段。由于启动器仅用于脱扣,所需能量不大,且载流管跌落时已无电流,故分段器分闸的噪声很小。尤其是我国目前采用断路器的线路,采用跌落式分段器与断路器配合,不作任何改变即可,对提高供电可靠性有明显效果。不足之处是:这种分段器动作后需更换启动器,然后手动重新投入。

(4)自动配电开关(重合式分段器)。自动配电开关的功能和作用与分段器类似,是分段器的一种,当采用具有开断能力的开关时,可作为重合器方案用,能对线路区段故障进行自动判断,当确认是本自动配电开关闭合而引起的故障,在上级保护开关分断后自动分断,并实现闭锁。自动配电开关与分段器的主要区别是自动配电开关具有延时的合闸功能,延时时间根据系统保护及用户要求来确定,以区别故障是哪一级配电开关引起。

4.FDKW—10(F)型户外跌落式单相分段器

FDKW—10(F)系列户外高压跌落式分段器是一种电子式单相自动分段器,其外形与普通的RW型10kV高压熔断器相似,如图2-32所示。它适用于额定电压10kV的三相配电系统。安装在支路或干路上与重台器或具有一次以上重合闸功能的断路器配合使用,隔离永久性故障区段保证无故障线路正常运行。缩小停电范围,不需检修人员沿线查找故障点,故障处理后在现场可直接恢复送电。该产品可以记忆流过故障电流的次数,识别永久性或瞬时性故障,能合分130A的负荷电流,记忆装置能在故障电流消失后的整定时间内复位。该产品很适合安装在支路多、线路长的配电网中,具有体积小、安装维护方便、使用灵活、价格便宜等多方面优点,并能大大减少线路故障查询时间,提高供电可靠性。其特点如下:

图2-32 FDKW—10(F)型户外跌落式分段器

(1)隔离故障区段,提高供电可靠性。

(2)可带负荷操作替代负荷开关。

(3)具有明显断开点,无需装设隔离开关。

(4)性能价格比高,价格是国内其他类型分段器的1/10,是国外分段器的1/20。

5.液压型三相分段器

液压交流自动分段器是采用变压器油作为灭弧和绝缘介质,其油同时兼作为计数之用,它是三相共体联动。具有三级处于油中的双断口触头,每回导电回路中都串联着一个液压计数器和计数器启动线圈,三相进出引线由6只瓷套管引出。操作方式为手动操作,操作手柄在箱盖前端防雨罩的底下,与分段器连成一体。操作机构及3根导电回路由8颗螺钉固定在箱体上盖上。

液压式分段器主要有箱盖、操作机构、油箱瓷套、导电动静触头、计数机构、启动线圈、脱扣机构组成。操作机构是安装在一块金属板上,当手动合闸时,将操作手柄沿顺时针方向向上提,促使合闸弹簧储能,当弹簧储能位置过某一点时,能量突然释放,带动拐臂传动,使动触杆带动动触头向上运动,到完全合闸位置,分段器在合闸的同时,对分段器分闸弹簧储能,保证分闸的时间和速度。

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