發電車輸出電纜不同敷設方式下載流情況分析

金 童，李 煒，李佳蔚，李雙印，魏 巖，閆海月

（國網北京市電力公司檢修分公司，北京 豐臺 100073）

隨著北京地區大型活動供電保障工作要求和標準的不斷提高，突發情況下電力的應急供應備受關注[1-2]。發電車作為典型的應急電源裝備，其工作性能的穩定性、可靠性至關重要。因此，須定期對發電車運行狀況進行檢測。通常情況下，使用模擬負載，可以有效檢驗發電車的帶載性能，驗證發電車的運行工況。

1 發電車帶載測試說明

發電車帶載測試，是將發電車輸出電纜與模擬負載相聯，通過逐漸加、減載來檢測機組輸出電流大小、響應時間的能力。本次試驗采用0.4 kV低壓發電車，功率為1 600 kW，額定輸出電流約為2 880 A。輸出電纜為4相6分裂，即A、B、C、N每相包括6根電纜，共24根電纜。模擬負載為阻性和感性負載，其中阻性容量1 600 kW，感性容量1 200 kvar，功率因數為0.8（滯后）。輸出電纜敷設在橡膠馬道線槽中，連接情況如圖1所示。

圖1 發電車與模擬負載連接示意圖

發電車輸出電纜為金山電纜（型號為WDZDCYJ-125，截面積185 mm2），電纜插頭、插座均為史陶比爾航空快速插頭、插座，型號分別為KBT 16BV-NS / M50-185H和KST16BV-NS / M50-185H，其額定載流量為450 A。

發電車帶載測試過程中，當發電機組滿載運行時，試驗人員發現發電車輸出電纜各相分流不均的情況，部分電纜超載運行，最高電流可達到695 A，同相其他電纜電流約為400 A，電流相差高達300 A左右。由于電流大幅超過插頭、插座額定載流量，發電車輸出端及電纜存在過熱現象。

2 分流不均原因分析

針對發電車輸出電纜同相分流不均現象，試驗人員依次從發電車、模擬負載、輸出電纜等部分查找原因。首先調換電纜，發現相內分流不均現象依然存在。為避免發電車插頭、插座的干擾，試驗人員將插頭、插座連接方式更換為螺栓壓接，并更換500 kW、1 000 kW發電車進行測試，問題依然存在。隨后試驗人員使用UPS電源車作為發電車的負載進行檢測，電纜載流不均現象仍未消失。最后試驗人員將原因聚焦在發電車輸出電纜的敷設方式上，并采用以下方式進行試驗[3]。

敷設方式一：輸出電纜分相集中敷設在橡膠馬道，如圖2所示。

圖2 輸出電纜分相集中敷設在橡膠馬道

發電車滿載運行，A、B、C三相電流情況見表1。A、B、C最大相差分別為236、383、150 A。

表1 電流分布情況（方式一） A

此敷設方式下，同相內電流分布差別較大，差值最大為383 A。

敷設方式二：輸出電纜分相集中敷設在地面，如圖3所示。

圖3 輸出電纜分相集中敷設在地面

發電車滿載運行，A、B、C三相電流情況見表2。A、B、C最大相差分別為88、346、340 A。

表2 電流分布情況（方式二）

此敷設方式下，同相內電流分布差別稍有改善，但差值仍較大，差值最大為346 A。

敷設方式三：輸出電纜分組集中敷設在橡膠馬道，如圖4所示。

圖4 輸出電纜分組集中敷設在橡膠馬道

發電車滿載運行，A、B、C三相電流情況見表3。A、B、C最大相差分別為66、75、95 A。

表3 電流分布情況（方式三） A

此敷設方式下，同相內電流分布明顯改善，差值最大為75 A。

敷設方式四：輸出電纜分組集中敷設在地面，如圖5所示。

圖5 輸出電纜分組集中敷設在地面

發電車滿載運行，A、B、C三相電流情況見表4。A、B、C最大相差分別為67、117、117 A。

表4 電流分布情況（方式四） A

此敷設方式下，同相內電流分布比較均勻，差值最大為117 A。

3 結果分析

發電車輸出電纜敷設，采用同相并列敷設方式，同相內電纜分流不均情況較為嚴重。采用同組排列敷設方式，同相內電纜分流分配不均的情況得到明顯改善。從上述測試現象可以得出，電纜敷設方式影響著電纜分流情況。電纜通流存在集膚效應和鄰近效應，造成電流分流不均，按照同組排列敷設電纜，可有效降低電流分配不均的影響。