CN105186497B - 一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构及配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构及配置方法，在高压架空线上设置柱上开关支接杆式变压器结构、柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构及柱上开关支接用户配电变压器结构，并且分别对用于连接杆式变压器结构的柱上断路器、用于支接街坊站户内配电变压器的柱上断路器及用于支接用户配电变压器的柱上断路器采用不同的配置原则。本发明开拓出合理、科学的柱上断路器保护配置方案，进一步坚固馈线自动化配电网的安全运行，全面提升供电服务水平，满足了经济飞速发展的需要。

Description

一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构及配置方法

技术领域

本发明涉及一种配电网架空线路的配置结构及方法，具体涉及一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构及配置方法。

背景技术

馈线自动化系统作为配网自动化的重要组成部分，可以实现对馈电线路进行快速地故障定位、故障隔离、非故障区域供电恢复，最大限度地减少故障引起的停电范围、缩短故障恢复时间，并且可以实现对配电网正常运行状态进行监控，对提高供电可靠性具有重要意义。实现馈线自动化首要工作是要对现有架空线网架结构进行改造，通过在架空主干线上合理分配加装柱上断路器，以及在架空线分支线上利用柱上断路器来替代原有的熔丝保护，使其承担控制、联络、保护功能。

配电网10KV架空线路一般采用重合闸前加速保护方式，对于长距离且支接多分支的辐射形架空线路而言，可以减少瞬时性故障发展成永久性故障的概率。如果分支线路柱上断路器保护配置不合理，分支线路故障，都将导致上级保护误动作，进而提供给馈线自动化系统的保护动作、开关变位信号、故障电流等信息量互相矛盾，可能会影响系统推出正确的自愈策略，降低馈线自动化系统恢复供电的最大能效，最终影响配电网的可靠性。可见柱上断路器保护配置正确与否将直接关系到整条线路、电网设备的安全运行，以及影响馈线自动化功能的可靠运转。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构及配置方法，在高压架空线上设置柱上开关支接杆式变压器结构、柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构及柱上开关支接用户配电变压器结构，并且分别对用于连接杆式变压器结构的柱上断路器、用于支接街坊站户内配电变压器的柱上断路器及用于支接用户配电变压器的柱上断路器分别按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置。本发明开拓出合理、科学的柱上断路器保护配置方案，进一步坚固馈线自动化配电网的安全运行，全面提升供电服务水平，满足了经济飞速发展的需要。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构，其特点是，该配置结构包含：

至少一个柱上开关支接杆式变压器结构，设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；

至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构，设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；

至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构，设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间。

优选地，至少一个所述柱上开关支接杆式变压器结构包含：

第一柱上断路器，设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；

杆式变压器，与所述第一柱上断路器连接。

优选地，至少一个所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构包含：

第二柱上断路器，设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；

负荷闸刀，与所述第二柱上断路器连接；

户内熔丝，与所述负荷闸刀连接；

街坊站内配电变压器，与所述户内熔丝连接。

优选地，至少一个所述柱上开关支接用户配电变压器结构包含：

第三柱上断路器，设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；

进线开关，与所述第二柱上断路器连接；

用户配电变压器，与所述进线开关连接。

一种用于高压架空线的柱上断路器配置方法，其特点是，该配置方法包含：

S1，对至少一个柱上开关支接杆式变压器结构按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置；

S2，对至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置；

S3，对至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置。

优选地，所述步骤S1包含：

S1.1，对所述柱上开关支接杆式变压器结构的电流速断保护方式按照如下公式对杆式变压器低压侧相间短路有足够灵敏度进行整定：

I_DZ≤I_{线路末端Dmin2}÷K_LM；

其中，I_Dmin2：线路末端相间故障电流；K_LM：灵敏系数；I_DZ：保护整定的电流值；

S1.2，对所述柱上开关支接杆式变压器结构的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

其中，K_k：可靠系数；K_f：返回系数；I_f.max：变压器最大负荷电流；

S1.3，对所述柱上开关支接杆式变压器结构的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过杆式变压器低压侧三相短路时穿越不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max；

其中，K_bp：电流互感器同型系数；K_fi:电流互感器误差；I_d.max：变压器低压侧三相短路最大短路电流。

优选地，所述步骤S2包含：

S2.1，对所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构的电流速断保护方式按照如下公式对街坊站户内配电变压器低压侧三相短路电流进行整定：

I_DZ≥K_k×I_D.max；

其中，I_d.max：变压器低压侧三相短路最大短路电流；

S2.2，对所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

S2.3，对所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过街坊站户内配电变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的三相不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max。

优选地，所述步骤S3包含：

S3.1，对所述柱上开关支接用户配电变压器结构的电流速断保护方式按照如下公式对接用户配电变压器低压侧三相短路电流进行整定：

I_DZ≥K_k×I_D.max；

S3.2，对所述柱上开关支接用户配电变压器结构的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

S3.3，对所述柱上开关支接用户配电变压器结构的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过接用户配电变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的三相不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明公开的一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构及配置方法，在高压架空线上分别设置柱上开关支接杆式变压器结构、柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构及柱上开关支接用户配电变压器结构；并且分别对用于连接杆式变压器结构的柱上断路器、用于支接街坊站户内配电变压器的柱上断路器及用于支接用户配电变压器的柱上断路器采用不同的配置原则。本发明通过对高压架空线路进行一次接线、重合闸前加速保护特点、支接的复合特性等配电网实际情况的分析研究，开拓出合理、科学的柱上断路器保护配置方案，进一步坚固馈线自动化配电网的安全运行，全面提升供电服务水平，满足了经济飞速发展的需要。

附图说明

图1为本发明一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构的整体结构示意图。

图2为本发明一种用于高压架空线的柱上断路器配置方法的整体流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构，该配置结构包含：至少一个柱上开关支接杆式变压器结构1、至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构2及至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构3。

其中，至少一个柱上开关支接杆式变压器结构1设置在高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构3设置在高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构2设置在高压架空线的架空线首端与架空线末端之间。

至少一个柱上开关支接杆式变压器结构1包含：第一柱上断路器11、杆式变压器12。其中，第一柱上断路器11设置在高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；杆式变压器12与第一柱上断路器11连接。

至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构2包含：第三柱上断路器21、进线开关22及用户配电变压器23。其中，第三柱上断路器21设置在高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；进线开关22与第二柱上断路器31连接；用户配电变压器23与进线开关22连接。

本发明中，第三柱上断路器21输出端至用户配电变压器23高压侧发生相间短路，第三柱上断路器21电流速断保护动作跳闸，通过重合闸，保证与上级电源线保护有选择性；用户配电变压器23低压侧相间短路，由用户配电变压器23继电保护与第三柱上断路器21过流保护取得配合。

至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构3包含：第二柱上断路器31、负荷闸刀32、户内熔丝33及街坊站内配电变压器34。其中，第二柱上断路器31设置在高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；负荷闸刀32与第二柱上断路器31连接；户内熔丝33与负荷闸刀32连接；街坊站内配电变压器34与户内熔丝33连接。

本发明中，第二柱上断路器31输出端至街坊站内配电变压器34高压侧发生相间短路，第二柱上断路器31的电流速断保护动作跳闸，通过重合闸，保证与上级电源线保护有选择性。街坊站户内配电变压器34低压侧相间短路，由户内熔丝33与电源线反时限过流安－秒动作特性曲线取得配合。柱上开关在市区～近郊区域，仅配置电流速断已足够，仅在郊外长线路，在配变高压侧相间短路无灵敏度时，需增补过流两段，动作时间只需与熔丝有配合即可。

如图2所示，一种用于高压架空线的柱上断路器配置方法，该配置方法包含：

S1，对至少一个柱上开关支接杆式变压器结构1按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置。该步骤S1包含：

对于露天的杆式变压器12而言，户外杆式变压器12到低压侧熔丝之间可能被击穿。因此对于柱上开关支接杆式变压器结构1的电流速断保护方式而言，采用杆式变压器12的低压侧相间短路具有足够的灵敏度进行整定。

S1.1，对柱上开关支接杆式变压器结构1的电流速断保护方式按照如下公式对杆式变压器低压侧相间短路有足够灵敏度进行整定：

I_DZ≤I_{线路末端Dmin2}÷K_LM；

其中，I_Dmin2：线路末端相间故障电流；K_LM：灵敏系数；I_DZ：保护整定的电流值。

S1.2，对柱上开关支接杆式变压器结构1的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

其中，K_k：可靠系数；K_f：返回系数；I_f.max：杆式变压器最大负荷电流。

本实施例中，K_k＝1.3，I_f.max取杆式变压器的额定电流值，延时2s进行整定。

S1.3，对柱上开关支接杆式变压器结构1的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过杆式变压器低压侧三相短路时穿越不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max；

其中，K_bp：电流互感器同型系数；K_fi:电流互感器误差；I_d.max：变压器低压侧三相短路最大短路电流。

本实施例中，K_k＝1.3；当电流互感器不同类型时，K_bp＝1；当电流互感器相同类型时，K_bp＝0.5；K_fi＝0.1。

S2，对至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构2按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置。该步骤S2包含：

S2.1，对柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构2的电流速断保护方式按照如下公式对街坊站户内配电变压器低压侧三相短路电流进行整定：

I_DZ≥K_k×I_D.max；

其中，I_d.max：变压器低压侧三相短路最大短路电流。

本实施例中，K_k＝1.3，I_d.max为街坊站户内配电变压器34低压侧三相短路最大短路电流。

S2.2，对柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构2的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max.

本实施例中，，K_k＝1.3，I_f.max取杆式变压器的额定电流值，延时2s进行整定。

S2.3，对柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构2的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过街坊站户内配电变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的三相不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max。

本实施例中，K_k＝1.3；当电流互感器不同类型时，K_bp＝1；当电流互感器相同类型时，K_bp＝0.5；K_fi＝0.1。

S3，对至少一个柱上开关支接用户配电变压器23结构3按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置。该步骤S3包含：

S3.1，对柱上开关支接用户配电变压器23结构3的电流速断保护方式按照如下公式对接用户配电变压器23低压侧三相短路电流进行整定：

I_DZ≥K_k×I_D.max。

本实施例中，K_k＝1.3，I_d.max为街坊站户内配电变压器34低压侧三相短路最大短路电流。

S3.2，对柱上开关支接用户配电变压器23结构3的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

本实施例中，，K_k＝1.3，I_f.max取杆式变压器的额定电流值，延时2s进行整定。

S3.3，对柱上开关支接用户配电变压器23结构3的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过接用户配电变压器23低压侧三相短路时，流过高压侧的三相不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max。

本实施例中，K_k＝1.3；当电流互感器不同类型时，K_bp＝1；当电流互感器相同类型时，K_bp＝0.5；K_fi＝0.1。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种用于高压架空线的柱上断路器配置结构，其特征在于，该配置结构包含：

设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间的至少一个柱上开关支接杆式变压器结构，所述柱上开关支接杆式变压器结构包含第一柱上断路器和与所述第一柱上断路器连接的杆式变压器，所述第一柱上断路器设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间；

设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间的至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构，所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构包含第二柱上断路器、负荷闸刀、户内熔丝和街坊站内配电变压器，所述第二柱上断路器设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间，所述负荷闸刀与所述第二柱上断路器连接，所述户内熔丝与所述负荷闸刀连接，所述街坊站内配电变压器与所述户内熔丝连接；

设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间的至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构，所述柱上开关支接用户配电变压器结构包含第三柱上断路器、进线开关和用户配电变压器，所述第三柱上断路器设置在所述高压架空线的架空线首端与架空线末端之间，所述进线开关与所述第二柱上断路器连接，所述用户配电变压器与所述进线开关连接。

2.一种采用权利要求1所述的用于高压架空线的柱上断路器配置结构的柱上断路器配置方法，其特征在于，该配置方法包含：

步骤S1，对至少一个柱上开关支接杆式变压器结构按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置；

步骤S2，对至少一个柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置；

步骤S3，对至少一个柱上开关支接用户配电变压器结构按照电流速断保护方式、过流保护方式及零流保护方式进行配置。

3.如权利要求2所述的柱上断路器配置方法，其特征在于，

所述步骤S1包含：

S1.1，对所述柱上开关支接杆式变压器结构的电流速断保护方式按照如下公式对杆式变压器低压侧相间短路有足够灵敏度进行整定：

I_DZ≤I_{线路末端Dmin2}÷K_LM；

其中，I_{线路末端Dmin2}：线路末端相间故障电流；K_LM：灵敏系数；I_DZ：保护整定的电流值；

S1.2，对所述柱上开关支接杆式变压器结构的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

其中，K_k：可靠系数；K_f：返回系数；I_f.max：变压器最大负荷电流；

S1.3，对所述柱上开关支接杆式变压器结构的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过杆式变压器低压侧三相短路时穿越不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max；

其中，K_bp：电流互感器同型系数；K_fi：电流互感器误差；I_d.max：变压器低压侧三相短路最大短路电流。

4.如权利要求3所述的柱上断路器配置方法，其特征在于，

所述步骤S2包含：

S2.1，对所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构的电流速断保护方式按照如下公式对街坊站户内配电变压器低压侧三相短路电流进行整定：

I_DZ≥K_k×I_d.max；

其中，I_d.max：变压器低压侧三相短路最大短路电流；

S2.2，对所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

S2.3，对所述柱上开关支接街坊站户内配电变压器结构的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过街坊站户内配电变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的三相不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max。

5.如权利要求4所述的柱上断路器配置方法，其特征在于，

所述步骤S3包含：

S3.1，对所述柱上开关支接用户配电变压器结构的电流速断保护方式按照如下公式对接用户配电变压器低压侧三相短路电流进行整定：

I_DZ≥K_k×I_d.max；

S3.2，对所述柱上开关支接用户配电变压器结构的过流保护方式是根据如下公式，按照躲过所送最大负荷电流方式进行整定：

I_DZ≥K_k÷K_f×I_f.max；

S3.3，对所述柱上开关支接用户配电变压器结构的零流保护方式是根据如下公式，按照躲过接用户配电变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的三相不平衡电流进行整定：

I_DZ≥K_KK_bpK_fiI_d.max。