基于10 kV旁路不停電作業(yè)技術(shù)在配網(wǎng)實(shí)踐應(yīng)用的研究

韓偉亮，陳俊龍

（國網(wǎng)沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110021）

試驗(yàn)與研究

基于10 kV旁路不停電作業(yè)技術(shù)在配網(wǎng)實(shí)踐應(yīng)用的研究

韓偉亮，陳俊龍

（國網(wǎng)沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110021）

旁路不停電作業(yè)技術(shù)是一項(xiàng)提高城市配網(wǎng)供電可靠性和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平的新型前沿技術(shù)，該技術(shù)能很短時(shí)間內(nèi)在現(xiàn)場構(gòu)建一套臨時(shí)旁路供電系統(tǒng)，跨接故障或待檢修線路段，整個(gè)作業(yè)過程完全實(shí)現(xiàn)了不對客戶停電1 s。另外，對于較難處理的架空線路故障和電纜線路故障搶修，亦可采取該系統(tǒng)進(jìn)行臨時(shí)供電，最大限度降低了對用戶的停電影響。闡述了實(shí)現(xiàn)10 kV旁路不停電作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)和工程實(shí)踐，對沈陽地區(qū)開展旁路不停電作業(yè)項(xiàng)目的安全性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行科學(xué)評估。

旁路不停電作業(yè)；配網(wǎng)線路；旁路電纜；不停電檢修；故障搶修

配網(wǎng)線路是電網(wǎng)的重要組成部分，直接擔(dān)負(fù)著10 kV的工廠、商場、寫字間以及居民用戶的供電任務(wù)和提供合格電能的重任。沈陽作為遼寧省會，也是東北地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，隨著城市建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展和配網(wǎng)新建、改造力度的加大，社會各行各業(yè)對電力可靠供應(yīng)的依賴性越來越強(qiáng)，在計(jì)劃檢修和故障搶修時(shí)，少停電甚至不停電的要求越來越高。因部分用戶不滿足“N－1”供電要求、轉(zhuǎn)帶能力不足、缺少干線分段開關(guān)等原因，架空線路檢修或故障搶修時(shí)通常需要整條主干線路停電；沈陽配網(wǎng)電纜化率71.32%，電纜線路突發(fā)故障停運(yùn)，需要完全停電且較長時(shí)間測尋故障點(diǎn)和修復(fù)，恢復(fù)供電的時(shí)間難以有效控制，最終造成停電時(shí)間長、供電可靠性下降；而常規(guī)配電帶電作業(yè)需要運(yùn)檢單位配合減負(fù)荷，影響用戶正常用電［1］。為適應(yīng)新形勢發(fā)展，國網(wǎng)沈陽供電公司（以下簡稱“公司”）必須不斷提高自身技術(shù)水平和服務(wù)質(zhì)量，有必要開展旁路不停電作業(yè)，其目的是提升企業(yè)核心競爭力，追求用戶不停電，在用戶不間斷供電狀態(tài)下，安全、快速地完成計(jì)劃檢修和故障搶修工作，提高設(shè)備和電網(wǎng)供電可靠性，為用戶多供電，供好電，滿足其多元化用電需求，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

1 旁路不停電作業(yè)技術(shù)概述

20世紀(jì)90年代，日本提出旁路作業(yè)法，應(yīng)用于架空絕緣線路故障搶修，當(dāng)時(shí)曾被翻譯為“不停電檢修”。據(jù)2001年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本平均停電時(shí)間為6 min／人·年，而上海則為2 006 min／人·年。90年代末，上海電力公司組織技術(shù)人員赴日本、韓國等地考察帶電作業(yè)，通過技術(shù)交流、實(shí)地考察和查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，認(rèn)真反復(fù)地認(rèn)證和比對國內(nèi)外帶電作業(yè)技術(shù)的先進(jìn)性后，引進(jìn)了進(jìn)口旁路作業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)用于國內(nèi)10 kV配電系統(tǒng)帶電作業(yè)工作中。2005年6月，在國內(nèi)首次實(shí)施了檢修架空導(dǎo)線的旁路帶電作業(yè)。

1.1 原理方法

旁路不停電作業(yè)技術(shù)的基本原理是通過一種柔性高壓電力電纜，快速連接電纜接頭和旁路開關(guān)，在現(xiàn)場短時(shí)間內(nèi)搭建一條臨時(shí)旁路供電電纜線路，跨接故障或待檢修線路段，然后通過旁路開關(guān)操作，將電源引向臨時(shí)旁路供電電纜線路，保持對用戶不間斷供電，再斷開檢修段線路，轉(zhuǎn)入停電狀態(tài)下檢修，待檢修完畢后再重新投入運(yùn)行，整個(gè)作業(yè)過程完全實(shí)現(xiàn)了不對客戶停電1 s，原理見圖1。

圖1 10 kV旁路不停電作業(yè)技術(shù)原理

1.2 可開展作業(yè)項(xiàng)目

旁路不停電作業(yè)系統(tǒng)安裝簡單、操作方便、高效快捷，在很短時(shí)間內(nèi)，通過安裝旁路電纜快速接頭（插拔式自鎖定快速終端和直通中間接頭），實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場任意延長或縮短臨時(shí)旁路電纜長度，以便跨接不同長度的檢修段。若配合T型中間接頭，還可以連接線路分支并調(diào)整用戶數(shù)量，保證支線用戶正常用電。通過設(shè)備改造，充分發(fā)揮其功能拓展性，可開展以下作業(yè)［2］。

a.旁路帶負(fù)荷檢修和更換架空線路、電纜、跌落式熔斷器、隔離開關(guān)、柱上負(fù)荷開關(guān)、分歧電桿等設(shè)備。

b.快速更換老舊環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱等設(shè)備。

c.在現(xiàn)場構(gòu)建一條臨時(shí)供電線路，提供臨時(shí)電源或應(yīng)急供電，可用于重要活動保供電和故障搶修。

d.搭配移動箱變車，進(jìn)行低壓負(fù)荷轉(zhuǎn)移，彌補(bǔ)常規(guī)切掉末端負(fù)荷檢修，帶電完成配電變壓器檢修更換或增容工作［3］。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 操作過程中的旁路電纜分流

帶負(fù)荷更換架空線路或者電纜時(shí)，由于設(shè)置了旁路線路與原架空線路并聯(lián)運(yùn)行，實(shí)際上是對負(fù)荷電流進(jìn)行旁路轉(zhuǎn)移，作業(yè)前需了解線路負(fù)荷，線路電流不宜大于設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁過載運(yùn)行。在線路開斷前，將部分負(fù)荷電流轉(zhuǎn)移到旁路電纜，在線路開斷后，全部工作電流將通過旁路系統(tǒng)流過，從而在斷開的瞬間，斷口不會出現(xiàn)危及作業(yè)人員的電弧。因此，在檢測旁路電纜的正常通流情況后才能開斷架空線路。

2.2 旁路系統(tǒng)操作過電壓

在使用旁路柔性高壓電纜作業(yè)時(shí)，需要多次投切和開斷旁路設(shè)備。電纜的投切相當(dāng)于合閘操作和分閘操作，在搭接和開斷線路時(shí)有可能產(chǎn)生操作過電壓。而操作過電壓的大小是帶電作業(yè)安全的主要影響因素之一，因此，需要分析不同工況下的操作過電壓。

2.3 旁路系統(tǒng)的保護(hù)接地

在進(jìn)行電纜旁路不停電作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員可能觸及到運(yùn)行狀態(tài)下的旁路負(fù)荷開關(guān)、旁路柔性電纜等設(shè)備，為保證作業(yè)人員的安全，應(yīng)做好旁路系統(tǒng)的保護(hù)接地措施。因?yàn)榕月啡嵝噪娎|是單芯電纜，應(yīng)采用一端接地的方法。

2.4 旁路電纜的敷設(shè)

為提高應(yīng)急應(yīng)變能力，旁路柔性電纜主要由地面展放，過道處鋪設(shè)電纜槽盒，旁路開關(guān)亦放在地上。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)制定實(shí)施方案，并做好全面檢查，確保設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)及各項(xiàng)例行試驗(yàn)在有效期內(nèi)。旁路連接設(shè)備應(yīng)保持清潔，連接可靠，現(xiàn)場布景應(yīng)合理，并在地面鋪設(shè)絕緣保護(hù)措施，連接后應(yīng)對旁路系統(tǒng)進(jìn)行絕緣測試。

2.5 旁路電纜的局限性

目前，旁路電纜的截面在50 mm2及以下，其主要適用于負(fù)荷電流在200 A及以下的配電系統(tǒng)。而實(shí)際運(yùn)行中10 kV的架空線路或電纜線路的負(fù)荷已遠(yuǎn)超其額定電流，受旁路設(shè)備通流能力限制，作業(yè)時(shí)線路負(fù)荷不允許大于柔性電纜的額定電流。這在一定程度上限制了旁路帶電作業(yè)的范圍。需要研制截面更大的旁路電纜系統(tǒng)，包括大截面旁路引流線。

按照國網(wǎng)公司Q／GDW－249—2009《10 kV旁路作業(yè)設(shè)備技術(shù)條件》中的相關(guān)要求，除國網(wǎng)電科院提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)外，公司組織對旁路系統(tǒng)進(jìn)行了交接試驗(yàn)及預(yù)防性試驗(yàn)，取得了可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為日后安全作業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

交接耐壓試驗(yàn)：為出廠試驗(yàn)電壓的90%（工頻耐受電壓值為39 kV，加壓時(shí)間1 min）。

預(yù)防性試驗(yàn)：只做工頻耐壓試驗(yàn)，2.2 kV／min，每年1次。

3 典型案例

3.1 首開省內(nèi)旁路不停電作業(yè)先河

旁路不停電作業(yè)技術(shù)在省內(nèi)乃至東北地區(qū)尚屬空白。經(jīng)過反復(fù)技術(shù)論證、試驗(yàn)研究后，公司編制了A類“三措”計(jì)劃審批表和旁路不停電標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書，在省內(nèi)首次利用旁路不停電作業(yè)技術(shù)帶負(fù)荷完成了在10 kV于山變于城線全北分53號直線桿改耐張桿加裝柱上開關(guān)作業(yè)，作業(yè)現(xiàn)場見圖2。按照作業(yè)指導(dǎo)書，作業(yè)前，由地面人員將兩側(cè)旁路引下電纜、柔性電纜與旁路負(fù)荷開關(guān)、直通中間接頭敷設(shè)、連接，進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)并確認(rèn)合格，斷開開關(guān)，隨后將引下電纜與主干線路帶電駁接，核相正確后，通過絕緣操作桿合上旁路負(fù)荷開關(guān)使旁路系統(tǒng)與架空線路并聯(lián)運(yùn)行，轉(zhuǎn)移電流后，分?jǐn)嘣芯€路加裝柱上開關(guān)，檢修結(jié)束后帶電拆除旁路系統(tǒng)，恢復(fù)線路原有運(yùn)行方式，整個(gè)施工過程不間斷對線路其他用戶供電。該作業(yè)直接減少停電時(shí)戶數(shù)35時(shí)·戶，多供電量5 456 kWh。

圖2 10 kV直線桿改耐張桿加裝負(fù)荷開關(guān)作業(yè)現(xiàn)場

3.2 帶負(fù)荷更換小截面電纜

沈陽市重點(diǎn)保障項(xiàng)目地鐵9號線施工用電電纜容量不足，若安排計(jì)劃停電，施工周期較長，不但影響地鐵工期，還影響其他相關(guān)用戶用電。通過拓展旁路不停電作業(yè)技術(shù)，實(shí)施帶負(fù)荷更換10 kV夾河變馬總甲線馬總干71號左22、左23間小截面電纜，作業(yè)現(xiàn)場見圖3，將原有線路上的負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移到旁路系統(tǒng)之后，再將原有小截面電纜分?jǐn)啵膳月废到y(tǒng)代替供電，更換高壓隔離開關(guān)和大截面電纜結(jié)束后，帶電拆除旁路系統(tǒng)，恢復(fù)線路原有運(yùn)行方式。最大限度地減少了停電作業(yè)帶來的電量損失，按時(shí)保證了地鐵用電需求。該作業(yè)直接減少停電時(shí)戶數(shù)384時(shí)·戶，多供電量59 860 kWh。

圖3 帶負(fù)荷更換小截面電纜作業(yè)現(xiàn)場

3.3 帶負(fù)荷更換老舊開閉站設(shè)備

為做到電網(wǎng)設(shè)備改造和電力持續(xù)供應(yīng)“兩不誤”，公司對旁路不停電作業(yè)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和拓展，11月份供暖期間在10 kV齊賢變十路乙線齊十干47號右8不停電更換了富祥園2號開閉站老舊設(shè)備，避免了停電作業(yè)對供暖和百姓日常生活的影響，提升了優(yōu)質(zhì)服務(wù)的社會形象。作業(yè)分為旁路系統(tǒng)敷設(shè)、旁路系統(tǒng)接入送電及負(fù)荷轉(zhuǎn)移、開閉站開關(guān)柜更換、旁路系統(tǒng)拆除和負(fù)荷恢復(fù)5個(gè)環(huán)節(jié)，使用旁路系統(tǒng)替代開閉站老舊開關(guān)和原電纜，帶出原有負(fù)荷，充分顯示了該技術(shù)的先進(jìn)性和實(shí)效性。該作業(yè)直接減少停電時(shí)戶數(shù)380時(shí)·戶，多供電量98 724 kWh。

3.4 帶負(fù)荷更換分歧電桿

為在夏季用電負(fù)荷高峰期到來之前，消除10 kV滑齊干5＋1號分歧電桿被汽車撞烈的安全隱患，最大限度減少對某空軍駐沈單位停電和高考保供電的影響，采取了旁路帶負(fù)荷更換此分歧電桿，使用架空線路電源，通過地面輻射旁路電纜，將分支用戶箱變帶出，成功轉(zhuǎn)移負(fù)荷630 kVA，保證了主干線路安全、可靠運(yùn)行。隨后，將分支退出運(yùn)行，進(jìn)行帶電更換分歧電桿，作業(yè)現(xiàn)場見圖4。該作業(yè)直接減少停電時(shí)戶數(shù)410時(shí)·戶，多供電量28 059 kWh。

4 綜合評估

4.1 提升了公司經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

旁路不停電作業(yè)創(chuàng)造的效益分為可計(jì)算和難以計(jì)算2部分?？捎?jì)算部分歸結(jié)為直接效益和社會效益。直接效益系公司減少的電量損失，增加的售電收入；社會效益是由于多供電給廠家、用戶和地方財(cái)政多得的效益和創(chuàng)造的社會財(cái)富。難以計(jì)算的效益則體現(xiàn)在降低供電事故中，提高供電可靠性及消除不良政治影響，減少停電對人們生活、生產(chǎn)（特別是炎熱天氣時(shí)）的不便與干擾、加快業(yè)擴(kuò)工程的流程等諸多方面。

4.2 解決了設(shè)備停電檢修和不間斷供電的矛盾

常規(guī)的帶電作業(yè)需要客戶配合減負(fù)荷，對客戶正常用電有一定影響。通過開展旁路不停電作業(yè)，真正實(shí)現(xiàn)了整個(gè)作業(yè)過程不間斷供電，不對客戶停電1 s，有效解決了停電檢修和不間斷供電的矛盾。

4.3 拓展了配網(wǎng)運(yùn)維管理新思路

開展旁路不停電作業(yè)，對架空、電纜線路、配電設(shè)備進(jìn)行不停電檢修、缺陷處理、故障搶修等，可以有效提高配網(wǎng)架空、電纜線路等設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理技術(shù)，將為沈陽地區(qū)配網(wǎng)可靠供電、重要活動保電和臨時(shí)供電提供新手段、新措施和新思路，有助于全面提升配網(wǎng)整體工作水平［4］。

4.4 提升了優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平

通過采用旁路不停電作業(yè)對配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行停電檢修、故障處理，縮小了停電范圍，降低了停電對居民生活、生產(chǎn)用電的影響，是提高公司配網(wǎng)供電可靠性最直接有效的技術(shù)手段，特別在重大活動保電、政治保電、敏感地區(qū)用電、重要民生保障項(xiàng)目建設(shè)和臨時(shí)供電的作用更加顯著，公司優(yōu)質(zhì)服務(wù)能力明顯提升，樹立了公司良好的社會形象。

4.5 提高了作業(yè)效率和安全水平

開展旁路不停電作業(yè)時(shí)，實(shí)際保證了對用戶不停電的情況下，由運(yùn)檢單位在停電狀態(tài)下對跨接設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，保證了人身安全，可減少計(jì)劃停電中一系列倒閘操作，進(jìn)而降低了誤操作、誤登帶電桿塔和帶電掛接地線等意外事故的發(fā)生幾率，減少了人為因素，提高了作業(yè)效率和安全技術(shù)水平。

［1］李齊森.提高供電可靠性的方法［J］.東北電力技術(shù)，2010，31（7）：34－36.

［2］韓偉亮.10 kV帶電作業(yè)發(fā)展的有關(guān)問題分析［J］.管理學(xué)家，2014，7（10）：248.

［3］GB／T 18857—2002，配電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則［S］.

［4］薛 巖.對10 kV配電線路用帶電作業(yè)取代停電作業(yè)相關(guān)問題的探討［J］.東北電力技術(shù)，2003，24（7）：19－21.

Research on Practical Application of Distribution Network Based on 10 kV Bypass Uninterrupted Work Technology

HAN Wei?liang，CHEN Jun?long
（State Grid Shenyang Electric Power Supply Company，Shenyang，Liaoning 110021，China）

Bypass uninterrupted work is an advanced technique to improve power supply reliability of urban distribution network and quality service.It can structure a temporary bypass power supply system，cross fault or maintenance line sections for a short time，non?blackout working is realized in this process.Overhead line fault and cable line fault can take this system to supply temporary pow?er，the effects of the power cut can be reduced to the utmost.This paper shows key technology of 10 kV bypass uninterrupted work and engineering practice，safety and economy of non?blackout working project in Shenyang is estimated.

Bypass uninterrupted work；Distribution network line；Bypass cable；Uninterrupted maintenance；Emergency repair of fault

TM755

A

1004－7913（2015）09－0008－04

韓偉亮（1979—），男，學(xué)士，助理工程師，從事10 kV配電線路帶電作業(yè)研究。

2015－06－30）