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10kV配網電力工程的技術問題分析與解決

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10kV配網電力工程的技術問題分析與解決

發布日期:2019-01-18 作者: 點擊:

10kV配網電力工程的技術問題分析與解決

電力工程技術對於10KV 配電網的電力工程質量保證有重要作用。分析了10kV 配網電力工程存在的技術問題,說明了10KV 配網電力工程技術準則,同時也給出了解決10kV 配網電力

10kV 配網電力工程存在的技術問題

10kV 技術事故中,外力破壞所占比例最大。除此之外,影響10kV 配電網安全可靠性運行的主要技術因素是積汙後引起的閃路及各類過電壓。

1.1 外力破壞

由於經濟發展較快,原有的10kV 配電網已經不能滿足供電可靠性的要求。首先,原有的10kV配電網絡以架空線為主,接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式,新建的工業開發區和商住小區則通常采用環網供電,電源有的是從就近的架空線上取得。其次,由於在規劃網架未完善之前,部分用戶急於用電,按規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,新建築物施工工地多,直接威脅線路運行安全。總之,城區尤其是老城區的10 kV 配電網絡單薄,轉供電能力差,地形複雜,接線較亂,事故率高,供電可靠性低。另外,隨著國民經濟的發展,20世紀60、70年代建設的變電站10 kV 設備、各路出線的容量及安全性能均已不適應用電負荷和經濟發展的需要。其明顯的缺陷是:城區變電站大多數是該區域電網中的樞紐站,10 kV係統出線多,負荷大,運行年久。加之周圍環境因素,造成設備汙染嚴重,設備絕緣強度下降,引發事故的概率逐年增高。

1.2 閃路

在運行中,設備的絕緣長期承受工作電壓,當絕緣件表麵積汙後,隻要表麵汙物達到一定的含鹽量,遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡。另一方積汙還使絕緣的衝擊性能大幅度降低,在雷電衝擊和內過電壓的衝擊下,很容易引起閃絡。

汙閃有時發生在一相,也可能多相發生,還可能多處同時發生。當出現汙閃後,容易引起單相接地,此時其餘兩相電壓將升高,穩態時為相電壓的倍,暫態時情況下可達成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並不造成威脅,若運行環境條件惡劣,絕緣件耐受電壓下降,在中性點不接地係統非故障相電壓副值升高允許運行的兩小時內,有可能再出現閃絡點。其次,由於汙穢使絕緣的衝擊特性下降低成本30%~40%,使單相接地出現零序電壓。若變電所內互感器特性較差,將激發鐵磁諧振,過電壓倍數比較高,還可能發生相絕緣閃絡擊穿,而觸發兩相接地短路。

1.3 過電壓電氣設備在電網中運行必須承受工頻電壓、內部過電壓及大氣過電壓的作用,特別是環境條件惡劣,早期建設的設施,先天不足,爬距不夠,給電網的安全運行帶來很大威脅。

弧光接地過電壓是一種幅值很高的過電壓。當電網電容電流超過一定值時,若不采取措施,接地電弧難於熄滅,將激發起弧光接地過電壓,其幅值高於4 倍相電壓,這勢必對電網的安全運行構成很大威脅。

在一些早期建設的10 kV 配網中,絕緣靠一個針式瓷瓶,這是電網中絕緣等級較低的環節,它不能承受直擊雷,感應過電壓也會引起閃絡。

10KV 配網電力工程技術準則

第一,10KV 配電網應以城市道路為依托,每一條主幹道至少應留有一條架空線路走廊,主幹道和次幹道均應有電纜敷設位置。

第二,10KV 配電網形成多個開環運行的單環網和“T”型以及“#”型網,每隔大約2500KVA(裝建容量)對10KV 線路進行分段,分段開關和線路聯絡開關應采用帶電壓互感器能電動分、合閘的負荷開關,裝建容量在630KVA 及以上的用戶支線與公用線的T 接點處應裝設負荷開關。

第三,環網應以不同的變電站或同一變電站的不同母線作為電源點(在目前變電站少,分步不均勻的情況下,可暫時以開閉所作為電源點)。相鄰變電站之間的10KV 配電網絡主幹線,應形成單環行網絡(開環運行)。以便在計劃檢修或事故處理下轉供部分負荷,縮小停電範圍。

第四,10KV 配電網絡的安全準則是:對於重要用戶,必須具備雙電源,重要用戶中特別重要的負荷,除由雙電源供電外,必須要求用戶另外增設應急電源。以下電源可作為應急電源:獨立於正常電源的發電機組、蓄電池、幹電池。在此前提下,應能保證當任何一個10KV 電源檢修停運時仍保持向用戶繼續供電。

第五,為實現絕緣導線的全絕緣化,絕緣導線應采用專用絕緣金具. 絕緣導線施工時必須對切開連接的裸露接頭接續金具應加裝絕緣罩或防護措施。絕緣線路上每隔適當距離應加裝專用絕緣線接地線夾。

第六,為提高中壓配電線路抵禦汙閃事故的能力,減少檢修工作量,市區10KV 架空配電線路的絕緣水平一律按20KV 設計。

第七,10KV 架空線電杆,市中心選用15 米或18 米混凝土杆或鋼管杆,郊區可采用12 或15 米混凝土杆。在市區或不能生拉線的地方,耐張、轉角、盡頭杆應采用方杆。10KV 架空線的規範檔距,市區40~50 米,郊區40~60 米。超過檔距必須按送電線路進行設計。

解決10kV配網電力工程可靠性問題的技術措施

縮小配網的故障停電範圍,提高配網的轉供電能力

對單端電源供電的樹枝狀放謝性接線,沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器,在長達幾公裏或十幾公裏的線路上任意一處發生故障,都會使全線停電。使用聯絡開關不但可以大大縮小停電範圍,同時也使安排停電範圍大大縮小。對於聯絡開關的選擇,當首推柱上式SF6 開關。

目前,柱上式SF6 開關的品種主要有柱上斷路器、自動重合閘、自動分斷器、重合分斷器幾種,這些開關具有結構簡單,性能優越,壽命長,檢修周期長,安裝簡易,安裝工程造價較低等優點。

柱上式SF6 斷路器可以單獨安裝在支線或幹線的中後段,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配合,自動斷開故障段。當發生故障時,柱上式SF6 斷路器會自動斷開,縮小了停電範圍。這種斷路器還可用作建立饋線之間的聯絡,提高供電能力。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,它是一種具有控製和保護功能的智能化開關,還具有與自動分斷器配合使用的功能。自動分斷器是一種具有記憶故障電流次數並按設定次數實行分閘閉鎖的智能開關,它不能開斷故障電流,隻能在上一級重合閘分閘後自動斷開。它與重合器配合使用,能最大限度地縮小故障停電範圍,自動恢複對非故障段的供電。

采取綜合技術措施,認真解決汙閃問題

10kV配電網安全可靠的關鍵是解決閃絡誘發相間短路及過電壓燒毀設備問題。所以,必須采取綜合措施,以求得電網的安全可靠運行。對10kV 開關室的支持絕緣子、穿牆套管、刀閘支柱瓷瓶、連杆瓶等,可以加裝防汙罩。對於母排,可以加裝絕緣熱縮管。根據部分地的運行實踐證明,這不僅提高了防汙能力,而且還防止小動物造成短路。

另外,在變電站的10kV開關室還可以采取一些其他的手段來防止汙閃問題。如在10 kV 開關室安裝吸濕器以降低空氣的濕度,破壞汙閃的條件;貫徹“逢停必掃、掃必幹淨”的原則,以最小的投入保證設備的健康運行。

對於落雷較多的10kV線路,可以采取多種技術措施來提高其抗雷擊的能力

如采用瓷橫擔代替針式瓷瓶,針式瓷瓶改用瓷橫擔後,雷擊次數會明顯減少,隻不過瓷橫擔的機械性能差,對於大檔距、大導線線路不適用。


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