配電自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)箱自動(dòng)溫控裝置的研究及應(yīng)用

伍艷云 顏成勇

摘 要：隨著配網(wǎng)自動(dòng)化的推廣，自動(dòng)化開(kāi)關(guān)近幾年在配網(wǎng)6～35 kV線路中得到了廣泛應(yīng)用。南方地區(qū)氣溫高且潮濕，導(dǎo)致保護(hù)裝置不能正確動(dòng)作的可能性很大。針對(duì)這種現(xiàn)狀，根據(jù)配電自動(dòng)化微機(jī)控制箱現(xiàn)狀，研制了一種能自動(dòng)控溫的裝置，確保保護(hù)裝置能正確動(dòng)作。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化微機(jī)控制箱;自動(dòng)溫控裝置;配網(wǎng)接地

0 引言

6～35 kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點(diǎn)非有效接地方式。近幾年隨著配電自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用以及城市、城鎮(zhèn)電纜線路的增多，接地電流越來(lái)越大，6～35 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1 6～35 kV配電網(wǎng)接地方式

1.1? ? 中性點(diǎn)不接地

非有效接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生單相接地故障時(shí)，不形成短路，通過(guò)接地點(diǎn)的電流僅為接地電容電流，當(dāng)單相接地故障電流很小時(shí)，只使三相對(duì)地電位發(fā)生變化，故障點(diǎn)的電弧可以熄滅。熄弧后絕緣可以自行恢復(fù)，能自動(dòng)清除單相接地故障，可以帶電運(yùn)行一段時(shí)間，以便查找故障，因而大大提高了供電可靠性。另外，單相接地電流很小，對(duì)鄰近通信線路干擾也小。缺點(diǎn)是發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生弧光重燃過(guò)電壓。這種過(guò)電壓會(huì)造成電氣設(shè)備的絕緣損壞或者開(kāi)關(guān)柜絕緣子閃絡(luò)，電纜絕緣被擊穿，所以要求系統(tǒng)絕緣水平較高。

1.2? ? 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

6～35 kV配電網(wǎng)當(dāng)單相接地電流超過(guò)允許值時(shí)，可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流保證接地電弧瞬間熄滅，消除弧光間隙過(guò)電壓。消弧線圈接地方式在正常運(yùn)行情況下，中性點(diǎn)的長(zhǎng)時(shí)間位移電壓不應(yīng)超過(guò)電網(wǎng)標(biāo)稱相電壓的15%。故障點(diǎn)的殘余電流不宜超過(guò)10 A，消弧線圈宜采用過(guò)補(bǔ)償方式。

1.3? ? 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地

6～35 kV配電網(wǎng)主要由電纜線路構(gòu)成配電線路，單相接地電容電流較大時(shí)，可以采用小電阻接地，電阻值一般在10～20 Ω，單相接地故障電流一般為100～1 000 A。小電阻接地的優(yōu)點(diǎn)是能快速切除故障，過(guò)電壓水平低，可采用絕緣水平較低的電纜或設(shè)備。但應(yīng)考慮到供電可靠性要求，故障時(shí)瞬態(tài)電壓、瞬態(tài)電流對(duì)電氣設(shè)備的影響，對(duì)通信的影響和繼電保護(hù)技術(shù)要求。

1.4? ? 中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地

高電阻接地方式以限制單相接地故障電流為目的，電阻值一般在數(shù)百至數(shù)千歐姆。采用高電阻接地系統(tǒng)可以消除大部分諧振過(guò)電壓，對(duì)單相間隙弧光過(guò)電壓接地電壓有一定的限制作用。單相接地故障電流小于10 A，系統(tǒng)在接地故障條件下持續(xù)運(yùn)行，不中斷供電。缺點(diǎn)是系統(tǒng)絕緣水平要求較高。其主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)回路。

2 微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置優(yōu)點(diǎn)

配電自動(dòng)化開(kāi)關(guān)近年來(lái)得到了廣泛推廣應(yīng)用，與老式普通開(kāi)關(guān)相比，自動(dòng)化開(kāi)關(guān)增加了微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置。微機(jī)保護(hù)設(shè)置三段式過(guò)流保護(hù)、零序保護(hù)。與變電站保護(hù)進(jìn)行配合，能快速隔離故障，縮小故障停電范圍，方便運(yùn)行人員快速查找故障，滿足繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性等四項(xiàng)基本要求。

6～35 kV配電網(wǎng)故障以單相接地故障為主，單相接地故障接近70%，以往6～35 kV接地系統(tǒng)通常采用不接地或者經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，需要手動(dòng)或者配合接地選線裝置來(lái)判別接地故障線路，由于接地選線裝置的不準(zhǔn)確性往往導(dǎo)致選線失敗，延長(zhǎng)故障時(shí)間，擴(kuò)大故障范圍，甚至引起觸電事故的發(fā)生。10 kV配電接地系統(tǒng)大部分改造成經(jīng)小電阻接地，或者經(jīng)小電阻并消弧線圈接地方式，這樣在發(fā)生單相接地故障時(shí)，增大接地故障零序電流，達(dá)到零序保護(hù)整定值，保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，快速隔離故障，對(duì)于瞬時(shí)接地故障可投入繼電保護(hù)重合閘，恢復(fù)線路供電，保證了人身、電網(wǎng)、設(shè)備安全。

3 配電自動(dòng)化微機(jī)控制箱現(xiàn)狀

微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置通常裝在微機(jī)保護(hù)箱里，裝設(shè)在自動(dòng)化開(kāi)關(guān)附近的桿塔上，保護(hù)箱內(nèi)通常有微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、通信模塊、接線柱、電池等，外殼通常采用普通的鋼制材料。現(xiàn)有的微機(jī)保護(hù)箱正常使用時(shí)關(guān)閉門板，各種設(shè)備在密閉空間運(yùn)行。在南方炎熱的戶外，在太陽(yáng)暴曬下微機(jī)控制箱里面溫度能達(dá)到70～80 ℃，甚至更高。箱內(nèi)裝置都在超高溫度下運(yùn)行，不利于設(shè)備工作，微機(jī)保護(hù)測(cè)控異常的情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致保護(hù)裝置拒動(dòng)或者異動(dòng)。

4 配電自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)箱自動(dòng)溫控裝置研究

針對(duì)配電自動(dòng)化微機(jī)控制箱存在的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)可對(duì)現(xiàn)有微機(jī)保護(hù)箱進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，加裝一種溫濕度控制裝置，以降低箱內(nèi)溫濕度，避免箱內(nèi)設(shè)備在惡劣環(huán)境下運(yùn)行，減少箱內(nèi)設(shè)備故障率，確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，保護(hù)裝置正確動(dòng)作，提高電力線路運(yùn)行可靠性。

4.1? ? 配電自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)箱加裝溫濕度控制器的主要步驟

（1）在原有微機(jī)保護(hù)箱接線柱旁加裝溫濕度控制器，在原有箱體中間接近微機(jī)裝置的位置放置溫濕度探頭;（2）在原有微機(jī)保護(hù)箱下端封板處開(kāi)5 cm×5 cm方口，加裝細(xì)微濾網(wǎng)，能進(jìn)入新鮮空氣，同時(shí)能防止小動(dòng)物進(jìn)入;（3）在微機(jī)保護(hù)箱后面封板處開(kāi)10 cm×10 cm方口，加裝細(xì)微濾網(wǎng)，并在濾網(wǎng)上加裝電子風(fēng)扇，能往外送氣，線路連接至溫濕度控制器，接受控制器控制;（4）在微機(jī)保護(hù)箱下面封板內(nèi)空余位置加裝發(fā)熱裝置，用耐高溫線連接控制器，接受控制器控制;（5）在原有微機(jī)保護(hù)箱體外殼增添保溫、隔熱材料。

改造前的微機(jī)保護(hù)箱如圖1所示，加裝自動(dòng)溫控裝置后的微機(jī)保護(hù)箱如圖2所示。

4.2? ? 配電自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)箱溫濕度控制裝置技術(shù)原理

利用溫濕度探頭，能實(shí)時(shí)探測(cè)箱體內(nèi)溫度、濕度，溫濕度高時(shí)，啟動(dòng)電子風(fēng)扇抽氣或發(fā)熱體發(fā)熱，達(dá)到設(shè)置的溫濕度值時(shí)電子風(fēng)扇自動(dòng)停止。

考慮熱氣往上升的原理，將電子風(fēng)扇裝在上面位置，發(fā)熱體裝在下面位置，探頭安裝在中間位置，這樣更能發(fā)揮各裝置功能。溫濕度控制器供應(yīng)電源為箱體內(nèi)電源。外殼加裝保溫隔熱材料以增強(qiáng)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

目前配網(wǎng)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，設(shè)備越來(lái)越多，南方氣溫高且潮濕，導(dǎo)致保護(hù)裝置不能正確動(dòng)作的可能性很大。本文介紹的自動(dòng)溫控裝置只需對(duì)原有的微機(jī)保護(hù)箱進(jìn)行簡(jiǎn)單改造就可解決目前存在的問(wèn)題，批量生產(chǎn)成本不高，應(yīng)用效果好，值得在南方地區(qū)推廣應(yīng)用。

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收稿日期：2019-12-06

作者簡(jiǎn)介：伍艷云（1975—），女，廣東海豐人，工程師，研究方向：配電自動(dòng)化。