10kV配电网不停电作业技术探讨与应用

发表时间:2020/9/4   来源:《中国电气工程学报》2020年4期   作者:陈贵滨 柯文强
[导读] 长期以来,传统配电网建设与检修导致停电频发,严重影响供电可靠性
        摘要:长期以来,传统配电网建设与检修导致停电频发,严重影响供电可靠性。不停电作业技术很好地解决了可靠性与停电检修之间的矛盾,逐渐成为配电网作业发展的新方向。
        关键词:配电网;旁路作业;不停电检修;供电可靠性
        引言
        配电线路出现故障时,若采取线路停电作业法将对用户的供电可靠性造成一定的影响,而采用旁路不停电作业法对配电线路进行检修,可明显提高系统的供电可靠性。为此文章结合实例,对10kV配电网的旁路作业关键性技术的应用进行了分析。
        1不停电作业及方式
        配电网是连接主网与负荷的核心环节,其运行情况直接关系到用户用电质量及供电可靠性。但配电网网架多为放射型线路,N-1接线方式极少,设备检修有可能导致全线停电;部分配电网线路虽以环网方式运行,线路检修时,非检修段可正常运行,但检修段线路仍须停电。采用不停电作业技术可有效解决当前配电网设备检修和供电之间的矛盾,使供电可靠性大为提升。按照工作形式的不同,不停电作业可分为带电作业、旁路电缆作业和综合不停电作业等。带电作业方式包含绝缘杆作业法、绝缘手套作业法、绝缘斗臂车作业法等;旁路电缆作业是在被检修或抢修的线路旁并联运行的一套旁路系统,通过将负荷转移到旁路系统中,使被检修区域与运行线路隔离;综合不停电作业则是在带电作业、旁路电缆作业方法的基础上,结合中低压发电车、负荷转移车、EPS应急电源等技术,针对前两种不停电作业方法无法实施的场景,构建配电网不停电作业,从而扩展不停电作业范围,提升用户供电可靠性。
        2不停电作业法原理
        配电网检修的旁路不停电作业技术的基本原理:通过柔性电力电缆、快速插拔式电缆接头、旁路开关及专用工具在现场短时间内搭建一条临时旁路供电电缆线路,跨接故障或待检修线路段,然后通过旁路开关操作,将电源引向临时旁路供电电缆线路,保持对用户不间断供电,再断开检修段线路,转入停电状态检修,待检修完毕后再重新投入运行。整个作业过程可实现对用户完全不停电,提高了对用户供电的可靠性。采用架空线路与电缆线路旁路不停电作业技术,可取得显著的效益,主要体现在以下几个方面。(1)安全方面。旁路不停电作业技术应用于配网线路的检修,可使带电作业工作人员在停电区域内作业,极大地提高了人身安全性,伤亡事故明显减少。(2)经济效益。以单次带负荷更换柱上负荷开关为例,利用旁路不停电作业技术可直接减少停电户数。(3)社会效益。旁路不停电作业技术的应用能实现在长时间的检修过程中保障用户不停电的目标,能有效减少计划停电时间,供电公司优质服务能力明显提升,树立了公司良好的社会形象,有利用于和谐社会的稳定建设。
        3不停电作业施工方案制定
        3.1系统接线
        某10kV开关站位于山村F3线路上,由1条母线、5台开关柜组成,该开关站电气接线如图1所示。开关站内,600开关与一条联络电缆连接,构成环网,600开关常开;604开关与605开关负责后段两台变压器供电;606开关与后段的架空线相连,负责该架空线上8台变压器的供电;607开关与上级配电站出线电缆相连,该线路为该开关站电源进线。该开关站内设备不齐全,没有站用变压器和配电自动化终端,从而无法对站内设备进行远程操作。为保证该开关站满足自动化要求,计划对该开关站内1母线退出运行并进行相关工程建设工作。
        3.2作业方案的设计
        若采用传统的计划停电作业方法,将导致与开关站相连的10台变压器长时间停电;而采用应急发电车或EPS应急电源车为负荷供电,不仅存在需要车辆多的问题,还会使经济效益进一步下降。

为保证供电可靠性及减少经济损失,在计及站内设备的接线方式后,运维人员采用架空线路与电缆混合的不停电作业方案,构建旁路供电系统,以保证供电指标。1)在站内放置两台共母线的临时旁路开关柜,开关编号分别为621和622;2)将600开关相连的联络电缆引出并作为旁路电源接入621旁路开关;3)从622开关引出柔性电缆并与架空线10-1号电杆进行带电连接,形成旁路供电线路;4)断开606开关与上级电源,并合上621和622开关,实现旁路供电,后段负荷恢复供电;5)在电房内进行施工,施工完毕后,按照相反的作业顺序拆除旁路供电系统,并恢复原方式运行。
        3.3作业过程
        作业前,除了准备传统的作业工具外,旁路作业施工还需要绝缘斗臂车、旁路柔性电缆、绝缘横担支架、旁路开关柜、绝缘遮蔽、绝缘电阻表、钳形电流表、核相仪、万用表、温湿度计和风速计等。作业分两个阶段。第1阶段为旁路系统的搭建与运行,具体作业步骤如下所述。1)判断现场天气、湿度以及风速是否满足工作要求,若遇下雨、湿度高或风速大等情况,不宜开展不停电作业。2)在该开关站放置两台通过相关试验的旁路开关柜。3)将原有联络电缆退出运行,并将联络电缆作为旁路电源引入621开关;将旁路柔性电缆接入622开关;核对旁路系统相序是否正确;使用绝缘电阻表检测旁路系统绝缘电阻是否满足要求。4)做好防护后,人员通过绝缘斗臂车升至10号电杆附近,将旁路柔性电缆固定在绝缘横担支架上,并核对旁路系统与架空线相序;若相序正确,则将旁路柔性电缆带电接入架空线10号电杆的负荷侧架空线路,形成旁路供电线路。5)进行旁路送电。先断开10号电杆负荷开关及两侧隔离开关,再由旁路系统实现旁路供电;利用钳形电流表测量柔性电缆中的电流,判断电流是否在安全范围内。旁路系统正常工作后,可进行后续施工。第2阶段为开关站内施工与运行方式恢复,具体作业步骤如下所述。1)在该开关房进行加装开关柜、站用变压器和自动化三遥系统工程。2)电房内部施工结束,按照相反的操作顺序恢复线路原方式运行。
        3.4可靠性指标计算
        可靠性与经济性是衡量不停电作业质量的重要指标,以下通过计算停电时间、多供应电量和回收电费等指标,对不停电作业方法进行经济评价。在停电时间方面,传统方案中,10台变压器每台均需停电8h,停电时户数共计为80;采用不停电作业方案后,架空线10号电杆后段的8台变压器,每台只需停电0.5h以进行旁路系统的投入与退出,604、605开关后段的2台变压器,每台仍需停电8h,总计停电时户数为20。在电量和电费方面,选取施工当月10台变压器的平均负荷水平计算经济效益,并将10台变压器按照符合性质分为民用负荷和工业用负荷分别计算停电费用。旁路法停电耗时仅为传统法的25%;旁路法停电少供应电量为传统法的15%左右,对应的停电电费为传统法的20%,表明旁路作业法可大幅提高配网的供电可靠性且具有良好的经济效益。
        结语
        旁路不停电作业技术的应用,能实现在长时间的检修过程中保障用户不停电的目标,让检修改造安排工作更加灵活,减缓了施工班组赶进度的压力,也减轻了操作班组倒闸操作的工作量,是缩短计划停电时长、提升供电可靠性、增加配网检修灵活性的一种有效手段,拓展了配电网不停电作业的广度和深度,为提高供电可靠性提供了技术支持。
        参考文献
        [1]刘明,蔡剑锐,丛伟岩,等.10kV配电线路不停电更换断路器作业方法[J].内蒙古电力技术,2019,37(2):65-67.
        [2]黄旭,刘兆领,刘倞,等.旁路电缆作业用新型电缆中间接头的研究与应用[J].电气应用,2017(20):46-48.
        [3]林琦.提升10kV电缆不停电作业实用化关键技术的研究[D].北京:华北电力大学(北京),2016.
       
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