直流配电网故障恢复方法分析
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配网自动化开关故障原因及处理措施摘要:文章首先介绍配网自动化故障处理技术的意义,通过10kV龙庆线跳闸故障案例分析故障原因及存在的问题,最后提出了配电网自动化开关故障处理措施。
关键词:配网;自动化开关;故障分析;处理措施引言配网自动化开关不仅包括各种动作开关、传感器等,还涉及配网运行中的保护装置和通信设备,是配电调度和智能管理的重中之重。
受环境因素、技术因素等影响,自动化开关运行过程中很容易出现装置老化、零件损坏等造成的误动、拒动等,造成配网安全系数大打折扣。
必须结合具体问题开展配网自动化开关的科学保护和有效运维,以延长配网自动化开关的使用寿命,提升其安全效益和经济效益。
1 配网自动化故障处理技术的意义配网自动化主要是应用电子技术、通信技术、计算机技术自动控制技术以及新型的高性能配电设备对配电网进行监管,保证配电网能够处在安全、高效率的运行状态。
配网自动化故障处理技术作为当前智能信息化时代的产物,能够使用自动化技术检测出配电网中的故障,并对故障进行分析和研究,除此之外,还会在故障严重时发出警报信号,自行对故障进行初步限制,能够避免故障继续扩散。
这种技术能够为用户提供可靠性较高的供电服务,从而降低处理事故的时间,进一步提高企业的经济效益。
不仅如此,还可以对配电网的稳定进行充分保障,如果配电网产生故障,配网自动化故障处理技术也能够缩小故障范围,对配电系统的工作效率进行提高。
2配网自动化开关故障分析2. 1 故障概况配网自动化开关使用过程中非常容易出现由开关老化、人为操作失误、恶劣环境影响等造成的电力故障,严重时甚至造成大面积断电。
2021年03月15日***局35kV***站10kV龙庆线跳闸。
2.2基本信息2.2.1故障基本信息:2.2.2故障涉及自动化开关基本信息:2.3接线方式接线方式如图1所示。
图1 接线方式3.自动化终端定位情况3.1沿线开关保护配置情况10kV龙庆线主线第一分段开关#25塔25T1开关投入电压时间型逻辑功能;办表支线在主干线#28塔处T接,办表支线#45塔45T1开关、#83杆83T1开关投入电压时间型逻辑功能。
面向5G通信技术的配电网故障自愈技术摘要:随着现代化技术水平的不断提高,越来越多智能化的用电设备出现在人们的生活中,给人们的工作和生活带来了更多的便利。
但是用电器数量与种类的增加给电网的建设提出了更高的要求,尤其是对电网故障的处理,要求速度更快,精准度更高。
5G通信网络的推广与应用,正好能够满足故障自愈的要求,减少大面积停电问题发生的概率,快速消除电网安全隐患。
本文主要介绍了5G通信技术中配电网故障自愈技术的特点、实现方式以及技术支持,希望给相关的工作人员提供一些参考意见。
关键词:5G通信技术;配电网;故障自愈配电网故障自愈是指电力系统在运行过程中,通过对配电网自动化信息分析,可以精准地发现和隔离故障设备,对于已经发生的故障问题能够立即报警,并自动采取对应的解决措施,恢复非故障区域的电力供应,缩小停电范围,避免出现大规模停电。
我国在智能电网建设方面,对于故障自愈功能的研究已经取得了一定的成绩,再加上5G通信技术的应用,使故障诊断的精准度更高,速度也更快,不断突破极限,给人们带来更加安全稳定的电能。
1.配电网故障自愈技术的特点和种类1.1配电网故障自愈技术的特点配电网故障自愈技术在智能电网中已经有所实现,是将各种配电技术进行集成和交融,充分发挥出自身的作用。
自愈技术的特点主要有以下几个方面:(1)自动化程度更高,故障自愈是对整个电网体系运行状态的在线监测,同时还能精准的对其进行评价,确诊故障的所在,并自动消除故障风险,使电网恢复正常的运行。
整个过程都是系统自动进行控制,完全不需要人工进行干涉,因此节约了大量的人力和物力,减少电网的运行成本。
(2)信息化程度更强,故障自愈技术能够将电网运行的状态信息进行实时采集上送,帮助技术人员更迅速和直观地了解到电网的状况,然后根据实际情况进行调度。
(3)安全性更高,故障自愈技术可以将电网运行中出现的危险因素进行隔离,自动阻隔问题,避免风险扩大化,降低安全事故发生的概率。
配电自动化终端的常见故障分析及运维管理摘要:配电自动化的控制终端不仅具备数据收集及数据传递功能,而且能够满足配电网故障实时检测与自动监控需求。
总地来说,控制终端的运行状况和系统流畅度直接影响到整个配电系统。
文章主要分析了配电自动化控制终端的基本职能及其常见的故障问题,希望以此来强化控制终端的稳定性和安全性。
此外,文章还汇总了部分重要故障问题的成因,并据此提出了部分可行性较强的实践办法。
关键词:配电自动化;终端;常见故障;运维管理1配电自动化终端的常见故障分析(1)主站与子站的配合。
一般情况下,配电网络的自动化体系是分层结构。
因此,在这一系统当中,配电自动化终端的主要功能是检测并上报配电系统的故障。
期间,主站以及子站都能准确定位系统故障,并实现自动隔离及非故障区域的功能恢复任务。
不过,现实中故障点的定位隔离与功能恢复是要分开执行的两个任务。
况且,由于主站独立处理、子站处理主站作后备以及子站独立处理以及子站隔离主站恢复,再加上快速处理故障的迫切需求,子站必须收集到所有终端中与故障有关的隔离信息以及恢复供电的区域信息。
(2)配电自动化终端漏报故障。
事实上,如果中间段出现漏报情况,系统会针对漏报问题进行自主判断,同时做到快速补充;如果故障段的供电开关产生故障,容易出现定位点出错现象,当面对这一问题时,一般先记录下发生故障的电流,同时判断该电流是否达标,再判断是否产生漏报情况,最后显示该问题的继续处理或报警信息。
实践过程中,一般将终端故障或事故跳闸作为故障处理启动前提,将终端误报故障作为故障处理启动程序。
(3)通信中断。
当出现远程控制终端与厂站之间的中断问题时,必须先上报远程控制终端,并将其作为漏报处理,才能展开故障定位等一系列活动,否则不对故障部分进行定位。
当产生联络开关信号中断问题时,一般不执行该开关的恢复供电方案的提示信息。
(4)环网运行。
其实,一般的配电网都是开环运行,当产生短期合环运行故障时,故障定位系统是不能够通过故障信号确定故障点的,再加上此时合环的时间较短,首选的故障处理方式是给出相关的报警信息。
配电网电压暂降问题及其治理措施摘要:电压暂降是一种典型的配电网电能质量问题,随着配电网用户高新技术的快速发展,电压暂降问题愈发凸显,电压暂降造成电机停机、计算机存储数据丢失等事故也越来越多,给配电网用电客户带来巨大的经济损失。
这一问题正逐渐引起电力部门和行业用户的高度重视。
本文研究了电压暂降问题起因、特征,以及现有的众多解决方案,并着重介绍了固态切换开关(SSTS)抑制配电网电压暂降方案。
关键词:电压暂降;配电网;固态切换开关;1.引言:电压暂降问题长期存在于配电网线路中,由于以往大多数用电设备因容量、精密度的限制,对电压的短时突然变化不敏感,配电网电压暂降问题并未严重影响到正常生产,因而该问题并未引起人们重视。
但随着用电设备的技术发展和不断更新,数字式自动化技术设备在工业生产中的广泛应用,如可编程控制器、变频调速设备、计算机系统设备及各种自动化生产线等敏感性用电设备的大规模使用,配电网电压暂降问题所造成的影响和危害日益突出,因此对配电网电压质量提出了更高的要求。
2.配电网电压暂降的基本概念配电网电压暂降即“短时间电压下降”,是一个动态电能质量问题,是指供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象[1]。
下面对配电网电压暂降的三个特征量分别进行分析。
1)暂降电压的幅值在电压暂降的分析中,通常将暂降时的电压有效值与额定电压有效值的比值定义为暂降的幅值。
国际电工委员会(IEC)将其定义为下降到额定值的90%至1%,国际电气与电子工程师协会(IEEE)将其定义为下降到额定值的90%至10%,其典型持续时间为0.5~30周波。
2)持续时间将暂降从发生到结束之间的时间定义为持续时间,电压暂降的持续时间主要是由熔断器、断路器和保护装置的动作时间决定。
线路的短路故障持续时间较短,约60~150ms;配电故障的清除时间较长,约0.5~2s, IEEE对暂降时间的定义为:持续10ms-1min。
3)相位跳变电压暂降发生时产生的电压相位的改变称为相位跳变。
主动配电网故障恢复重构研究的开题报告一、研究背景随着电力系统的不断发展和用电负荷的增加,传统的被动式配电系统已经越来越难以满足人们的需求,而主动配电网则成为了未来的发展趋势。
主动配电网能够实现电力系统的智能化、自适应和自愈能力,有效提高了电力系统的可靠性和实用性。
然而,由于主动配电网涉及到大量的复杂的电力设备和系统,因此在运行中可能会出现各种各样的故障,这些故障常常会导致电力系统的停运和能源损失,严重影响电力供应的可靠性和稳定性。
解决主动配电网故障恢复问题成为了当前电力系统中急需研究的问题。
二、研究目的本研究旨在探究主动配电网故障恢复重构技术的应用,通过对最新的技术发展情况和研究现状的综合分析,探讨主动配电网故障恢复重构的概念、特点、关键技术以及实现方法,提出适合我国现实情况的解决方案,为提高电力系统的可靠性和安全性做出贡献。
三、研究内容(1)对主动配电网故障恢复重构技术的概念和发展历程进行阐述,明确故障恢复重构技术的实现方式和优越性。
(2)分析主动配电网中常见的故障类型和故障机理,归纳故障恢复重构的基本流程,并提出具体的应对措施。
(3)研究主动配电网中参与故障恢复重构的关键设备,包括智能电表、电能质量监测仪、集中式和分布式控制器等,研究其工作原理和应用场景。
(4)采用Matlab和Simulink等软件工具,建立主动配电网故障恢复重构的模型,验证其可行性和有效性。
(5)结合国内主动配电网建设及其实际应用情况,提出适合我国主动配电网故障恢复重构技术的完善方案,为实现电力系统的可靠性和安全性贡献力量。
四、研究方法(1)文献综述法:通过查阅学术期刊、国内外专业论文和相关专业图书等文献,分析主动配电网故障恢复重构技术的发展历程、应用现状和存在的问题。
(2)实验模拟法:采用Matlab和Simulink等软件工具,建立主动配电网故障恢复重构的实验模型,验证故障恢复重构技术的可行性和有效性。
(3)案例研究法:结合国内主动配电网建设及其实际应用情况,分析故障恢复重构技术在实践中的应用过程和效果,提出完善的技术方案。
配电网一次设计中存在的问题及解决策略1.线路过载:当负载超过线路容量时,会导致线路过热、短路等问题,甚至可能引发火灾。
这可能是由于负载增加、线路设计不合理或者负载不均衡等问题造成的。
解决策略:需要合理评估负荷需求,确保线路容量与负载需求匹配。
可以通过增设变压器、分配负荷、调整线路拓扑结构等措施,以提高线路的供电能力。
及时对线路设备进行维护和检修,确保其正常运行。
2.线路电压不稳定:电压不稳定可能导致电器设备损坏或运行异常,影响供电质量。
这可能是由于线路长度过长、线路损耗过大、负载变化较大等问题引起的。
解决策略:可以采取以下措施来解决电压不稳定的问题。
合理规划线路布局,减少线路长度,降低线路损耗。
增设变电站、变压器等设备,以提供稳定的供电。
可采用自动电压调节器(AVR)等设备来稳定电压波动。
3.灵敏度差:配电网中可能存在临时故障,如短路、电气击穿等。
如果保护装置的灵敏度不够高,将无法及时检测到故障并采取保护措施,可能会导致设备损坏,影响供电可靠性。
解决策略:可以通过提高保护装置的灵敏度来解决这个问题,确保能及时检测到故障并采取保护措施。
定期对保护装置进行检测和调试,确保其正常运行。
4.故障恢复时间长:配电网一旦出现故障,需要快速定位,并及时采取措施进行修复。
如果定位时间过长或修复时间长,将导致供电中断时间增加,影响用户的供电质量。
解决策略:可以通过引入自动化装置、智能传感器等技术来加速故障定位和修复过程。
建立完善的维修机制和应急预案,提前做好故障处理准备,可以有效地缩短故障恢复时间。
5.变电站安全风险:配电网中的变电站存在较高的安全风险,如外部人员闯入、设备运行异常等。
这可能导致人身伤害和设备损坏。
解决策略:可以采取以下措施来解决变电站安全风险。
加强变电站的安保工作,如安装监控摄像头、门禁系统等,限制非授权人员进入。
定期对设备进行巡检和维护,确保其正常运行。
在设计中考虑到设备的应急防护措施,如设置防雷装置、防火措施等。
配电网故障的识别与定位方法摘要:在配电网运行过程中,确保线路故障的快速检测与定位,既是规避大面积停电事故的关键基础,又是保障配电网供电可靠性与稳定性的重要前提。
对此,从国内外配电网选线、定位技术研究与发展现状出发,对现有配电网故障识别及定位方法进行分析,研究其存在的问题和不足,提出一种基于交流定位法和直流定位法优势互补的综合故障识别理论,并借助仿真试验验证其可行性,最终有效提升配电网故障处理效率,保障我国配电网的持续稳定运行。
关键词:配电网;故障识别;故障定位;交直流综合法引言:近年来,伴随着人们生活水平的显著提高,对于供电可靠性、稳定性的要求越来越高,如何保障电能质量以及配电网的持续稳定运行,始终是配电网运维管理人员面临的核心问题。
其中,在配电网系统中,以单相接地故障发生频率最高,当此类故障发生时,虽不会对系统正常工作产生较大影响,但长时间的带故障运行往往会影响配电网系统的安全性,增大系统的事故风险。
因此,需在配电网故障发生后快速进行故障识别与定位,进而一方面降低因配电网故障所致的电力企业损失,另一方面帮助管理人员制定科学的故障解决方案。
1 国内外配电网故障识别与定位研究发展现状1.1配电网故障识别研究发展现状伴随着现代科学技术的不断发展,对于配电网故障诊断技术的研究也逐渐深入,形成了多种配电网故障识别与定位理论。
其中,由于不同国家配电网存在差异,其所采用的配电网故障识别方法也不尽相同。
例如,日本配电网中性点接地以高电阻或不接地两种方式为主,因此其多采用零序过电流法来切除故障线路;法国配电网系统中性点经消弧线圈接地,故采用零序导纳法来解决故障选线问题。
而对于我国,包括零序电流功率法、谐波法、注入信号法在内的故障识别手段均较为常见,但其实际应用效果却不够明显。
同时,针对不同配电网故障类型,我国一些专家设计研制了相应的自动选线装置,但误判错判问题仍较为严重。
因此,由监控人员现场检查以确定故障线路,仍是当前配电网故障识别的主要方法。
浅谈配网线路短路故障点的查找方法摘要:现今边远山区配电线路长,逢山过河架设的线路较多,有的农村供电线路长达几十公里以上,一旦线路发生故障,供电所的运维人员很难快捷精准地查找出故障点,为此,依据短路故障的原理,编制了一种简易实用的方法推荐给广大工友们使用,希望对大家有所帮助。
本文对配网线路短路故障点的查找方法进行分析,以供参考。
关键词:配网线路;短路故障点;查找方法引言基于电压源变换器(Voltage - Source - Converter,VSC)的柔性直流输电网可以灵活消除大规模可再生能源,但受制于直流断路器的有限跳闸能力,目前还没有真正的柔性直流输电网。
1研究的目的和意义公司电力线的现役维护人员减少,现场管理部门无法满足电力线运营不断增长的需求。
而且布线线路总是有点多、宽、连续、安装环境差。
在制动电阻的布线过程中,通过检查变频器输出端的线路是否有经验或者设备是否简单,往往很难找到大量的维修人员并纠正错误。
因此,配电电路的智能管理需要一种更好的基本故障排除方法。
故障指示器技术可以及时修复故障,保证网络平稳运行,提高生产率。
2发展现状与方向2.1故障检测技术现状部分故障检测产品目前在线路内外使用,但项目的应用并不是设备的实际自动故障定位。
在确定设备故障后,还必须将故障区域和现场故障通知给操作人员。
2.2发展方向使用故障指示器检测电缆故障是一种现代的检测工具,受管理人员的青睐。
随着电源可靠性要求的提高,需要一个具有通信功能的集成系统,以便及时报告设备故障。
如果检测到故障指示灯,故障将通过主服务器传输,并提供故障信息。
该系统的引入具有突破性意义。
3短路故障的类型单相短路接地:线路的一相的一点对地绝缘性能降低,该相电流经由此点流入大地,它的危害主要在于使三相平衡系统受到破坏,非故障相的电压升高到原来的3倍。
单相接地短路是电力系统中故障几率最多的一种,为了分析问题方便,在这里仅讨论金属性接地短路,忽略不计接地时产生的弧光电阻和接地电阻。
第36卷第19期中国电机工程学报V ol.36 No.19 Oct. 5, 20165122 2016年10月5日Proceedings of the CSEE ©2016 Chin.Soc.for Elec.Eng. DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.151236 文章编号:0258-8013 (2016) 19-5122-12 中图分类号:TM 72多端VSC-HVDC直流线路故障限流及限流特性分析刘剑1,邰能灵1,范春菊1,郑晓冬1,唐跃中2(1.上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海市闵行区 200240;2.上海市电力公司市南供电公司,上海市徐汇区 200233)Fault Current Limitation and Analysis of Current Limiting Characteristic forMulti-terminal VSC-HVDC DC LinesLIU Jian1, TAI Nengling1, FAN Chunju1, ZHENG Xiaodong1, TANG Yuezhong2(1. School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Minhang District, Shanghai 200240,China; 2. Shanghai Shinan Power Supply Company, Xuhui District, Shanghai 200233, China)ABSTRACT: The fault current of DC line in multi-terminal HVDC system based on voltage source converters (VSC) increases quickly with large peak, while the DC circuit breaker with large capacity and fast breaking speed is still under development. Combined with the capacity level of DC circuit breaker breaking, a current limiting circuit was proposed to limit the peak and rising rate of fault current by connecting it to DC line ends. Theoretical calculation method for the circuit parameters was also given. The analysis results about the circuit and the comparison with other methods show that the proposed circuit is able to limit the fault current effectively and reduce the requirement for DC breaker capacity and speed. Based on the circuit, a fault-handling scheme for DC lines in multi-terminal VSC-HVDC was proposed. The simulation results show that the proposed scheme is capable of limiting fault current of DC lines and parallel diodes effectively, and non-fault system can maintain normal operation after fault clearance, indicating that the handling ability of multi-terminal VSC-HVDC system for DC fault is enhanced effectively.KEY WORDS: multi-terminal high voltage direct current system; fault current limiting; fault handling; fault recovery; capacitor discharge摘要:基于电压源型换流器(voltage source converters,VSC)的多端柔性直流系统中直流线路的故障电流上升速度快、电流峰值大。
配电网故障处理的实施和研究现状【摘要】配电网直接面向电力企业最终客户,并直接服务于广大用户。
它覆盖着城市的每个角落,并通过低压配电网延伸到千家万户,承担着向城市中小用电客户的供电功能。
据有关统计,城市的99. 97%的用电客户数都是通过城市中低压配电网接入的,占城市的售电量75%之多。
【关键词】配电网;故障;现状1. 故障定位、故障隔离和恢复重构分别是什么配电网中由于各种各样的原因,会发生故障影响对用户的供电。
配电网中的故障一般可分为两类:瞬时性故障和永久性故障。
配电网的故障智能定位指的是在故障发生后,主站根据装设在配电网中的智能化采集、通信和控制单元收集到的数据,结合配电网的实际运行情况,利用网络信息和故障信息来自动地判别故障发生的位置,并且在网络结构的拓扑图上反映出故障点。
配电网的故障自动隔离指的是在判别了故障的位置之后,根据网络的拓扑连接,自动查找到和故障点直接相连的所有开关,利用通讯线路遥控断开这些开关,把故障点和正常的网络隔离开来,为下一步的恢复重构做好准备。
配电网的恢复重构指的是故障发生后,主站利用己有自动化功能定位了故障并且自动隔离了故障之后,寻找到需要恢复供电的区域,重新调整配电网中的联络开关和分段开关的状态,在所有可能的开关运行状态中快速地找出一套既能满足网络运行条件又能使目标函数最小的开关运行方案,并且通过遥控开关尽快地恢复对停电用户的供电。
2.配电网的故障处理模式2.1早期的故障模式:在自动化水平较低的早期,故障恢复主要依靠装设在配电线路上的故障指示器。
故障发生后,工作人员依靠故障指示器找到故障位置,利用柱上开关设备手动隔离故障区,人工恢复非故障区的供电。
这种早期模式自动化水平较低,故障处理时问较长,但是由于投资不高,目前在我国城乡配电网中仍然广泛采用[1]。
2.2配电自动化的故障恢复模式:这种模式(简称da)主要设备是ftu结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段器。
电压暂降对配电网的影响及其解决方法分析【摘要】随着新型电力电子设备的广泛应用,电压暂降问题已成为影响电能质量的主要因素之一。
本文介绍了电压暂降的概念、产生的原因,从供电部门、用户和设备制造商方面提出了相应的解决方法,综述了动态电压恢复器在解决电压暂降方面的应用及其最核心的算法:电压暂降快速检测算法、补偿电压计算方法。
【关键词】电能质量;电压暂降;动态电压恢复器;DVR前言电能是一种经济、清洁、实用的能源状态,是电力部门向电力用户提供的一种特殊产品,其质量的优劣对电网的安全、经济运行,保证工业产品以及人民生活有着十分重要的意义。
随着大量敏感负荷的投入,使得用户对电能质量的要求也相应提高,电能质量问题引起了人们的广泛重视。
电压暂降是各类电能质量问题中发生频率最高、对用户影响最严重的一类。
统计数据表明,电压暂降引起的电能质量问题占了80%。
电压暂降是指电压有效值在很短的时间内突然下降后又恢复的现象,IEEE将电压暂降定义为供电电压有效值快速下降到10%~90%,然后回升至正常值附近。
IEC将该范围定义为1%~90%。
引起电压暂降的原因主要有短路故障、雷击和大型异步电动机的启动等。
系统故障或绝缘子闪络是造成电压暂降、供电中断的主要原因之一。
其他如电容器组或变压器投切、开关操作也有可能引起电压暂降。
1 电压暂降的解决方法可以从以下三个方面采取措施减少电压暂降带来的危害:(1)在供电网络方面,采取措施减少故障数目、加快故障清除时间、改善电网结构等方式解决电压暂降问题。
通过增加电网供电可靠性可以有效降低电压暂降对用户的影响,但这种方法通常要付出很高的代价,经济性不好,因此,这类方法仅适用于对供电质量要求高的用户。
(2)设备制造商从技术上解决设备对电压暂降的敏感度,使设备对电压暂降有一定的抗干扰能力,同时向用户提供描述设备对电压暂降敏感度的参数。
(3)用户端加装处理装置。
可以采用不间断电源(UPS)、超导储能设备(SMES)、动态电压恢复器(DVR)等。
配电变压器分接开关故障分析及处理摘要:配电变压器是配电网中的核心设备,其重要作用之一是通过分接开关的档位选择调节电压,提高用户侧的电压质量。
分接开关故障将直接影响配电变压器乃至区域配电网的运行可靠性。
为此,本文分析了配电变压器分接开关的常见故障类型,提出了相应的故障处理及预防方法,为运维人员更好地进行配电变压器的运维工作提供了参考。
关键词:配电变压器;分接开关故障;处理方法变压器分接开关发生故障是电力设备故障的主要原因之一,对配网运行的安全和稳定性造成了极大的影响,因此加强配电变压器分接开关故障的检测和维修非常重要。
不同的故障类型检修方法也不尽相同,因此,有必要对分接开关的常见故障及处理方法进行总结分析。
1.配电变压器分接开关结构配电变压器分接开关可分为有载调压及无载调压两类。
有载调压即可带负载进行分接开关的操作;无载调压则需要将变压器停电后,不带负载地操作分接开关,操作完成后才可恢复供电。
以有载调压分接开关为例,分接开关主要分成电气和机械两个部分,其中电气部分主要包含调压绕组、切换装置等,机械部分主要包含选择开关、驱动转轴等。
分接开关的正常操作依靠所有部件的良好配合,任一部件故障都将导致分接开关无法正常运行。
2.配电变压器分接开关的常见故障及处理方法2.1 接触不良分接开关调压绕组内的动、静触头接触不良是常见的分接开关故障类型。
接触不良的原因及处理方法:(1)触头损坏。
在产品质量达标的前提下,触头损坏主要是由于检修作业方法不当导致。
另外,分接开关运行年限过久、动作次数过多也有可能造成触头的机械疲劳,导致触头因无法承受操作的机械应力而损坏。
触头损坏是分接开关最严重的故障,可能直接导致变压器跳闸。
在这种情况下,在变压器停电后更换触头甚至更换整个分接开关机构是唯一的解决办法。
(2)触头压力不足。
触头压力不足可能导致触头间歇性放电,对触头产生烧灼,严重时将使触头熔化损坏。
发现触头咬合不够紧固时,应检查触头弹簧是否正常,并尝试调节弹簧使触头均衡受压并接触牢固。
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直流配电网故障恢复方法分析
作者:韩玘桓 陈羽 孙永健 史建海
来源:《山东工业技术》2018年第12期
摘 要:随着柔性直流输电技术的发展,直流配电技术在配电网中的应用越来越广泛,直
流配电线路接入交流配电网以及直流配电线路中接入分布式电源和直流负荷,会提高配电网的
供电效率,交直流混合配电网将是未来配电网研究和发展的趋势。因此,本文对交直流混合配
电网的故障恢复方法进行研究,通过仿真验证方法的可行性。
关键词:交直流配电网;直流配电线路;仿真
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.139
0 引言
配电网中的故障恢复问题,是指配电网故障发生以后,经过故障定位和隔离,将故障排
除,然后采用一系列的故障恢复策略,对配电网的联络开关及分段开关进行操作,将失电负荷
转移到其他馈线或其他供电区域进行供电,快速有效的寻找到非故障区断的最佳恢复供电路
径,完成配电网故障恢复的任务。配电网故障恢复是一个多目标、多维数、多约束、多时段非
线性的组态优化问题,是配电网故障自愈中的重要一环[1]。
传统的交流配电网故障恢复问题是在系统允许的操作条件及电气约束下,利用网络重构将
停电区域的失电负荷转供到正常供电线路上,恢复非故障区段的供电。实际上,配电网调度员
不仅需要快速有效的恢复供电,而且需要考虑开关操作寿命及有限的人力资源,要求开关操作
次数尽量少。
目前国内外对故障恢复策略的研究主要针对交流配电网以及含有分布式电源的交流配电
网,对含有直流配电线路的故障恢复研究还很少。因此,本文提出含有直流配电线路的配电网
故障恢复方法。
1 交流配电网故障恢复
图1是交流配电网的部分线路结构图,图中母线节点处连接4个变电站,图中cs1、cs2、
cs3为联络开关,正常运行时处于常开状态;s1-s10为该段线路的分段开关,运行时处于闭合
状态。由于配电网具有闭环结构开环运行的特点,所以,开关的运行状态满足配电网运行要
求。
根据图1线路结构图,对交流配电网的故障恢复方法进行分析,假设s5-s6区段线路发生
永久性故障,需要以下四步进行故障恢复处理:
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(1)当线路发生永久性故障后,出线断路器立刻跳闸,系统根据SCADA的报警信息、
馈线终端以及互感器采集到的线路信息,定位故障区段并发出指令,断开分段开关s5和s6,
隔离故障区段。
(2)故障隔离后,分段开关s5下游s5-cs1区段以及s5-cs2区段负荷失电,其他负荷正常
运行。此时,通过改变线路之间的联络开关,将失电负荷转移到其他线路上,恢复非故障区的
供电。
(3)对配电网进行网络拓扑结构分析并采集配电网的潮流数据,包括有功功率、无功功
率、电压、电流及线路的容量裕度,根据采集到的数据,制定对失电负荷的恢复供电方案,根
据线路容量裕度尽可能多的恢复供电。恢复方案可能有多个,进行比较后选出最优方案。s5-
cs1区段以及s5-cs2区段失电负荷有两种方案恢复:第一种闭合cs1,利用变电站1供电线路恢
复失电负荷;第二种闭合cs2,利用变电站2供电线路恢复失电负荷。
(4)以网损最小为指标进行方案比较。故障恢复后的配电网在满足电压电流等约束条件
的基础上,计算两种恢复方案的网络损耗,选取网络损耗低的作为配电网恢复方案,完成故障
恢复任务。
2 直流配电网故障恢复
当直流配电网出现故障时,故障处理方式与交流配电网一致,需要经过故障定位和故障隔
离来消除故障对系统的影响。但因为直流配电技术的制约,直流断路器无法同交流断路器一样
进行消弧,所以故障恢复困难,现阶段的处理方式是将故障点下游的负荷切除,随后恢复直流
侧其他负荷供电,这种处理方法可以使直流侧大部分负荷稳定运行,但失电负荷被切除后,无
法再进行并网运行,使失电负荷区域处于停电状态,若失电负荷等级较高,对社会的影响是无
法预料的。这里,本文提出利用直流配电网中分布式电源进行孤岛运行,恢复直流侧失电负
荷。
3 目标函数和约束条件
故障恢复的数学模型主要包括两方面:目标函数与约束条件。其中,故障恢复的目标函数
主要是系统网络损耗最小、最大限度地恢复失电负荷量、开关动作次数最少、各馈线负荷均衡
等。约束条件通常包括:辐射状运行的网络约束、电压约束、支路容量约束等。
本文以系统网络损耗最小为目标函数:
式中:M为配电网中的支路总数;为支路j的末端电压;为支路j的电阻量;、分别为流
过支路j的有功功率和无功功率;表示支路j上开关的状态,断开为0、闭合为1。
4 仿真验证
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本文利用DIgSILENT/PowerFactory软件对改进的IEEE 123节点进行仿真。
对于含有DG的交直流混合配电网故障恢复,假设改进的IEEE 123节点配电系统中交流
侧线路18-21处发生永久性故障,按本文算法与策略进行故障恢复。在保护动作隔离故障后,
配电网中的分布式电源、储能电池因故障切除,恢复时将其视为恒定电流源,输出稳定的有功
功率。故障恢复前后的配电网参数及恢复结果见表1。
假设改进的IEEE 123节点配电系统中直流侧线路60-620处发生永久性故障,可将负荷
62-66与风机1、风机2、光伏1组成计划孤岛,一旦线路60-620或其上游线路出现故障导致
负荷62-66停止供电,便可启动孤岛运行模式,故障恢复前后的配电网参数及恢复结果见表
2。
直流侧故障时,考虑计划孤岛运行,风机1、风机2和光伏1恒定输出2000kW的功率,
所以,利用分布式电源与负荷62-66组成孤岛,恢复负荷62-66的供电。
5 总结
本文主要利用DIgSILENT/powerfacotoy软件进行交流侧和直流侧的故障恢复仿真及验
证,主要提出了交流侧的故障恢复策略,根据场景中线路的开关状态,有功功率,无功功率,
电压计算目标函数值,通过比较目标函数值选择最优策略。其次,提出了直流侧的故障恢复考
虑,充分利用分布式电源的优势,对负荷等级高的直流负荷采用计划孤岛进行故障恢复。
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作者简介:韩玘桓(1993-),男,硕士研究生,主要研究方向:电力系统及其自动化。