提高農村電網簡易變電站的供電可靠性的方法

一、 農村電網簡易變電站的典型設計

單臺主變，容量在3000kVA左右，高壓側電壓35kV，低壓側電壓10kV。高壓側一般不裝設母線也不安裝斷路器，而是經高壓跌落式熔斷器直接T接到鄰近的35kV線路上(如圖1)。

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

二、 典型設計中影響供電可靠性的因素及其危害

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

2.沒有專有的直流系統。絕大多數系統把從電壓互感器二次側引接的交流220伏電壓作為主要電源，而交流供電的可靠性遠不如直流高。

3.主變高壓側沒有斷路器，跌落式熔斷器作為唯一的保護設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，假設一條10kV出線發生出口相間短路，由于故障點離母線較近，造成母線殘壓很低，10kV電壓互感器二次側電壓也隨之大幅下降，由于該線路保護裝置電源也取自TV二次側，一旦電壓降至保護裝置最低工作電壓以下時，本該立即動作切除故障，卻因保護裝置失去工作電源而拒動。此時，主變高壓側熔斷器應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線路保護就已動作切除整條線路，造成停電范圍擴大，整個地區電網的供電可靠性都會受到影響。

三、 提高農村電網簡易變電站供電可靠性的方法及對策

1.增加保護的可靠性

在實踐中我們發現，很多室外式10kV真空開關機構箱內都配有過流脫扣器，通過對保護裝置二次電流回路的簡單改造，就可以實現在保護電源全停的情況下，發生短路故障時開關依然可以可靠跳閘。

如圖2所示，TA為電流互感器，Ia、Ia′為保護裝置A相電流的輸入輸出， Ic、Ic′為保護裝置C相電流的輸入輸出，I0、I0′為保護裝置零序電流的輸入輸出，SLJ為過流脫扣器線圈。

圖2-1為該開關保護的常規接法，圖2-2為改進后的接法，即將A、C兩相電流合成后先經過過流脫扣器SLJ，再與B相電流合成構成零序電流濾過器接法。

此種方法優點：

① 成本低廉

經過統計，近幾年很多室外式10kV真空開關機構箱內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協議來加裝，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，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，對于負荷變動較大的線路可能會誤動。

② 產生不平衡電流

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

適用范圍：

負荷變化較小，故障率較高，對供電可靠性有一定要求的線路。