探討如何提高１０ｋＶ配電網(wǎng)安全運(yùn)行

李春芳

摘要:本文主要對影響10kV配電網(wǎng)可靠性的主要因素進(jìn)行了分析,并提出了10kV配電網(wǎng)若干有效措施提高電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行,以供大家一起來參考及借鑒。

關(guān)鍵詞:10kV配電 可靠性 技術(shù)措施

1 影響安全可靠性運(yùn)行的主要因素

1.1 由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,原有的10kV配電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足供電可靠性的要求。首先,原有的10kV配電網(wǎng)絡(luò)以架空線為主,接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式,新建的工業(yè)開發(fā)區(qū)和商住小區(qū)則通常采用環(huán)網(wǎng)供電,電源有的是從就近的架空線上取得。其次,由于在規(guī)劃網(wǎng)架未完善之前,部分用戶急于用電,按規(guī)劃實施一步到位投資難以落實,因此接線存在一定的臨時性。另外,沿主要交通道路的架空線走廊附件,新建筑物施工工地多,直接威脅線路運(yùn)行安全?？傊?城區(qū)尤其是老城區(qū)的10kV配電網(wǎng)絡(luò)單薄,轉(zhuǎn)供電能力差,地形復(fù)雜,接線較亂,事故率高,供電可靠性低。另外,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,20世紀(jì)60、70年代建設(shè)的變電站10kV設(shè)備、各路出線的容量及安全性能均已不適應(yīng)用電負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。其明顯的缺陷是:城區(qū)變電站大多數(shù)是該區(qū)域電網(wǎng)中的樞紐站,10kV系統(tǒng)出線多,負(fù)荷大,運(yùn)行年久。加之周圍環(huán)境因素,造成設(shè)備污染嚴(yán)重,設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降,引發(fā)事故的概率逐年增高。

1.2 10kV配電網(wǎng)的閃路在運(yùn)行中,設(shè)備的絕緣長期承受工作電壓,當(dāng)絕緣件表面積污后,只要表面污物達(dá)到一定的含鹽量,遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡(luò)。另一方積污還使絕緣的沖擊性能大幅度降低,在雷電沖擊和內(nèi)過電壓的沖擊下,很容易引起閃絡(luò)。污閃有時發(fā)生在一相,也可能多相發(fā)生,還可能多處同時發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)污閃后,容易引起單相接地,此時其余兩相電壓將升高,穩(wěn)態(tài)時為相電壓的3倍,暫態(tài)時情況下可達(dá)成2.5倍相電壓。在正常情況下,非故障相電壓幅值升高對絕緣并不造成威脅,若運(yùn)行環(huán)境條件惡劣,絕緣件耐受電壓下降,在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)非故障相電壓副值升高允許運(yùn)行的兩小時內(nèi),有可能再出現(xiàn)閃絡(luò)點(diǎn)。其次,由于污穢使絕緣的沖擊特性下降低成本30%～40%,使單相接地出現(xiàn)零序電壓。若變電所內(nèi)互感器特性較差,將激發(fā)鐵磁諧振,過電壓倍數(shù)比較高,還可能發(fā)生相絕緣閃絡(luò)擊穿,而觸發(fā)兩相接地短路。

1.3 10kV配電網(wǎng)的過電壓,電氣設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行必須承受工頻電壓、內(nèi)部過電壓及大氣過電壓的作用,特別是環(huán)境條件惡劣,早期建設(shè)的設(shè)施,先天不足,爬距不夠,給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來很大威脅?；」饨拥剡^電壓是一種幅值很高的過電壓。當(dāng)電網(wǎng)電容電流超過一定值時,若不采取措施,接地電弧難于熄滅,將激發(fā)起弧光接地過電壓,其幅值高于4倍相電壓,這勢必對電網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成很大威脅。在一些早期建設(shè)的10kV配網(wǎng)中,絕緣靠一個針式瓷瓶,這是電網(wǎng)中絕緣等級較低的環(huán)節(jié),它不能承受直擊雷,感應(yīng)過電壓也會引起閃絡(luò)。

2 如何提高10kV配網(wǎng)供電可靠性的技術(shù)措施

2.1 縮小配網(wǎng)的故障停電范圍,提高配網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電能力。對單端電源供電的樹枝狀放謝性接線,沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器,在長達(dá)幾公里或十幾公里的線路上任意一處發(fā)生故障,都會使全線停電。使用聯(lián)絡(luò)開關(guān)不但可以大大縮小停電范圍,同時也使安排停電范圍大大縮小。對于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的選擇,當(dāng)首推柱上式SF6開關(guān)。目前,柱上式SF6開關(guān)的品種主要有柱上斷路器、自動重合閘、自動分?jǐn)嗥?、重合分?jǐn)嗥鲙追N,這些開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單,性能優(yōu)越,壽命長,檢修周期長,安裝簡易,安裝工程造價較低等優(yōu)點(diǎn)。柱上式SF6斷路器可以單獨(dú)安裝在支線或干線的中后段,具有自動開斷故障電流的功能,能很好地與變電站出線開關(guān)配合,自動斷開故障段。如圖1所示,當(dāng)S點(diǎn)發(fā)生故障時,柱上式SF6斷路器4會自動斷開,縮小了停電范圍。這種斷路器還可用作建立饋線之間的聯(lián)絡(luò),提高供電能力。

自動重合器除了具有上述斷路的功能外,還有多次重合的功能,它是一種具有控制和保護(hù)功能的智能化開關(guān),還具有與自動分?jǐn)嗥髋浜鲜褂玫墓δ堋?/p>

自動分?jǐn)嗥魇且环N具有記憶故障電流次數(shù)并按設(shè)定次數(shù)實行分閘閉鎖的智能開關(guān),它不能開斷故障電流,只能在上一級重合閘分閘后自動斷開。它與重合器配合使用,能最大限度地縮小故障停電范圍,自動恢復(fù)對非故障段的供電。如圖2所示,分段器1設(shè)定記憶故障電流2次,分段器2、3、4設(shè)定記憶故障電流1次,當(dāng)A點(diǎn)發(fā)生永久故障時,重合閘跳閘,分段器2分閘并閉鎖,重合閘合閘對非故障段恢復(fù)送電,當(dāng)B點(diǎn)發(fā)生永久性故障時,重合閘第一次分閘時,分段器1記憶故障電流1次,但不分閘,重合器自動重合后再跳開,當(dāng)重合器第二次跳閘時,分?jǐn)嗥?才分閘并閉鎖,重合器再次重合對非故障段恢復(fù)供電。

當(dāng)然,柱上式SF6開關(guān)也有使用上的缺點(diǎn),即故障段停電后變電站或調(diào)度不知道,直到用戶報告停電才知道,在一定程度上拖延了事故處理時間。

2.2 采取綜合措施,認(rèn)真解決污閃問題。10kV配電網(wǎng)安全可靠的關(guān)鍵是解決閃絡(luò)誘發(fā)相間短路及過電壓燒毀設(shè)備問題。所以,必須采取綜合措施,以求得電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

對10kV開關(guān)室的支持絕緣子、穿墻套管、刀閘支柱瓷瓶、連桿瓶等,可以加裝防污罩。對于母排,可以加裝絕緣熱縮管。根據(jù)部分地的運(yùn)行實踐證明,這不僅提高了防污能力,而且還防止小動物造成短路。

另外,在變電站的10kV開關(guān)室還可以采取一些其他的手段來防止污閃問題。如在10kV開關(guān)室安裝吸濕器以降低空氣的濕度,破壞污閃的條件;貫徹“逢停必掃、掃必干凈”的原則,以最小的投入保證設(shè)備的健康運(yùn)行。

2.3 對于落雷較多的10kV線路,可以采取多種措施來提高其抗雷擊的能力。如采用瓷橫擔(dān)代替針式瓷瓶,針式瓷瓶改用瓷橫擔(dān)后,雷擊次數(shù)會明顯減少,只不過瓷橫擔(dān)的機(jī)械性能差,對于大檔距、大導(dǎo)線線路不適用。

隨著用電負(fù)荷的增加,市區(qū)內(nèi)使用電纜線路也要增加。在有電纜線段的架空線路,將避雷器裝在電纜斗附件,為防止電纜芯線對外皮放電,將接地引線和電纜的金屬外皮共接地,電纜另一端的外皮也應(yīng)接地,如果是架空線路的中間有一段電纜時,則應(yīng)該在電纜兩端裝設(shè)避雷器。

對于經(jīng)常處于開路運(yùn)行,又經(jīng)常帶電的柱上開關(guān)而言,它相當(dāng)于線路的終端。當(dāng)開關(guān)的某一側(cè)落雷時,由于雷電波的反射疊加作用,使雷電壓升高一倍,對開關(guān)的危害很大。為此,在開關(guān)的兩側(cè)要安裝防雷裝置,并將接地線與開關(guān)的外殼相聯(lián)接。

3 結(jié)束語

總之,提高10kV配網(wǎng)供電可靠性是一個系統(tǒng)工程,必須從多方面努力才能取得實效。