提高10_kV配網(wǎng)供電可靠性的技術(shù)措施

1、提高 10 kV配網(wǎng)供電可靠性的技術(shù)措施摘 要:分析了 10 kV 配電網(wǎng)可靠性的主要影響因素, 提高 10 kV 配網(wǎng)可靠性的技術(shù)措施。關(guān)鍵詞:10 kV配電系統(tǒng);可靠性;技術(shù)措施近年來,國(guó)家對(duì)城網(wǎng)改造投入了大量資金,城市電網(wǎng)尤其是 110 kV 及以上的高壓電網(wǎng)得到了較好地改善,電網(wǎng)的改善對(duì)電能質(zhì)量的 提高起到積極的作用。 但是, 由于城市低壓配網(wǎng)投入相對(duì)不足, 使得 部分地區(qū)終端客戶的電能質(zhì)量改善不明顯。 隨著人民群眾日益增長(zhǎng)的 用電需求, 而與之緊密聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)最終銷售電能的配網(wǎng)也應(yīng)該有相應(yīng) 的甚至更快的發(fā)展。對(duì)配電網(wǎng)提出若干有效措施提高電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。1 影響 10 kV配電網(wǎng)安全可

2、靠性運(yùn)行的因素10 kV事故中,外力破壞占的比例最大。除此之外,影響 10 kV配電網(wǎng)安全可靠性運(yùn)行的主要因素是積污后引起的閃絡(luò)及各類過電 壓。1. 1 外力破壞對(duì) 10 kV配網(wǎng)可靠性的影響由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,原有的 10 kV 配電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足供電可靠 性的要求。首先,原有的 10 kV 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(shí)施一步到位投資難以落實(shí),因此接線存在一定的臨時(shí)性。 另外, 沿主要交通道路的 架空線走廊附

3、件,新建筑物施工工地多,直接威脅線路運(yùn)行安全?？?之,城區(qū)尤其是老城區(qū)的 10 kV 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(guó)民經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展, 20世紀(jì) 60、 70年代建設(shè)的變電站 10 kV 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, 10 kV 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 10 kV配電網(wǎng)的閃路在運(yùn)行中, 設(shè)備的絕緣長(zhǎng)期承受工作電壓, 當(dāng)絕緣件表面積污后, 只要表面

4、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(shí)發(fā)生在一相,也可能多相發(fā)生,還可能多處同時(shí)發(fā)生。 當(dāng)出現(xiàn)污閃后, 容易引起單相接地, 此時(shí)其余兩相電壓將升高, 穩(wěn)態(tài) 時(shí)為相電壓的倍,暫態(tài)時(shí)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(duì)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(shí)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

5、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 10 kV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。弧光接地過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(shí),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(shì)必對(duì)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 10 kV 配網(wǎng)中,絕緣靠一個(gè)針式瓷瓶,這是電 網(wǎng)中絕緣等級(jí)較低的環(huán)節(jié), 它不能承受直

6、擊雷, 感應(yīng)過電壓也會(huì)引起 閃絡(luò)。2 提高 10 kV配網(wǎng)供電可靠性的技術(shù)措施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(duì)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(zhǎng)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(huì)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(shí)也使安排停 電范圍大大縮小。對(duì)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(dòng)重合閘、 自動(dòng)分?jǐn)嗥?、重合分?jǐn)嗥鲙追N,這些開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能優(yōu)越, 壽命長(zhǎng),檢修周期長(zhǎng),安裝簡(jiǎn)易,安裝工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。 柱上式 SF6斷路器可以單獨(dú)安

7、裝在支線或干線的中后段, 具有自動(dòng)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(dòng)斷開 故障段。 如圖 1所示, 當(dāng) S 點(diǎn)發(fā)生故障時(shí), 柱上式 SF6斷路器 4會(huì)自 動(dòng)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(dòng)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(dòng)分?jǐn)嗥髋?合使用的功能。自動(dòng)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(shí)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(jí)重合閘分閘 后自動(dòng)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(dòng)恢復(fù)對(duì)非故

8、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(shí),重合閘跳閘,分段器 2分閘并閉鎖, 重合閘合閘對(duì)非故障段恢 復(fù)送電,當(dāng) B 點(diǎn)發(fā)生永久性故障時(shí),重合閘第一次分閘時(shí),分段器 1記憶故障電流 1次,但不分閘,重合器自動(dòng)重合后再跳開,當(dāng)重合器 第二次跳閘時(shí), 分?jǐn)嗥?1才分閘并閉鎖, 重合器再次重合對(duì)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(bào)告停電才知道, 在一定程度上拖延了事 故處理時(shí)間。2采取綜合措施,認(rèn)真解決污閃問題。 10 kV配

9、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(duì) 10 kV 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(duì) 于母排, 可以加裝絕緣熱縮管。根據(jù)部分地的運(yùn)行實(shí)踐證明,這不僅 提高了防污能力,而且還防止小動(dòng)物造成短路。另外, 在變電站的 10 kV 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 10 kV 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。3對(duì)于落雷較多的 10 kV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(huì)明顯減少, 只不過瓷橫擔(dān)的機(jī)械性能差,對(duì)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(duì)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(shí), 則應(yīng)該在電纜兩端裝設(shè) 避雷器。對(duì)于經(jīng)