专利名称：一种35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法
技术领域：
本发明涉及35kV配电化建设领域，具体涉及一种35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法。
背景技术：
部分地区地理位置较为偏僻、经济发展缓慢，电网电源布点不足，或存在IOkV线路迂回供电，造成供电半径长，线路损耗大，致使线路沿线居民无法用电或供电电压偏低，严重影响居民正常的生产生活。35kV配电化建设是指35kV电网采用IOkV配电网标准建设，主要用来解决这些地区的供电问题，破解常规电网建设选址难、造价高、施工周期长等难题，35/0.4kV直配台区是指将35kV线路延伸至负荷中心，采用35/0.4kV配电变压器直接供电的配电台区(简称直配台区)，是35kV配电化建设的重要组成部分。目前，常规35/0.4kV直配台区少量应用于油田和矿区，35kV侧主要采用断路器-隔离开关方式、负荷开关-熔断器，0.4kV侧采用低压断路器保护。这类保护设备适用于负荷波动较大，供电可靠性要求高的重要用户，但由于过分依赖设备自身功能(继电保护装置)，保护设备选型没有系统评估方案，且大幅度增加电网建设成本，不能广泛应用于偏远地区电网建设。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，本发明能够解决35kV配电化中35/0.4kV直配台区保护配置可靠性和经济性矛盾性问题，可以有效提高35kV配电化建设的供电可靠性和经济性。本发明的目的是采用下述技术方案实现的:一种35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其改进之处在于，所述方法界定不同应用区域的最优保护设备选型，所述方法包括下述步骤:(I)确定35kV配电化建设中35/0.4kV直配台区保护设备选型的影响因素；(2)提出35/0.4kV直配台区熔丝分段保护方案；(3)确定35/0.4kV直配台区保护设备选型影响因素的权重，建立层次分析法评估模型；(4)基于电源-电网-负荷一体化对35/0.4kV直配台区保护设备的选型进行评估；(5)完成35/0.4kV直配台区保护设备选型。优选的，所述步骤(I)中，影响35kV配电化建设中35/0.4kV直配台区保护配置的因素包括对上级电网的影响、环境条件和负荷特性；所述对上级电网的影响包括变压器容量、电网结构和短路电流；所述环境条件包括环境温度、海拔高度和污秽等级；所述负荷特性包括负荷性质和负荷优先级。
优选的，所述步骤(2)包括:结合现有的保护设备选型方案，提供35/0.4kV直配台区35kV侧采用熔丝分段保护的配置方法，通过插入熔断器和后备熔断器组合来实现35/0.4kV直配台区保护配置；确定35/0.4kV直配台区保护设备选型方案；所述现有的保护设备选型方案包括:断路器-隔离开关组合、负荷开关-熔断器组合和跌落式熔断器。较优选的，通过分析熔丝保护的安秒特性，确定35kV侧熔断器配置方案。较优选的，所述35/0.4kV直配台区保护设备选型方案包括:a) 35kV侧采用断路器-隔离开关，0.4kV侧采用塑壳断路器；b) 35kV侧采用负荷开关-熔断器，0.4kV侧采用塑壳断路器；c) 35kV侧采用跌落式熔断器，0.4kV侧采用塑壳断路器；d) 35kV侧采用插入熔断器-后备熔断器，0.4kV侧采用塑壳断路器。较优选的，针对35/0.4kV直配台区高低压侧的多种运行工况和故障类型(运行工况包括正常运行工况、过电流、过负荷、三相电流不平衡)，确保高压熔断器在正常运行或故障情况下熔断器能够正确的开断，确定适用于35/0.4kV直配台区熔断器的选型原则。较优选的，所述适用于35/0.4kV直配台区熔断器的选型原则包括:A、变压器低压侧短路时插入熔断器熔断，变压器内部短路时后备熔断器熔断；B、满足变压器励磁涌流(约为12倍变压器高压侧额定电流)，保证0.1s内插入熔断器不动作；C、满足变压器过负荷(3倍变压器高压侧额定电流)，保证30s内插入熔断器不动作；D、满足变压器低压侧三相短路电流为22倍高压侧额定电流(正常的计算值为17 25倍额定电流，受变压器短路阻抗和系统短路容量限制)，后备熔断器不动作；E、交叉点Ierass ( 2.5kA，满足插入熔断器开断容量(插入熔断器开断容量一般小于 2.5kA)；F、变压器正常运行时，高压侧额定电流应与插入熔断器熔断曲线无交点，保证在变压器正常运行时插入熔断器无损坏。较优选的，适用于35/0.4kV直配台区熔断器的选型原则包括分析引起低压馈线开关越级跳闸的原因，参照低压开关保护配置方案(长延时保护、短延时保护、瞬时保护)，核算低压脱扣器的9、如权利要求7所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，低压主开关应配置至少带有长延时、短延时保护功能的电子脱扣器；低压馈线开关宜配置至少带有长延时、瞬时保护功能的电子脱扣器。优选的，所述步骤(3 )是在步骤(I)和步骤(2 )的基础上，结合三类典型应用区域(三种应用区域指的是内蒙古、西北地区和偏远地区)得出的，包括下述步骤:①分析各影响因素的重要程度进行排序；②构造模糊判断矩阵，量化分析影响因素；(短路电流值是根据实际工况，由专家经验人为设定给定权重的依据)其中，短路电流计算公式如下:根据上级变压器的参数计算和35/0.4kV直配台区距离上级变压器的距离计算短路电流I (a):
权利要求
1.一种35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述方法界定不同应用区域的最优保护设备选型，所述方法包括下述步骤: (1)确定35kV配电化建设中35/0.4kV直配台区保护设备选型的影响因素； (2)提出35/0.4kV直配台区熔丝分段保护方案； (3)确定35/0.4kV直配台区保护设备选型影响因素的权重，建立层次分析法评估模型； (4)基于电源-电网-负荷一体化对35/0.4kV直配台区保护设备的选型进行评估； (5)完成35/0.4kV直配台区保护设备选型。
2.如权利要求1所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述步骤(I)中，影响35kV配电化建设中35/0.4kV直配台区保护配置的因素包括对上级电网的影响、环境条件和负荷特性； 所述对上级电网的影响包括变压器容量、电网结构和短路电流； 所述环境条件包括环境温度、海拔高度和污秽等级； 所述负荷特性包括负荷性质和负荷优先级。
3.如权利要求1所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述步骤(2)包括:结合现有的保护设备选型方案，提供35/0.4kV直配台区35kV侧采用熔丝分段保护的配置方法，通过插入熔断器和后备熔断器组合来实现35/0.4kV直配台区保护配置；确定35/0.4kV直配台区保护设备选型方案； 所述现有的保护设备选型方案包括:断路器-隔离开关组合、负荷开关-熔断器组合和跌落式熔断器。
4.如权利要求3所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，通过分析熔丝保护的安秒特性，确定35kV侧熔断器配置方案。
5.如权利要求3所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述35/0.4kV直配台区保护设备选型方案包括: a)35kV侧采用断路器-隔离开关，0.4kV侧采用塑壳断路器； b)35kV侧采用负荷开关-熔断器，0.4kV侧采用塑壳断路器； c)35kV侧采用跌落式熔断器，0.4kV侧采用塑壳断路器； d)35kV侧采用插入熔断器-后备熔断器，0.4kV侧采用塑壳断路器。
6.如权利要求5所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，针对35/0.4kV直配台区高低压侧的多种运行工况和故障类型，确保高压熔断器在正常运行或故障情况下熔断器能够正确的开断，确定适用于35/0.4kV直配台区熔断器的选型原则。
7.如权利要求6所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述适用于35/0.4kV直配台区熔断器的选型原则包括: A、变压器低压侧短路时插入熔断器熔断，变压器内部短路时后备熔断器熔断； B、满足变压器励磁涌流，保证0.1s内插入熔断器不动作； C、满足变压器过负荷，保证30s内插入熔断器不动作； D、满足变压器低压侧三相短路电流为22倍高压侧额定电流，后备熔断器不动作； E、交叉点Ierass( 2.5kA，满足插入熔断器开断容量； F、变压器正常运行时，高压侧额定电流应与插入熔断器熔断曲线无交点，保证在变压器正常运行时插入熔断器无损坏。
8.如权利要求6所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，适用于35/0.4kV直配台区熔断器的选型原则包括分析引起低压馈线开关越级跳闸的原因，参照低压开关保护配置方案，核算低压脱扣器的9、如权利要求7所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，低压主开关应配置至少带有长延时、短延时保护功能的电子脱扣器；低压馈线开关宜配置至少带有长延时、瞬时保护功能的电子脱扣器。
9.如权利要求1所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述步骤(3 )是在步骤(I)和步骤(2 )的基础上，结合三类典型应用区域得出的，包括下述步骤: ①分析各影响因素的重要程度进行排序； ②构造模糊判断矩阵，量化分析影响因素； 其中，短路电流计算公式如下:根据上级变压器的参数计算和35/0.4kV直配台区距离上级变压器的距离计算短路电流I (a):
10.如权利要求9所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，短路电流的计算方法作为35kV配电化中35/0.4kV直配台区高压侧保护设备选型和保护定值整定的依据。
11.如权利要求1所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据对上级电源的影响、环境条件、负荷特性，针对35/0.4kV直配台区高低压侧的保护配置，结合层次分析法评估模型，进行电源-电网-负荷一体化保护评估，选择最优排序，优化不同应用区域下的最优保护配置方案。
12.如权利要求1所述的35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，其特征在于，所述步骤(5)包括:根据评估结果调整35/0.4kV直配台区保护设备选型；最后形成35/0.4kV直配台区保护设备选型说明、保护设备动作曲线、设备保护原理图。
全文摘要
本发明涉及35kV配电化建设领域，具体涉及一种35/0.4kV直配台区保护设备选型的评估方法，所述方法包括下述步骤(1)确定35kV配电化建设中35/0.4kV直配台区保护设备选型的影响因素；(2)提出35/0.4kV直配台区熔丝分段保护方案；(3)确定35/0.4kV直配台区保护设备选型影响因素的权重，建立层次分析法评估模型；(4)基于电源-电网-负荷一体化对35/0.4kV直配台区保护设备的选型进行评估；(5)完成35/0.4kV直配台区保护设备选型。本发明能够解决35kV配电化中35/0.4kV直配台区保护配置可靠性和经济性矛盾性问题，可以有效提高35kV配电化建设的供电可靠性和经济性。
文档编号G06Q50/06GK103219710SQ20131009898
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者寇凌峰, 盛万兴, 宋祺鹏, 王金丽, 王金宇, 方恒福, 徐毅虎 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 山东电力集团公司