降低10kV配电线路跳闸问题发生率的研究

发表时间:2020/9/23   来源:《当代电力文化》2020年12期   作者: 董文琼 谢永宽
[导读] 供电网络系统是由发电装置、电能传输装置和配电装置三大类组件所构成
        董文琼  谢永宽
        国网山东省电力公司临清市供电公司?山东 临清 252600
        摘要:供电网络系统是由发电装置、电能传输装置和配电装置三大类组件所构成,10kV配电网络属于配电装置系统中的核心功能装备之一,主要的作用是为购电客户提供电能并且分配电压。本文基于降低10kV配电线路跳闸问题发生率的研究展开论述。
        关键词:降低;10kV配电线路;跳闸问题发生率的研究
引言
        供电系统是由发电系统、输电系统和配电系统三种系统所组成,10kV配电线路则是配电系统中的主要应用设备,为用户供电并分配电能。10kV配电线路的应用极其广泛,但是如果受到自然环境或者施工技术的影响,会在一定程度上增加10kV配电线路出现跳闸的概率,不利于配网供电的稳定性。为了确保稳定的供电,必然要对造成10kV配电线路跳闸的原因进行及时干预。
1变电运行及跳闸概述
        随着城市电网的不断升级,10kV配电线路供电技术的提升使供电系统越来越稳定。外力作用、自然环境因素、用户自身设备缺陷,电网的可靠性对电力供应提出新要求,配网调度工作具有一定的盲目性,以上都是配电线路运行中普遍存在的问题,严重影响配电系统的可靠性和安全性。在电力系统中,通常在发电端会通过升压的方式来提高输电电压,来减少输电损耗,实现长距离输电,而在受电端,又需采取降压措施来达到用户用电电压标准,该过程便是变电运行,借助于变电操作实现了电网不同电压等级的有效连接。而电能供应网络相对复杂,存在有许多不利于供电安全的因素,若发生设备故障,在继电保护系统控制下能够迅速断开故障设备的电源,也就是发生跳闸。其中,继电保护扮演重要角色,能够将故障区间隔离,有效避免变电运行故障扩大化。在电网规模日益庞大的今天,变电运行更加受到关注,直接关系到供电安全与稳定,而面对复杂的变配电设备,跳闸故障的研判及处置有更高难度,要求供电企业重视设备运维队伍建设,切实提高跳闸故障处理技术水平,创造更多的安全效益。
210kV线路保护基本原理
        10kV线路通常配置过电流保护和零序保护,具体继电保护示意如图1所示。电流互感器用于测量线路三相电流,并通过采集回路将电流数值传递给继电保护装置。当线路正常运行时,测得的电流值不超过整定值,保护不启动,接点S处于断开位置,断路器不动作。当线路发生故障时,若测得的电流值超过整定值,则保护启动,接点S闭合,控制回路接通,分闸线圈TQ两端带电,分闸电磁铁动作使得合闸保持掣子脱开,通过一系列机械传导运行,断路器跳闸,隔离故障。当电流互感器、采集回路、继电保护装置、控制回路、断路器机械操动部分出现异常时,可能会造成本段断路器拒动,或者当整定值设置不当时可能造成上级断路器误动,进而出现越级跳闸事故。其中:整定值设置都遵循一定的规范和标准,较少出现问题;而其他环节出现异常的情况时有发生,需要进行具体分析。
        
310kV配电网络跳闸故障的主要原因
        3.1输电线缆本身问题
        输电线缆的主线绝缘防护装置由于各种各样的不利因素被打穿后就会发生跳闸的问题,引发10kV配电网络绝缘保护装置被打穿的主要原因有下述若干方面:(1)10kV配电网络线缆绝缘性能达不到相关法律法规的水平,绝缘性能不足。(2)相关供电单位在进行10kV配电网络规划的进程时,没能依照设计规范推进规划设计工作,不能符合供电电压的需要和供电线缆的真实电流强度。(3)相关供电单位在对供电线缆实施工程作业或物流运输供电线缆的进程中可能对10kV配电线缆带来了破坏。(4)10kV配电线缆在温暖湿润的条件下由于潮气的影响发生固化的现象,提高了10kV配电线缆被高压打穿的风险。
        3.2架空线路因素
        在10kV配电线路实际的施工过程中,会因为地形因素的影响而出现较多的架空线路,这些架空线路会受到自然环境或者气候的影响而导致10kV配电线路出现跳闸的问题。当架空线路处于地形较高的地区时,四周会有较多的树木,在恶劣天气的影响下树枝会和电线线路产生碰触,进而使10kV配电线路发生接地故障的问题。特别是雷雨天气对10kV配电线路的影响更大,如果在10kV配电线路周围缺少防雷措施,则跳闸的概率会更大。
        3.3供电线缆零部件原因
        供电线缆零部件由三种不同零部件构成,其中分别是供电线缆中部端子和屋内端子及屋外端子,由于供电线缆零部件原因造成10kV配电网络线缆发生跳闸断电故障的情况时有发生。在相关供电单位架设10kV配电网络线缆的过程中,因为相关工程技术人员的作业能力较低,或未能按照作业注意事项进行施工,从而造成10kV配网络线缆未能满足规划设计的绝缘要求。比如,当电缆附件出现防水性能差、密封性能差、应力锥处理错误或者绝缘导体受到损伤等情况时,都会造成10kV配电线路跳闸。当运输10kV供电线缆的进程中,假如供电线缆的中部端子受到潮气影响亦或产生线路漏水情况的时候,也能引起10kV配电网络线缆发生跳闸、断电的故障。
4解决10kV配电线路跳闸问题的措施
        4.1提高电缆施工技术水平
        首先需要提升电缆头的质量,在电缆头制作的过程中进行严格的监督和把控,并对相关人员进行技术培训,提高施工的技术水平。在对电缆进行验收的过程中,应当严格按照相关规定验收,控制好电缆的质量。在实际电缆施工中需要让技术人员掌握施工要点,保证技术人员拥有合格的施工工艺再进行电缆头的制作。相关单位需要进行预防实验,测试电缆是否可以正常使用,主要试验的内容包括电缆内外的绝缘电阻以及主绝缘电阻,如果发现电缆的质量并不合格,则需要进行整改再投入到实际应用中。
        4.2外力影响的预防措施
        在电缆线路路径上埋设电缆标志桩并及时提交竣工图纸资料。对吊车等大型机械出入的区域,应在杆塔处设置警示标志。对往来车辆密集区域的杆塔,应在其基础处浇筑防撞墩,并涂上黄黑相间的反光漆,以保证线路安全。对常有落石的地方,安装防护网,防止落石砸中线路。做好宣传工作,禁止在线路附近放风筝、抛掷塑料袋、彩条等杂物。
        4.3提高设备风险管控能力
        供电企业要提高对变电运行故障的重视,切实提高对变配电设备的管控能力,加强设备运维,特别关注故障频发设备。还要引入设备风险评估机制,对于潜在的故障风险要提早预防。同时,应重视设备运维人员素质提升,加强新设备学习,强化业务培训,这样才能使变电运行有更安全的保障。
        4.4自然环境影响的预防措施
        加强巡视,发现缺陷和隐患及时消除。在关键设备上安装先进的金属氧化锌避雷器、更换复合绝缘子、整改接地装置,提高防雷击能力。安装驱鸟器,可减少鸟类在线路上筑巢。在线路耐张、转角等鸟类经常筑巢和树障处理困难的地方安装局部绝缘装置,可避免线路跳闸。安装故障指示器,线路专责可根据跳闸支线指示器发出的事故短信,快速查询到故障点,大大缩短故障巡查时间。
        4.5无功补偿
        在降低10kV及以下供配电线路线损的各种技术措施中,无功补偿的效果最佳,具体补偿时,应当遵循如下原则:①就地平衡,减少电源侧输送的无功。②以电容器作为首选设备,在保证全网无功平衡的前提下,满足各个分站、分线路的平衡,并使长距离输送的无功电力达到最小。③补偿方式以分散补偿为主,集中与分散结合,以降损为主,兼顾调压。④无功补偿要达到相关标准的要求。如果补偿过高,则可导致投资过大,并且还会造成线损增加;而补偿过低,则达不到降低线损的目的,所以必须严格按照补偿标准执行。
结束语
        10kV配电线路大多呈辐射状,当线路发生故障时,若本段断路器因为出现异常而拒动,会通过上级断路器跳闸来隔离故障,从而出现越级跳闸事故,扩大事故范围,引起更多的停电损失。当发生越级跳闸事故时,应当准确定位异常原因并有针对性地消缺,有利于降低类似事故发生概率。随着对供电可靠性要求的提高,越级跳闸事故的消缺也得到了电力运维工作人员的广泛关注。
参考文献
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