10kV全電纜線路投入重合閘實踐探索

陳振才

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局,廣東 開平 529300）

10kV全電纜線路投入重合閘實踐探索

陳振才

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局,廣東 開平 529300）

摘要：在實踐運行中，相當(dāng)部分10kV全電纜線路跳閘是由于用戶配變、配電室內(nèi)設(shè)備、電纜分接箱等電纜之外設(shè)備故障造成的，且瞬時故障占一定的比例，若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續(xù)供電的能力，提高供電可靠性。本文立足于江門電網(wǎng)實際，提出投入江門電網(wǎng)10kV全電纜線路重合閘建議，作為一項實踐探索，這對探索提高線路供電可靠性的技術(shù)措施具有積極作用。

關(guān)鍵詞：10kV全電纜線路；投入重合閘；實踐探索

1　概述

一直以來，電網(wǎng)運行管理工作中對于全電纜的10kV線路均要求退出重合閘，主要原因是因為10kV電纜線路發(fā)生故障的幾率較小，且電纜故障多為永久性故障，投入重合閘的意義不大。但在實踐運行中，相當(dāng)部分10kV全電纜線路跳閘是由于用戶配變、配電室內(nèi)設(shè)備、電纜分接箱等電纜之外設(shè)備故障造成的，且瞬時故障占一定的比例，若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續(xù)供電的能力，提高供電可靠性。

2　投入重合閘可行性分析

對于10kV全電纜線路是否投入重合閘，目前存在不同的意見。規(guī)程中規(guī)定電纜線路不投重合閘主要是考慮運行過程中電纜線路多出現(xiàn)永久性故障, 重合閘操作將帶來嚴(yán)重的操作過電壓和短路沖擊，因此為防止短路事故給電纜和變壓器帶來重復(fù)損壞,使事故進一步擴大而作此規(guī)定。但從近年的運行情況和研究成果來看，以上的考慮已跟不上形勢變化和并不充分。

2.1瞬時故障占較大比例

根據(jù)江門電網(wǎng)10kV全電纜線路故障數(shù)據(jù)分析（統(tǒng)計數(shù)據(jù)：2008年至2011年上半年），見表一，瞬時故障仍然占有較大比例。

表1　江門電網(wǎng)10kV全電纜線路故障跳閘情況表

江門電網(wǎng)10kV全電纜線路故障跳閘情況分析（統(tǒng)計數(shù)據(jù)：2008年至2011年上半年）

分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有如下特點：

10kV全電纜線路故障跳閘中原因不明、巡視無異常且送電正常的約占總數(shù)34％；由于用戶配變、配電室內(nèi)設(shè)備、電纜分接箱等設(shè)備故障造成跳閘的約占總數(shù)61％；由于外力破壞致電纜發(fā)生故障造成跳閘的約占總數(shù)5％；由電纜自身內(nèi)在因素（如老化，絕緣低等）造成的跳閘次數(shù)為零。從故障性質(zhì)方面分析，由于外力破壞和電纜自身內(nèi)在因素（如老化，絕緣低等）造成永久故障占約5％；而由于其他原因?qū)е驴赡転樗查g故障的比例占約95％。

若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續(xù)供電的能力，進一步提高供電可靠性。

2.2重合閘過電壓的影響

從最新的研究成果來看，電纜系統(tǒng)中影響重合閘過電壓的因素主要有電纜線路上殘余電壓U0 的極性和大小以及重合閘時電源電壓的相位角α。同時電纜愈長, 電容效應(yīng)愈明顯, 末端重合閘過電壓也愈高。然而母線上其他出線數(shù)和線路上所帶負(fù)載對電纜系統(tǒng)重合閘過電壓的限制作用明顯，這是因為當(dāng)母線上連接其他出線時相當(dāng)于有電容和線路并聯(lián), 開關(guān)重合閘時線路上的U0 會很快向該電容充電，降低線路上的U0 ,過電壓幅值應(yīng)減小，線路上殘余電荷愈多, 母線電容降低過電壓的效果愈明顯。同時隨著線路承受的負(fù)載增大, 重合閘過電壓會相應(yīng)減小, 且電纜過電壓下降幅度比架空線要快（空載是過電壓最嚴(yán)峻的情況），以至于全負(fù)載下二者重合閘過電壓差值并不大。

2.3短路電流對主變及電纜的影響

關(guān)于短路電流對主變沖擊, 這是不容置疑的現(xiàn)實。但在變壓器的設(shè)計與制造中, 抗沖擊能力應(yīng)是必備基本條件之一,切不可因個別變壓器受到?jīng)_擊損壞, 而以點代面,強迫適應(yīng)局部需要, 而偏廢一個系統(tǒng)的整體功能和利益。

對于電纜則應(yīng)滿足以下要求：

（1）電纜必須滿足短路熱穩(wěn)定要求。

（2）保護跳閘的時間應(yīng)與電纜熱穩(wěn)定值匹配。

保護定值正確而使短路電流不大于電纜熱穩(wěn)定電流時, 對電纜影響不大。

2.410kV電纜線路短路的熱穩(wěn)定分析

（1）系統(tǒng)短路時，電纜的允許短路電流可參考列公式計算如下

式中A——電纜導(dǎo)體的截面，毫米2；

CV——電纜導(dǎo)體的熱容系數(shù)，焦/厘米3.℃；（銅導(dǎo)體 3.5，鋁導(dǎo)體2.48）；

k——20℃的導(dǎo)體交流電阻與直流電阻之比；

t——短路時間，秒；

a——導(dǎo)體電阻系數(shù)的溫度系數(shù),1/℃（銅導(dǎo)體 0.00393，鋁導(dǎo)體0.004）；

θs——二短路時導(dǎo)體或接頭的允許溫度，℃；

θ0——短路前導(dǎo)體的運行溫度，℃

ρ20——20℃時導(dǎo)體的電阻系數(shù)，歐·毫米2/米；（銅導(dǎo)體0.0184，鋁導(dǎo)體0.031）。

（2）目前江門電網(wǎng)10kV全電纜線路的電纜型號基本為YJV22-240、YJV22-300 YJV22-400這三種，它們在不同持續(xù)短路時間下的允許短路電流計算結(jié)果見表2。

江門電網(wǎng)10kV線路速斷保護跳閘時間為0.3秒，過流保護跳閘時間為0.6秒，考慮開關(guān)固有動作時間等因素后，可認(rèn)為10kV線路保護最長跳閘時間為0.7秒。根據(jù)數(shù)據(jù)計算，江門電網(wǎng)10kV電纜線路的最大短路電流宜控制在38kA以下。目前江門電網(wǎng)變電站10kV線路短路電流滿足電纜線路熱穩(wěn)定要求。

表2　YJV22-240、YJV22-300 YJV22-400型電纜在不同持續(xù)短路時間下的允許短路電流

3　投入重合閘運行技術(shù)建議

3.1利于提高線路供電可靠性

10kV全電纜線路跳閘后，由于其他原因?qū)е驴赡転樗查g故障的比例占約95％，如果投入重合閘，大多數(shù)線路應(yīng)能重合成功，有利于提高線路的供電可靠性。若10kV系統(tǒng)為經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，由于線路跳閘次數(shù)的大量增加，作用會更加明顯。

3.2能夠承受操作過電壓和短路沖擊

根據(jù)上述分析及計算結(jié)果，目前江門電網(wǎng)系統(tǒng)及設(shè)備情況能夠承受重合閘操作將帶來的操作過電壓和短路沖擊。

3.3注意強化故障統(tǒng)計分析和總結(jié)經(jīng)驗

投入10kV全電纜線路重合閘后，務(wù)必對10kV全電纜線路運行情況進行監(jiān)控。凡發(fā)生接地、跳閘故障，務(wù)必對10kV全電纜線路的跳閘原因、故障情況、故障類型、重合閘動作情況進行強化統(tǒng)計分析，積累數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗，以驗證10kV全電纜線路投入重合閘的可行性。

4　結(jié)束語

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其供電可靠性將直接影響著國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平。目前，國內(nèi)配電網(wǎng)配電可靠性水平與國外相比還有較大的差距，而要縮小這種差距往往需要進行電網(wǎng)改造和設(shè)備投資。在市場條件下，供電企業(yè)需要綜合考慮電網(wǎng)建設(shè)投資費用和電網(wǎng)可靠性兩個方面。要提高供電可靠性，則可能需增加對電網(wǎng)的投資，使電網(wǎng)的經(jīng)濟性下降，但若不積極采取措施提高供電可靠性，則包括停電損失在內(nèi)的電網(wǎng)總成本可能反而會上升。提高供電可靠性，是供電企業(yè)自身發(fā)展的需要。提高配電網(wǎng)供電可靠性，需要積極探索新技術(shù)、新方法、新舉措，避免因停電損失，引起的經(jīng)濟糾紛，從而更好地滿足人民群眾的生產(chǎn)和生活用電。

參考文獻：

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