配电网带电作业点零电位控制方法与实施策略

发表时间:2021/3/17   来源:《中国电业》2020年31期   作者:阙兴榕
[导读] 近年来,目前配网自动化开关按灭弧能力区别主要包括自动化断路器
        阙兴榕
        国网龙岩市永定区供电公司  福建龙岩  364100
        摘要:近年来,目前配网自动化开关按灭弧能力区别主要包括自动化断路器、自动化负荷开关等。自动化开关作为架空线路配网自动化最重要的设备,其可靠、高效的运行将直接影响线路的可靠性。分析其对配电网可靠性作用并引申出工程设计的思路和技术要求。
        关键词:配电网带电作业点零电位;控制方法;实施策略
        引言
        随着电网发展越来越成熟,电能输变电技术与能源利用有着密切的关系。因此,必须不断完善输配电技术,为国家电网的发展提供动力,不断提高国民生活质量。配电网线路是电网的主干,承担着居民生活和工厂生产的用电需求。原10kV架空线路带电工作方式不能满足市政施工需要,需进行10kV电缆带电工作方式移动电缆,箱式变压器,环网柜等设备,传统的施工方法是先切断待更换设备的全部负荷,再切断待更换设备的电源,不可避免地影响待更换设备的供电用户的生活和生产;甚至是一些配电变压器设备在更换时也必须打开线路上级开关,这将影响到整段开关后面的用户,特别是一些重要负荷和敏感用户。采用10kV电缆不间断运行方式,采用旁路电缆,旁路开关,移动式箱式变压器等设备对工作区负荷临时供电,停电后对工作区线路进行检修。在此期间可以保证用户不间断供电,实现不间断维护。
        1常见的几种危险点简介
        1.1气候异常出现作业危险点
        在配电线路施工过程中,往往受到外界因素的影响,如当地气候与施工环境等。在进行配电线路施工时,应选择合适的天气,应符合相关标准。若空气湿度超过80%RH,风力超过5级,及处于极端天气(如暴雨、雷电等)时,杜绝配电线路施工。若在以上几种情况下进行配电线路施工,施工是无法进行的,若施工操作不规范,将会改变线路的电阻,或者促使绝缘物体带电,在这样情况下,工作人员生命安全受到极大威胁。因此,当进行配电线路施工时,应选择合适的天气,以确保安全有序进行配电线路施工。
        1.2人员操作不当出现作业危险点
        现如今,我国配电线路分布较为广阔,在进行配电线路施工时,常常会碰到较为复杂的线路,这就要求工作人员在对配电线路进行维修时,应格外细心。为确保维修工作有效开展,同时保证维修质量,在开展配电线路施工之前,工作人员要充分检查工作环境,找出存在的安全隐患,采取有效措施,将之去除。若未及时排除不利因素,将会在施工中埋下安全隐患,并能增加投入成本,若存在危险点,将直接影响企业经济效益。
        2配电带电作业全过程安全管理措施分析
        2.1规范管理制度
        在电力企业服务日趋规范化精细化的背景下,要促进电力企业安全稳定运行,围绕电力系统检修,做好配电带电作业管理制度的规范化梳理至关重要。基于配电带电作业管理,电力企业及其下属的检修管理部门要对配电带电作业施工前中后三个环节的安全制度细则加以完善,归纳配电带电作业的方式及相应的安全隐患因素,根据配电带电作业的形式类型来确定相关的技术管理方法及安全防护措施。在带电作业过程中对电网设备的性能进行缺陷测试和弥补,将之记录于配电带电作业资料日志中,在带电作业完成后形成作业指导规范案例文件,供作业人员学习参考。
        2.2建设标准体系
        根据绝缘平台配网带电作业安全生产流程规范,结合实际的工作经验,制定相应带电作业技术规范,有效规范了各类作业现场的安全管理、作业流程、作业标准,为全年生产工作打下了坚实的安全基础。按照统一规划、统一标准、融合业务、有序推进的原则,与日常运维管理、季节性检修、中低压改造工程紧密结合,建立基于业务体系和管理流程的标准体系,统一技术、管理和工作标准,实现业务与标准的唯一对应、环环相扣、全面覆盖,并持续改进完善,实现业务和管理的规范化、标准化和精益化。


        2.3提升作业技术水平
        在开展配电带电作业过程中,由于其中存在一定的安全风险因子,因此对作业技术有着较高的要求。带电作业技术管理工作的关键在于对施工方案以及安全防护措施进行合理编制。与此同时,在实际开展作业的过程中国,需要保证各项工作得以有效落实,避免出现不规范操作的问题。电力企业还应加强对带电作业手法的深入研究,并对安全防护技术开展相应的研究工作,在作业过程中不断引入新技术以及新设备,为带电作业人员的安全有效开展提供有效保障。
        3仿真分析
        采用MATLAB/Simulink仿真软件平台对配电网零电位不停电作业方法仿真。线路导线的选择及布局不同时,线路参数也不同,因此设计了3个方案分别进行仿真。
        3.1导线参数方案一
        当每相导线采用单根LGJQ-600型,三相导线水平排列,相间距为0.8m时,线路参数如下:对地泄露电阻r0为6000Ω;线路对地电容c0为15.9μF;单位长度电阻r1为0.0525Ω/km;单位长度电抗x1为0.415Ω/km;线路脱谐度υ为-3%。当未注入电流源时,方案一由于三相线路相同结构对称,电源电动势对称,因此中性点电压为0,整个系统没有零序电压零序电流存在。假设带电作业点距离变电站3km,在开始仿真1s后注入电流后,作业相C相在较短时间内就被钳制到0V左右,可保障带电作业人员的安全,与此同时,非作业相电压升至线电压,即非作业相对地电压升至正常工况下线电压水平,线电压仍然保持对称,可保障电能的传输不受作业的影响。在该仿真方案下,各相电压变化与作业相C相发生小电阻接地故障一致,规程规定,装有消弧线圈的配电网,在发生单相接地故障之后可带故障运行2小时,在进行配电网线路设计选择绝缘子时应已考虑该种故障情况,因此在作业相电位置零后,非作业相线路绝缘子能耐受该电压。对于作业相C相,注入电流由线路出口点流经带电作业点D时不会发生变化,线路阻抗值等于线路单位阻抗乘以线路长路,又作业点对地电位为0,因此作业相线路点与作业点D之间任意一点的电位幅值与离作业点D的距离成一次函数关系,距离越远电压越小。
        3.2导线参数方案二
        当每相导线由2根LGJQ-300型组成的分裂导线,分裂间距为40mm时,线路参数如下:对地泄露电阻r0为6000Ω;线路对地电容c0为15.9μF;单位长度电阻r1为0.0525Ω/km;单位长度电抗x1为0.321Ω/km;线路脱谐度υ为-3%。与方案一相比,当普通导线变为分裂导线时,由于分裂导线的等值半径增大,使得线路电抗值减小。方案二的作业相为B相,仍然在1s时通过有源逆变器向中性点注入电流。测得各点处电压与出口点距离成一次递减函数关系。
        3.3导线参数方案三
        当每相导线采用紧凑型布置,每相由2根LGJQ-300型组成的分裂导线,分裂间距为40mm,相导线按等边三角形布置,相间距离为0.52m,线路参数如下:对地泄露电阻r0为6000Ω;线路对地电容c0为15.9μF;单位长度电阻r1为0.0525Ω/km;单位长度电抗x1为0.279Ω/km;线路脱谐度υ为-3%。方案三选择作业相为A相,注入电流的时间仍然选择为1s,各点电压与出口点距离成一次递减函数关系。3个设计方案中,方案一与方案二验证了当三相线路处于水平排列或垂直排列时降压的有效性,方案三体现了当三相线路处于三角形接线时降压的有效性。
        结语
        目前,各地电网正在全面开展智能电网改造工作,特别是技术和资金投入到不间断运行研究中。不间断电源具有广阔的发展前景。未来的发展前景是根据城市供电和用电情况,进行可靠性指标分析、不间断供电需求分析和不间断供电发展优化。同时,相关电力人员需要不断创新技术与工艺,逐渐提高电力作业工作水平。
        参考文献
        [1]葛晨皎,顾金,钱忠.10kV配电线路带电作业危险点分析及预控策略[J].华东电力,2012,40(11):2098-2100.
        [2]杨涛,彭志刚,胡定奇,程益斌,孔新篇.配电线路带电作业特点及安全防护方法[J].科技资讯,2019,17(18):48+50.
        [3]牛继荣,侯佑华,张冀东,赵晨旭,刘丁华,孙兆元.配电带电作业创新发展与管理实践[J].农电管理,2018(12):26-28.
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