關(guān)于10kv配網(wǎng)安全運(yùn)行管理的探討

龍 輝

（四川省電力公司資陽公司，四川 資陽 641300）

1.配電網(wǎng)存在的問題

1.1.配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理

目前，由于城市的高速發(fā)展，電力規(guī)劃建設(shè)的相對落后，配電網(wǎng)經(jīng)常會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理的問題。主要表現(xiàn)在：

㈠變電所分布不合理，某些線路過長，且缺少必要的分支。這樣不但造成了線路損耗增大、線路末端電壓降低，影響供電電壓質(zhì)量，當(dāng)線路出現(xiàn)故障，可能就會造成大面積停電。㈡同桿架設(shè)及交叉跨越多，而且高低壓同桿架設(shè)，一回線路檢修或處理故障勢必造成多回線路停電。㈢很多線路還沒能形成兩個電源“手拉手”的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)電源失電后，不能將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他線路。㈣雖然已經(jīng)形成了兩個電源“手拉手”的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但仍然不能滿足N-1運(yùn)行方式。即一個電源失電后，另一個電源不能帶起全部負(fù)荷。㈤線路存在著卡脖子的線段。隨著負(fù)荷的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)的不斷延伸，線路沒有及時調(diào)整導(dǎo)線線徑，特別是有些線路的首端線徑小,造成有電供不出甚至線路引線燒斷現(xiàn)象。㈥一些分支線路與主干線的聯(lián)接沒采用斷路器，而采用高壓熔斷器，且隨著用戶的發(fā)展，分支線路逐漸延長，所接配電變壓器逐漸增多,負(fù)荷逐漸變大,有的分支線所掛的配電變壓器達(dá)十多臺，負(fù)荷容量較大，這樣在運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生支線過負(fù)荷，而引起停電故障。㈦配電變壓器少，分布不合理，低壓線路供電半徑大、線損高，且造成用戶電壓偏低，在負(fù)荷高峰期，一些用戶的電壓過低，甚至無法提供照明，嚴(yán)重影響了居民用電。㈧線路分段斷路器少，或分段斷路器的繼電保護(hù)配置不當(dāng)，一旦線路出現(xiàn)故障通常造成停電范圍擴(kuò)大，造成整條線路停電。㈨開關(guān)柜傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計不合理，如刀閘開關(guān)共用同一操作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)材質(zhì)不好，操作時易導(dǎo)致事故發(fā)生。

1.2.配電設(shè)備陳舊、落后、不可靠

目前城鎮(zhèn)大量的配網(wǎng)設(shè)備均還處在較為陳舊、落后的狀態(tài)，不能很好的滿足電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的需求。主要表現(xiàn)在以下幾方面:

㈠大多數(shù)柱上斷路器的操作機(jī)構(gòu)不可靠，且操作方式落后，不能進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。㈡高壓熔斷器的質(zhì)量較差，經(jīng)常發(fā)生高壓熔斷器損壞故障。㈢質(zhì)量較差的避雷器進(jìn)入配電網(wǎng)，經(jīng)受過電壓時發(fā)生爆炸，造成配電故障。㈣在配電網(wǎng)中存在著劣質(zhì)絕緣子、穿墻套管，在各種過電壓的作用下會發(fā)生擊穿，造成線路永久性故障。㈤大部分用戶由于成本、技術(shù)等原因，使用了落后、質(zhì)量較差的設(shè)備，并且用戶設(shè)備多數(shù)缺乏維護(hù)，這使得用戶設(shè)備成為配電網(wǎng)的一個薄弱環(huán)節(jié)。

1.3.配電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境的影響

㈠線樹矛盾：配電線路有架空線路和電纜兩種，架空線路所處位置正是街道兩旁或路邊的綠化帶，線樹矛盾非常突出?？硺鋾绊懗鞘芯G化，而樹又影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。遇到風(fēng)雨天氣常使配電網(wǎng)絡(luò)頻繁跳閘，造成大面積停電。㈡配電網(wǎng)的污閃雖不一定會造成大面積停電，但會引起線路單相接地或燒傷絕緣子。如兩相污閃則會引起線路跳閘。配電網(wǎng)與送電網(wǎng)相比更容易發(fā)生污穢閃絡(luò)，這是因為：①配電網(wǎng)大多處于城鎮(zhèn)郊區(qū)，道路污穢嚴(yán)重；②配電線路桿塔低，距地面近，揚(yáng)起的塵埃容易吸附到絕緣子上；③配電型絕緣子大都是非防污型的，下部溝槽較深容易積污；④配電網(wǎng)較少調(diào)整爬距、涂防污涂料、清掃等防污措施，致使一些絕緣子因長期積污而形成污垢。㈢外力破壞和違章建筑：由于城市的擴(kuò)建、道路的擴(kuò)寬，使一些線路桿塔位于道路的中間，經(jīng)常發(fā)生汽車和拖拉機(jī)撞桿，造成倒桿斷線事故；對于埋于地下的電纜線路也經(jīng)常遭到野蠻施工的破壞；配電線路走廊下或配電線路旁違章建筑屢禁不止，尤其在建筑期間，腳手架和建筑工器具稍有不慎，就碰到正在運(yùn)行的配電線路上，不但造成人身傷亡，還損壞了配電線路，或引起線路跳閘。㈣私拉亂接：城區(qū)，尤其老城區(qū)，一些配電線路桿塔上，高、低壓線同桿架設(shè)，甚至電話線、廣播線和閉路電視線都架在配電線路桿塔上，導(dǎo)線如蜘蛛網(wǎng)一樣，這不但影響了線路正常維護(hù)，還容易發(fā)生安全事故。㈤運(yùn)行人員素質(zhì)差，不熟悉線路的狀況，巡線不到位等因素，造成外界環(huán)境對線路的影響很大。㈥風(fēng)箏、彩帶、漂浮物都可能會造成電力線路短路跳閘，或設(shè)備損壞事故。

1.4.配電網(wǎng)過電壓

㈠雷電過電壓

配電網(wǎng)絡(luò)由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的原因，遭雷擊的概率大，再加上配電網(wǎng)的耐雷水平低、防雷措施不完善，所以雷擊事故在配電網(wǎng)中較突出。在多雷區(qū)，配電網(wǎng)雷擊跳閘率居高不下，并且配電變壓器、斷路器等設(shè)備被雷電擊壞的事故時有發(fā)生。

㈡鐵磁諧振過電壓

配電網(wǎng)屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，系統(tǒng)中如電磁式電壓互感器的勵磁感抗和網(wǎng)絡(luò)對地電容的容抗符合諧振條件，且電壓互感器的一次繞組中性點(diǎn)直接接地，則往往會激發(fā)鐵磁諧振。由于參數(shù)的配合不同，產(chǎn)生的諧振可為基頻、分頻和高次諧波諧振。基頻和分頻諧振產(chǎn)生的大電流可使電流互感器保險熔絲熔斷、互感器燒毀；高頻諧振產(chǎn)生的高電壓會引起相間短路、絕緣擊穿，形成較大范圍的事故。

㈢弧光接地過電壓

在配電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，當(dāng)接地電流較小時，電弧容易熄滅，不再重燃；當(dāng)接地電流較大時，電弧能夠穩(wěn)定燃燒，一般情況下，將形成間歇性電弧。間歇性電弧會產(chǎn)生弧光接地過電壓，此電壓持續(xù)時間較長，且遍及全網(wǎng)，過電壓的幅值可達(dá)到相電壓的3.5倍，對配電網(wǎng)電氣設(shè)備的絕緣構(gòu)成了較大的威脅。

2.配電線路安全運(yùn)行管理

2.1、影響10KV安全運(yùn)行的主要因素

㈠原有10kV配電網(wǎng)不能滿足供電可靠性的要求

首先，原有的10kV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)和商業(yè)住宅小區(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)劃實施一步到位投資難以落實，因此接線存在一定的臨時性。另外，沿主要交通道路的架空線走廊附件，新建筑物施工工地多，直接威脅線路運(yùn)行安全?？傊?，城區(qū)尤其是老城區(qū)的10kV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，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，20世紀(jì)60、70年代建設(shè)的變電站10kV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。

㈡10kV配電網(wǎng)的閃絡(luò)

在運(yùn)行中，設(shè)備的絕緣長期承受工作電壓，當(dāng)絕緣件表面積污后，只要表面污物達(dá)到一定的含鹽量，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡(luò)。同時，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)。污閃有時發(fā)生在一相，也可能多相發(fā)生，還可能多處同時發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)污閃后，容易引起單相接地，此時其余兩相電壓將升高，穩(wěn)態(tài)時為相電壓的3倍，暫態(tài)時情況下可達(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。

㈢10kV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?；」饨拥剡^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，若不采取措施，接地電弧難以熄滅，將激發(fā)起弧光接地過電壓，其幅值高于4倍相電壓，這勢必對電網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成很大威脅。在一些早期建設(shè)的10kV配網(wǎng)中，絕緣靠一個針式瓷瓶，這是電網(wǎng)中絕緣等級較低的環(huán)節(jié)，它不能承受直擊雷，感應(yīng)過電壓也會引起閃絡(luò)。

2.2、提高10kV配電網(wǎng)安全運(yùn)行的技術(shù)措施

㈠縮小配網(wǎng)的故障停電范圍，提高配網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電能力。對單端電源供電的樹枝狀放射性接線，沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器，在長達(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，同時也使安排停電范圍大大縮小。對于聯(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、自動重合閘、自動分?jǐn)嗥鳌⒅睾戏謹(jǐn)嗥鲙追N。這些開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、壽命長、檢修周期長、安裝簡易、安裝工程造價較低等優(yōu)點(diǎn)。柱上式SF6斷路器可以單獨(dú)安裝在支線或干線的中后段，具有自動開斷故障電流的功能，能很好地與變電站出線開關(guān)配合，自動斷開故障段。自動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)，還具有與自動分?jǐn)嗥髋浜鲜褂玫墓δ?。自動分?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，只能在上一級重合閘分閘后自動斷開。它與重合器配合使用，能最大限度地縮小故障停電范圍，自動恢復(fù)對非故障段的供電。

㈡防止污閃問題的綜合措施。10kV配電網(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10kV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。對于母排，可以加裝絕緣熱縮管。根據(jù)部分地方的運(yùn)行實踐證明，這不僅提高了防污能力，而且還防止小動物造成短路。另外，在變電站的10kV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10kV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。

㈢提高10kV線路抗雷擊的措施。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)會明顯減少，只不過瓷橫擔(dān)的機(jī)械性能差，對于大檔距、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，則應(yīng)該在電纜兩端裝設(shè)避雷器。對于經(jīng)常處于開路運(yùn)行，又經(jīng)常帶電的柱上開關(guān)而言，它相當(dāng)于線路的終端。當(dāng)開關(guān)的某一側(cè)落雷時，由于雷電波的反射疊加作用，使雷電壓升高一倍，對開關(guān)的危害很大。為此，在開關(guān)的兩側(cè)要安裝防雷裝置，并將接地線與開關(guān)的外殼相聯(lián)接。

結(jié)語。在配電網(wǎng)管理中，我們必須依靠科學(xué)的安全運(yùn)行管理制度和經(jīng)驗，不斷開展規(guī)范化管理，積極創(chuàng)建特色安全文化，以高度的責(zé)任感和使命感擔(dān)當(dāng)起配電網(wǎng)安全運(yùn)行的重任，管好、建設(shè)好我們的配電網(wǎng)，使之能為廣大用戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能供應(yīng)。

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