钟汝山
云南电网有限责任公司临沧供电局 云南省临沧市 677000
摘要: 在我国电力系统中,配电网包括 10 kV 及其以下的配电线路和配电设备,是电力网的重要组成部分,它的安全稳定运行直接影响用户的电力获得感。配网调度值班员负责所辖电网的安全稳定、调度运行、指挥协调、监视控制及事故处理,行使调度权。配网调度是电力系统管理的关键环节,为提升系统的供电可靠性,确保客户的安全稳定用电,这就要对配电网发生的故障原因进行分析,完善相关事故的处理措施和防控对策,提高配网调度工作效率,实现非故障线路快速复电,满足人民追求美好生活对电力日益增长的需求。
关键词: 配网调度;运行环境;故障分析;解决策略
1 配网调度运行中常见故障分析
在电网运行过程中,各种形式的短路是最常见的故障也是最危险的故障。为提高供电可靠性,目前我国的配电网系统基本都是小电流接地系统。在这种系统中,单相接地时不是单相短路,对人身和设备的安全性好,不易造成或较轻造成人身安全事故和设备损坏事故,按照规程当系统发生单相接地后,可以设置继电保护只作用于信号,必要时可暂运行一段时间,但接地运行最多不超过2小时。
线路跳闸主要作用于各种相间短路故障,包括不同相接地短路。配网调度值班过程中常发生由于自然因素、外力破坏、绝缘老化、误操作、误整定、设计制造缺陷等原因发生的短路跳闸、电压异常、系统振荡等故障,造成对用户的停止送电、少送电,严重时导致设备损坏。
1.1 自然因素造成的运行故障
自然环境因素中带来影响最大的就是自然天气因素。10 kV 配电网主要受雷雨、台风、冰雪、强对流等恶劣气候与自然灾害影响,而且这些因素随机性大、不可控,给调度运行带来很大压力。在春夏季,雷电、台风、暴雨、强对流等比较集中,容易发生绝缘击穿、线路断线、支撑金具损坏、杆塔倾斜倒塔,架空裸导线发生跳闸、接地故障率高达 85%。在冬季因为气温低,在我国北方地区或南方边远山区,架空线导线覆冰严重时会超过设计荷载值,在强风和重力的作用下,受力不平衡,这可能引起断线,发生交叉碰撞,造成相间短路跳闸;
或者导线下垂,对地安全距离不足,发生接地短路。
1.2 外力破坏带来的运行故障
目前我国配电网架主要是由架空线和电缆线路构成。在配网调度值班中常见外力因素有非施工碰撞、施工作业、树木影响、盗窃、蓄意破坏、小动物,系统稳定性破坏,容易发生线路跳闸、接地、断线等故障。在中心城区,大部分都是电缆线路,楼宇建设、道路施工过程中,因施工人员忽略或不熟悉警示标志和线缆走向,违章作业、搭建和乱挖,导致电网线路出现短路故障。在城市郊区和农村,基本都是架空导线和线缆混合线路,线路走廊运维不到位或线树矛盾,容易因大风吹动树枝或异物刮过导线、村民砍树触碰线路。在施工园区、道路扩建区或交叉跨越公路的导线,车辆行驶或超高运输过程中经常发生撞杆、刮线,致使配网杆塔或导线倾斜、倒杆、断线,出现相间短路、导线烧伤等事故。
1.3 设备缺陷引起的运行故障
在电力系统运行过程中,设计规划、设备元件、继电保护、通信自动化等方面因素,也会影响电网安全稳定运行。配网运维过程中,容易忽略上级设备、站内设备或线路本身的故障。
良好的绝缘是保证电气系统正常运行的基本条件,绝缘陈旧老化和机械损伤以及设计、安装、运行维护不良,在大气过电压(雷电过电压),操作过电压的作用下,设备绝缘容易击穿,至使线路无法继续运行。设备具有固有热胀冷缩的物理特性,对未发现或未及时处理的缺陷,受环境温度影响,可能造成导线连接和电缆接头处,在线路负荷大时,过热出线烧坏事故。继电保护定值不配合、拒动可能造成事故的发生或扩大。
2 配网调度运行的故障解决策略
配网调度在处理系统事故时,各级调度按调管范围明确事故处理权限和责任,各级值班调度员结合继电保护、安全自动装置动作情况、调度自动化信息以及系统频率、电压、电流等信息,应做到情况明、判断准、行动快、指挥得当,一般遵循的原则为:
(1)尽快限制事故的发展,消除事故根源,并解除对人身和设备的威胁。
(2)用一切可能的办法保证系统的正常运行和用户的正常供电。
(3)调整系统运行方式,使其恢复正常。
2.1 线路事故处理
当配网负荷线路跳闸后,将直接造成线路上的设备停电 ,有并网的发电机也将停机解列。在实际运行过程中,线路一次重合成功率在 60%~90%之间。对于线路路跳闸后(包括重合不成功、重合闸退出),值班调控员尽快控制断面潮流及母线电压,充分利用已有监控系统获取信息综合判断,如未发现影响线路强送的异常信息,原则上跳闸 20分钟内强送一次,当强送开关不完好、跳闸伴随明显故障、有带电作业线路、越级跳闸未查明原因、已发现故障但未隔离,空充线路等不允许强送。对于永久性故障跳闸的线路,坚持“先隔离,后抢修”原则,隔离故障设备尽快恢复非故障设备供电,并设法通过配网转移相关负荷,尽快恢复用户供电,优先对重要用户恢复供电。如果配网自动化系统已投入运行的配调,可以综合智能开关动作情况、保护情况、故障指示器等信息,指导运维部门快速处理故障。凡跳闸线路,值班调控员应通知运行维护单位进站检查保护信息、设备维护单位带电巡线,查找事故原因,如未发现故障,建议对线路绝缘遥测合格,方可恢复送电。
2.2 电压异常处理
目前我国的配电网系统基本都是采用中性点不接地方式或经过消弧线圈接地方式,常见的故障是单相接地,整个系统非故障对地电压升高 1.73倍,为提高供电可靠性,一般只发接地线信号,也有部分地区配置了小电流接地选线跳闸,如果不及时处理,极易发展成为两相或多相短路,扩大故障范围。当发现监控系统发出接地故障信号时,值班调控员根椐母线电压、小电流选线装置告警等信号,首先判断是 PT 的一、二次保险熔断故障、系统振荡或接地故障,当排除 PT 故障和系统振荡后,按接地故障处理,将接地故障的网络分割成电气不直接连接的几部分(将母线分段),然后根据绝缘监视仪表的指示来判断接地故障区域,再按编制的《电网接地故障拉路序位表》拉路检查,快速隔离,派人处理。
3 结论
随着我国经济发展进入新常态,城乡一体化发展不断推进,国家着力升级改造配电网,推进转型升级,服务经济社会发展。配网调度作为运行指挥、协调机构,保障配电网的安全、优质、经济、环保运行。电网在运行过程中,受到不稳定、不可控的外部因素和内部因素影响,引发电网故障,这就需要配网调度值班员快速、准确反应,果断采取措施有效解决,避免事故进一步扩大,确保系统的供电可靠。本文根据工作实践对 10 kV 电网运行常见故
障总结分析,同时也提出解决方法和建议。配网调度一体化是我国电网发展创新的重要方向,这些基础数据可以通过自动化手段运用于智能调度的建设,大幅提升配网运行水平,提高供电安全性和可靠性,优化供电服务,提升用电体验。
参考文献
[1] 李坚. 电网运行及调度技术问答[M]. 北京: 中国电力出版社, 2013.
[2] 梁杰浩, 石岩, 孟昭辉. 10 kV配网调度运行故障分析及对策[J]. 花炮科技与市场, 2018(4): 85.