刘跃文?王启明?亓占华?郑晨
摘 要:电压时间型线路在馈线自动化系统中大规模应用。传统的培训方式难以对该类型线路原理、故障隔离方式做出直观的呈现。本文旨在介绍一种电压时间型模拟线路的实现方案,能够在220V低压条件下模拟该类型线路的故障隔离方案。
关键词:馈线自动化;模拟线路;脉冲电压
本项目以莱芜地区的配电网自动化系统为模型,拟建立一套可以模拟现场线路故障,各分段及分界开关保护动作情况的演示系统,以达到对相关技术人员进行培训的目的,以直观、实训的方式来展示配电自动化系统的运行(工作)状态,便对配网维护人员的培训。
一、系统组成
为了达到与现场设备一致,真实模拟现场运行情况,培训场地需安装如下一次和二次设备:模拟变电站出口开关动作的电源控制系统1套;分段开关(VSP5)4台;分段开关控制器(电压时间型)4台;
分界开关(负荷开关)1台;分界开关控制器1台。
电源控制系统由时间继电器、遥控开关线路板(含遥控器)、空开、中间继电器、接触器等原件组成。时间继电器相互配合用于实现AC220V脉冲电压的可控输出;遥控开关线路板(含遥控器)用于远程控制線路故障模拟,具体而言有启动(一号按键)、故障(二号按键)、相间故障电流接入(七号按键)、零序故障电流接入功能(八号按键),遥控总复归(十号按键),其中,故障又分位不同区间故障的分类(分别对应三号、四号、五号、六号按键),均由同一个遥控器上的数字按钮控制;接触器用于主回路电源输出,模拟变电站出线开关。
下图为系统模拟主接线图
主接线图
二、电源控制系统
由于培训场地内无法直接制作接地或短路故障,现场只能根据实际故障的特性来模拟现场动作情况,针对目前变电站的跳闸特性,特制作一套电源控制系统,以实现模拟变电站跳闸动作特性,该部分控制系统分为如下两个部分
1.模拟变电站跳闸,线路失压特性的控制回路—电压控制回路;
为模拟变电站故障跳闸功能,电源进线开关K1采用接触器(或继电器)实现,具体指标需根据该线路正常工作时的电流负荷情况选择,如果可能的话也可采用断路器,K1开关的控制回路如上图所示。
QA:启动按钮;
TA:跳闸按钮(带自保持功能);
SJ1、SJ2、SJ3:时间继电器,实现对跳闸及重合闸时间的控制;
可根据设置SJ2时间继电器的时间定值来模拟短路故障的发生位置,该时间定值需根据各分段控制器的X时限来设置。
动作过程:
1)电源进线主回路开关QF闭合,主回路处于工作准备状态;
2)电压控制回路电源空开合上;
3)按下QA启动按钮,使用主回路各断路器正常按顺序闭合供电;
4)确定各继电器的延时闭合时间,SJ1和SJ3继电器为模拟变电站出口断器路的重合闸和二次重合闸时间继电器,SJ2为模拟变电站出回断路器一次重合闸后的再次跳闸时间,该时间与模拟故障点的位置有关,在实验中需要根据模拟故障点发生的间隔来修改。
5)主回路各开关正常工作后,可按下TA跳闸按钮,来模拟故障隔离功能;
2.模拟分支线路过流或接地情况下,分界控制器报过流保护及接地保护时,所必须的电流控制回路----电流控制回路;
电流控制回路由单项调压器、滑线变阻器、电流表等组成,产生交流电流信号输入至分界控制器的A、C相和零序电流采用回路中,实现分界控制器的保护逻辑。
电流电缆的数量需根据现场模拟分界开关的状态来定,建议按照分界控制器的实际需求A、C相和零序均放有电流电缆。
三、具体接入方案及操作方法
1.接入方案。电源系统独立安装于配电箱内,并采用4*2.5MM电缆将电源输出引至首台分段开关电源侧,依靠架空线路实现220V电压的接入,各分段、分界开关控制器从所属开关电源侧(架空线路处)引入工作电源。电源系统中时间继电器的时间设置应根据分段开关控制器X时限设置情况动态调整。
分界开关零序电流、相间电流使用4*2.5MM电缆直接从电源系统配电箱处引入,其电流大小应根据分界开关控制器定值设置情况动态调整。
2.操作方法。系统进行故障模拟时,确保电源系统工作电源正常后,首先使用遥控器十号按键对遥控线路板进行总复归,防止上次操作产生影响;一号按键启动系统,三、四、五、六按键用于选择主线路故障区间,当用户模拟主线路故障时可按下四个按键中的一个,再按故障按键二,系统将按照预定逻辑动作,并实现故障区间的隔离。若模拟分界以下线路故障情况,则先选择相间故障或零序故障(六号按键或七号按键),再选择故障按键二,系统将实现分界开关的故障隔离过程。