星火方块|脉冲关合技术在配网中的应用
作者结合实例 ， 介绍了施恩禧电气IntelliRupter智能脉冲式重合器 ， 该系列重合器是创新的配网设备 。 它完全不同于传统意义上的重合闸装置 ， 其核心技术为“脉冲关合”技术 ， 即使是重合于永久故障 ， 也不会对系统造成任何冲击 ， 为重合技术的发展指明了新方向 。
文章图片
1国内配电线路重合闸应用情况
对于配电架空线路 ， 绝大部分故障是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络、大风造成的短时碰线、树枝落在导线上等引起的瞬时性故障 。 因此 ， 大多数的供电公司从提高供电可靠性的角度出发选择投入重合闸 。
现在城市电力线路缆化率越来越高 ， 架空线路改电缆下地已经成为一种趋势 ， 出现了越来越多的架空和电缆混合线路和纯电缆线路 。 根据经验 ， 电缆线路发生永久性故障的概率较低 ， 而且如果重合于永久故障 ， 可能会对电缆造成致命性的损坏 ， 所以对于纯电缆线路大多选择不投入重合闸 。
对于架空和电缆混合线路是否投入重合闸 ， 这需要权衡供电可靠性和设备安全等多方面的因素 ， 但一直没有一套完整的理论来指导 。 国内许多大城市对供电可靠性要求比较高 ， 所以不论是架空线路还是架空和电缆混合线路都投入重合闸或根据混合线路中电缆所占的比例决定是否投入重合闸 。
国内配电网现在的重合闸还是传统的重合方式 ， 投入与否每个供电公司都有自己考量 。 一方面 ， 为提高供电可靠性 ， 线路都需投入重合闸；另一方面 ， 必须考虑重合于永久性故障带来的影响 。 因此 ， 对配电线路重合闸的设置 ， 国内一直存在争议 ， 不同地区的规定也存在一定的差异 。
2.脉冲关合的基本原理
脉冲关合技术 ， 简单说来 ， 就是在系统发生故障重合器跳闸后 ， 在电源侧电压波形118°时重合器合闸 ， 在电流第一次过零时重合器开断 ， 这个过程只有3到8ms ， 这3到8ms内产生的电流波形只是一个很小的脉冲（如图1所示） ， 分析这个脉冲即可判断故障是否依然存在 ， 如果线路故障消失 ， 立刻启动重合器合闸；如果故障仍然存在 ， 重合器保持分闸位置 。
即使线路故障为永久故障 ， 脉冲关合时所产生的电流脉冲也很小 ， 幅值通常不到传统重合时故障电流的一半 ， 持续时间只有3到8ms 。 在实验室里 ， 我们将某品牌重合器和IntelliRupter智能脉冲式重合器分别接于相同的回路上 ， 模拟各种故障 ， 比较重合于永久故障时对系统的影响 ， 再次验证了上述结论 ， 表1列出了其中三次的实验结果 。 因此 ， 即使脉冲关合于永久故障 ， 系统也不会受到再次冲击 。
文章图片
图1：脉冲关合波形图
文章图片
表1：传统重合和脉冲关合故障电流比较
跟传统重合方式相比 ， 脉冲关合具有以下明显的优势：
（1）电流脉冲峰值较低 ， 不会产生具有破坏性的电动力而损坏设备；
（2）电流脉冲峰值低 ， 持续时间短 ， 产生的热应力对设备的影响可以忽略 。 在相同的情况下 ， 脉冲关合生产的热应力不到传统重合情况下的2% ， 如表1所示；
（3）系统不会再次经历电压骤降 ， 保证电能质量；
（4）没有故障电流再次穿越上级变压器 ， 有效地保护了变压器；
（5）脉冲仅持续3到8ms ， 不足以使上级设备的保护装置启动 ， 便于保护配合 。
脉冲关合技术的实现离不开一次设备和二次装置之间的精密配合 。 一次设备必须要在3到8ms内合分一次 ， 同时触头必须能够有效的灭弧；二次装置不仅要协助一次设备准确的抓取电流脉冲 ， 还必须具有一系列严密的逻辑来快速地分析脉冲 ， 判断故障是否存在 。
