梅州電網(wǎng)10 kV全電纜線路投退重合閘運(yùn)行分析

鄒明浩

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000）

一直以來，電網(wǎng)運(yùn)行管理工作中對于全電纜的10 kV 線路均要求退出重合閘，此外，國家行標(biāo)DL/T 584—2007《3～110 kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》及南方電網(wǎng)《10～110 kV 系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算規(guī)程》針對全線敷設(shè)電纜的線路規(guī)定“不宜采用自動重合閘”，主要原因是10 kV 電纜線路發(fā)生故障的幾率較小，且電纜故障多為永久性故障，投入重合閘的意義不大。但在實(shí)踐運(yùn)行中，大部分10 kV 全電纜線路跳閘是由于用戶配變、配電室內(nèi)設(shè)備、電纜分接箱等電纜之外設(shè)備故障造成的，且瞬時(shí)故障占一定的比例，若投入全電纜線路的重合閘，一定程度上將有利于改善全電纜線路連續(xù)供電的能力提高供電可靠性，但對永久性故障，會對故障設(shè)備造成再一次沖擊[1]。

1 10 kV全電纜線路投入重合閘可行性分析

對于10 kV 全電纜線路是否投入重合閘，目前存在不同的意見。繼電保護(hù)整定規(guī)程上不投重合閘主要是考慮運(yùn)行過程中電纜線路多出現(xiàn)永久性故障，重合閘操作將帶來嚴(yán)重的操作過電壓和短路沖擊，因此為防止短路事故給電纜和變壓器帶來重復(fù)損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大而作此規(guī)定。但從近年的運(yùn)行情況和研究成果來看，以上的考慮與目前的實(shí)際形勢變化和高可靠供電存在著矛盾。

據(jù)統(tǒng)計(jì)梅州電網(wǎng)配網(wǎng)電纜化率約85%，從表1瞬時(shí)、永久故障的比例來看，2017—2019年重合成功率約在65%～70%之間，小電阻接地系統(tǒng)的線路重合成功率較高，配網(wǎng)電纜化率較高的線路重合閘功能的投入，對提高供電可靠性起到了關(guān)鍵的作用。

表1 梅州電網(wǎng)2017-2019年電纜線路運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)運(yùn)行記錄，至2020 年9 月，梅州供電局運(yùn)維的156 回公用全電纜線路中，近3 年以來（2018年1月—2020年8月），共有72回電纜線路發(fā)生過故障跳閘，累計(jì)跳閘179 條次，瞬時(shí)故障仍然占有較大比例。故障原因分類統(tǒng)計(jì)如表2所示。

從以上數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)：10 kV 全電纜線路故障跳閘中原因不明、巡視無異常且送電正常的約占總數(shù)21%；由于用戶配變、配電室內(nèi)設(shè)備、電纜分接箱等設(shè)備故障造成跳閘的約占總數(shù)31%，由于外力破壞致電纜發(fā)生故障造成跳閘的約占總數(shù)13%；由電纜自身內(nèi)在因素（如老化、絕緣降低等）造成的跳閘次數(shù)僅為7%。若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續(xù)供電的能力，進(jìn)一步提高供電可靠性。

從梅州電網(wǎng)試點(diǎn)投入全電纜線路運(yùn)行情況分析，至目前為止，全電纜線路投入重合閘共27回，2019年至今發(fā)生故障13回線路共發(fā)生故障31次，其中重合成功18 次，重合不成功的13 次，重合成功率為58.1%。

表2 梅州電網(wǎng)2018年1月—2020年8月10 kV全電纜線路故障原因分類統(tǒng)計(jì)

2 10 kV全電纜線路重合閘過電壓的影響

相關(guān)研究表明，電纜出線特別是線路較長時(shí),變電站裝設(shè)自動重合閘裝置可能出現(xiàn)的最大重合閘過電壓水平比常規(guī)架空出線變電站高，但該過電壓水平在出線較多時(shí)將大大降低，在線路帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)還會進(jìn)一步減小，理論上電纜出線較多時(shí)采用重合閘裝置不會帶來危險(xiǎn)的過電壓[2]。

3 10 kV全電纜線路投入重合閘后對主變的影響

關(guān)于短路電流對主變沖擊，確實(shí)存在。但在變壓器的設(shè)計(jì)與制造中，抗沖擊能力應(yīng)是必備基本條件之一，10 kV線路近區(qū)短路將導(dǎo)致較大的短路點(diǎn)，變電站主變低壓側(cè)必須滿足抗短路電流能力的沖擊，對校核結(jié)果不滿足要求的按照《關(guān)于對抗短路能力不足的電力變壓器進(jìn)行改造的通知（廣電生部〔2016〕295號）》的要求，可通過更換新主變，返廠加固改造或加裝限流電抗器的方式開展改造。

4 10 kV全電纜線路短路的熱穩(wěn)定分析

隨著電纜線路饋線自動化發(fā)展，梅州供電局中壓配電網(wǎng)目前已在電纜線路主干線的前段、中段安裝自動化斷路器柜，對電纜支線嚴(yán)重故障能夠做到0.15 s的切除時(shí)間。因此10 kV全電纜線路大電流短路的故障隔離時(shí)間能夠滿足電纜線路熱穩(wěn)定要求。

5 10 kV投入重合閘電纜線路運(yùn)行技術(shù)建議

梅州地區(qū)配電網(wǎng)供電可靠性水平一直以來與珠三角地區(qū)相比存在著較大的差距，除了在一次設(shè)備上采取提高供電可靠性的措施外，二次方面投入重合閘功能也是提高供電可靠性的措施之一。針對全線敷設(shè)電纜線路在充分評估相關(guān)設(shè)備參數(shù)的基礎(chǔ)上，宜差異化考慮主干線、支線饋線自動化策略和重合閘投退策略。結(jié)合梅州電網(wǎng)實(shí)際情況，對全電纜線路投退重合閘有以下幾點(diǎn)運(yùn)維建議：

全線敷設(shè)電纜的線路投入重合閘之前，應(yīng)對線路設(shè)備開展?fàn)顟B(tài)評價(jià)，排查標(biāo)注電纜中間接頭位置，以及應(yīng)采取防爆措施是否完善；經(jīng)評估不存在隱患的，可申請投入重合閘；對于全線敷設(shè)電纜的線路投入重合閘的，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求，制定合理的自動化策略；往年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)外力破壞嚴(yán)重線路重合閘不宜投入，或者在運(yùn)行維護(hù)過程中，如果發(fā)現(xiàn)電纜走廊存在市政等施工，應(yīng)申請退出重合閘；對于已投入重合閘的全線敷設(shè)電纜如果線路出現(xiàn)多次（3 次及以上）重合成功且又未能找到故障點(diǎn)，應(yīng)申請退出重合閘，進(jìn)行動態(tài)管理。

運(yùn)行單位應(yīng)對已投入重合閘10 kV 全電纜線路的運(yùn)行情況定期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。特別是針對10 kV全電纜線路的每一次跳閘情況，須進(jìn)行故障原因分析統(tǒng)計(jì)，在此基礎(chǔ)上積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)維數(shù)據(jù)。