10kV配電網(wǎng)電壓異常問題處理措施探究

摘要：從過壓故障、斷電故障等角度出發(fā)，分析了10 kV配電網(wǎng)電壓異常的影響因素。針對(duì)10 kV配電網(wǎng)電壓異常現(xiàn)象制定了有針對(duì)性的處理方案，為我國配電網(wǎng)建設(shè)和安全運(yùn)營提供了有效參考。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng);電壓異常;處理方案

0 引言

配電網(wǎng)電壓異常往往是由設(shè)備故障、過壓故障等導(dǎo)致，很容易造成輸配電中斷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)重大事故。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國10 kV配電網(wǎng)建設(shè)過程中對(duì)電壓異常問題重視程度不夠，電壓異常故障頻發(fā)，僅2019年就出現(xiàn)重大電壓異常故障百余起，在很大程度上影響了配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。如何快速解決10 kV配電網(wǎng)電壓異常問題，做好輸配電防控工作已成為新時(shí)期人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 10 kV配電網(wǎng)電壓異常問題分析

某10 kV配電網(wǎng)主要負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)居民的生活用電，其總?cè)萘繛? 055 kVA，線路總長超過6 km。本次研究過程中主要以該配電網(wǎng)為例，對(duì)其近年來發(fā)生的電壓異常案例進(jìn)行分析，確定電壓異常影響因素。

1.1? ? 單相接地

線路運(yùn)行過程中非常容易出現(xiàn)金屬接地和非金屬接地現(xiàn)象，造成單相電壓異常，10 kV配電網(wǎng)單相接地等值電路如圖1所示。在接地瞬間，三相電壓中的接地相側(cè)電壓將會(huì)驟降，此時(shí)其他兩相電壓將會(huì)升高，出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象，導(dǎo)致線路內(nèi)電流加大，在很大程度上影響了線路的安全運(yùn)行和使用壽命。

一般單相接地往往表現(xiàn)為線路接地或線路斷線，前者會(huì)導(dǎo)致一相電壓為0，兩相電壓上升;后者會(huì)造成一相電壓上升，兩相電壓下降。可以根據(jù)上述接地特征和現(xiàn)場(chǎng)檢查情況確認(rèn)接地相，對(duì)10 kV配電網(wǎng)單相接地故障進(jìn)行處理和防控。

1.2? ? 設(shè)備異常

設(shè)備出現(xiàn)問題后可能導(dǎo)致10 kV配電網(wǎng)電壓異常，如繼電保護(hù)動(dòng)作不當(dāng)、空載線路或電容性負(fù)載超閾值等。該10 kV配電網(wǎng)于2019年4月運(yùn)行過程中，保護(hù)裝置中的中性點(diǎn)接地絕緣設(shè)置出現(xiàn)問題，造成保護(hù)器對(duì)地絕緣擊穿，導(dǎo)致保護(hù)器爆炸及變壓器設(shè)備局部線路燒損;于2019年9月運(yùn)行時(shí)因線路氣候較為潮濕時(shí)，空氣濕度較大，系統(tǒng)裝置元器件短路，導(dǎo)致配電網(wǎng)過電壓等。除此之外，高低壓熔絲異常也會(huì)在一定程度上影響10 kV配電網(wǎng)的運(yùn)行效果，導(dǎo)致其出現(xiàn)電壓異常。在高低壓熔絲熔斷后，熔斷側(cè)電壓驟降，此時(shí)非熔斷側(cè)電壓不變，三相電壓不均衡，造成系統(tǒng)正常輸配電受到影響。

1.3? ? 操作不當(dāng)

人為操作不當(dāng)會(huì)引起10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中設(shè)備動(dòng)作異常、線路輸配電異常等，造成電壓升降問題。如電感性負(fù)載的拉閘過電壓、空載線路的合閘過電壓，特別是自動(dòng)重合閘時(shí)都很容易引發(fā)10 kV配電網(wǎng)電壓異常，造成區(qū)域線路過電壓。

以某10 kV配電網(wǎng)中三相四柱式避雷器使用情況為例，該避雷器能夠通過氧化鋅電阻片提升系統(tǒng)的過壓保護(hù)效果，三相四柱式避雷器原理如圖2所示。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓時(shí)電阻片阻抗明顯降低，使其相間電壓控制在過電壓值的50%以內(nèi)。而系統(tǒng)正常時(shí)，電阻片恢復(fù)高阻抗，其通過電流值大幅減小，實(shí)現(xiàn)“絕緣”保護(hù)。這種避雷器很容易出現(xiàn)由人員操作不當(dāng)引起的性能問題。如在2019年11月份開關(guān)合閘過程中就出現(xiàn)接觸不良引起的過電壓擊穿B/C相短路問題，引發(fā)弧光三相短路爆炸，造成10 kV配電網(wǎng)中線路燒毀，柜體損壞。

2 10 kV配電網(wǎng)電壓異常故障處理及防控

2.1? ? 檢查和處理單相接地

在對(duì)單相接地問題進(jìn)行處理時(shí)，要強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)檢查，依照智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)信息和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方案快速定位接地點(diǎn)，提升故障處理效率。一般現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)可以采用拉路法，按照規(guī)定的原則循序查找。若全部拉路后仍無法確定接地點(diǎn)，則可以通過斷電排除法對(duì)異常點(diǎn)進(jìn)行查找。如該變電站在2019年3月對(duì)單相接地點(diǎn)進(jìn)行查找時(shí)，發(fā)現(xiàn)逐一拉路后單相接地報(bào)警并未消失。為此，故障檢測(cè)人員對(duì)母線中設(shè)備逐一切斷排查，在斷開501刀閘后發(fā)現(xiàn)電壓恢復(fù)正常。拆開刀閘檢查后確認(rèn)，為501開關(guān)斷路器中B相接地，導(dǎo)致電壓異常。

隨著智能電網(wǎng)的不斷完善，在單相接地防控時(shí)需利用好智能監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的設(shè)備、線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)采集用電數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等。與此同時(shí)，還需要做好防控方案的設(shè)置，結(jié)合歷史問題、工作經(jīng)驗(yàn)形成常見的單相接地故障處理方案，為后續(xù)工作提供有效支撐。

2.2? ? 調(diào)整和優(yōu)化設(shè)備線路

10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中需加強(qiáng)電壓異常情況檢查，對(duì)設(shè)備斷路、線路斷路等引起的一相電壓過高問題引起重視，依照實(shí)際需求適當(dāng)提升設(shè)備、線路性能。如傳統(tǒng)互感器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，只能夠?qū)χ行渣c(diǎn)接地方式進(jìn)行檢查，無法實(shí)現(xiàn)電壓不穩(wěn)定、電壓失衡等問題的精準(zhǔn)判斷，給配電保護(hù)工作帶來了極大的不便。為此，需依照10 kV配電網(wǎng)設(shè)備性能狀況、設(shè)備運(yùn)行需求等對(duì)不達(dá)標(biāo)或存在問題的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行更換。而在熔斷故障處理過程中需先將斷線區(qū)域斷電，對(duì)故障線路進(jìn)行切除，重新更換高低壓熔絲即可。

某10 kV配電網(wǎng)在處理保護(hù)器問題時(shí)，將傳統(tǒng)三相四柱式避雷器更換為氧化鋅避雷器，通過真空斷路器實(shí)現(xiàn)斷電異常保護(hù)，提升其準(zhǔn)確性和有效性。與此同時(shí)，該配電網(wǎng)還轉(zhuǎn)變保護(hù)模式，在中性點(diǎn)接地保護(hù)基礎(chǔ)上增加間隙保護(hù)、電壓失衡保護(hù)等。某10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化后的線路圖如圖3所示。

在設(shè)備調(diào)整后依照互感器中安全運(yùn)行要求，合理設(shè)置中性點(diǎn)接地，并配置放電計(jì)數(shù)器對(duì)間隙情況、中性點(diǎn)狀況進(jìn)行控制，提升了故障檢測(cè)的精確性。

2.3? ? 強(qiáng)調(diào)和規(guī)范管理培訓(xùn)

人員管理和培訓(xùn)是保證10 kV配電網(wǎng)電壓故障管理工作順利開展的關(guān)鍵。日常管理中需制定嚴(yán)格的10 kV配電網(wǎng)管理規(guī)范，明確日常維護(hù)、操作管理、定期巡檢等工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，確保人員能夠嚴(yán)格依照上述規(guī)范落實(shí)各項(xiàng)操作，避免出現(xiàn)違規(guī)行為。人員培訓(xùn)主要包括知識(shí)培訓(xùn)和技能培訓(xùn)，確保其能夠在日常工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓異常問題，做好故障處理和防控，最大限度降低電壓異常對(duì)10 kV配電網(wǎng)的影響。尤其是在技能培訓(xùn)中，需結(jié)合10 kV配電網(wǎng)電壓異常問題進(jìn)行模擬測(cè)試和實(shí)地檢查，增強(qiáng)人員業(yè)務(wù)技能，使其能夠更好地參與到故障處理工作中。

3 結(jié)語

10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中非常容易出現(xiàn)由線路接地、設(shè)備損壞、操作不當(dāng)?shù)纫鸬碾妷寒惓栴}，造成區(qū)域斷電或線路燒毀，是影響10 kV配電網(wǎng)安全性和可靠性的關(guān)鍵。為此，需加強(qiáng)單相接地故障監(jiān)測(cè)，優(yōu)化關(guān)鍵設(shè)備和線路，做好配電網(wǎng)日常管理和維護(hù)，從根本上改善10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，全面提升其運(yùn)行效益。

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收稿日期：2020-03-03

作者簡(jiǎn)介：陳耀文（1980—），男，廣東人，工程師，從事配電運(yùn)行工作。