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        10kV配電網(wǎng)的故障監(jiān)控與處理方案探究

        2017-11-30 19:00:16金建新徐利
        關(guān)鍵詞:斷路科技園開關(guān)柜

        金建新+徐利

        摘 要:10kV配電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)類型之一,因此,有效地對(duì)其進(jìn)行維護(hù)與故障處理就成為了電網(wǎng)管理的核心工作,本文對(duì)10kV配電網(wǎng)的故障原因及處理方案展開探討,為其發(fā)展提供創(chuàng)新的思路。

        關(guān)鍵詞:10kV配電網(wǎng);故障原因;解決對(duì)策

        中圖分類號(hào):TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        1.10kV配網(wǎng)故障主要原因

        1.1 電氣連接點(diǎn)的發(fā)熱問題

        最常見的故障為配變網(wǎng)的故障,在和母線連接的大電流開關(guān)柜更容易出現(xiàn)此類問題。負(fù)荷加重會(huì)使得電氣連接處出現(xiàn)發(fā)熱,溫度急劇升高,造成絕緣出現(xiàn)損壞,有時(shí)可能會(huì)造成開關(guān)柜出現(xiàn)損毀,母線連接出現(xiàn)大面積故障,給電網(wǎng)運(yùn)行帶來極大的危害。

        1.2 短路容量的配置

        一般來說,開關(guān)柜內(nèi)的短路電流為25kA或者31.5kA,可以承受一定范圍內(nèi)的短路電流,但是開關(guān)柜內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)一些容量配置不合理所造成的資源浪費(fèi)或者電流承受度不夠的情況。主要原因在于套管的質(zhì)量不夠好,在短路出現(xiàn)時(shí),無(wú)法承受大電流的沖擊,同時(shí)也可以看出,穿墻套管對(duì)于開關(guān)柜的短路承受力具有決定性的作用。同時(shí),開關(guān)柜本身會(huì)存在一些電氣連接質(zhì)量較差的地方,應(yīng)當(dāng)予以重視,在這些線路連接處,最容易出現(xiàn)電流較大引起電弧或者發(fā)熱導(dǎo)致線路故障的情況。

        1.3 真空開關(guān)的問題

        現(xiàn)在的10kV開關(guān)柜主要采用的是真空開關(guān),真空開關(guān)主要問題在于真空滅弧室,真空開關(guān)出現(xiàn)爆炸的情況并不少見,爆炸后容易將真空滅弧室擊穿,導(dǎo)致更加嚴(yán)重的問題。問題原因主要集中在兩點(diǎn):第一是真空室本身質(zhì)量得不到保證,真空開關(guān)的滅弧和絕緣功能主要是因其真空度而見效的,但是如果真空度出現(xiàn)問題,會(huì)導(dǎo)致滅弧和絕緣功能變差,結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷,導(dǎo)致在將來的使用中出現(xiàn)不可預(yù)知的事故。

        2.10kV配網(wǎng)故障主要類型

        2.1 短路故障

        電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí),除中性點(diǎn)以外,相與相、相與地之間是絕緣的,所謂短路是指相與相或相與地之間發(fā)生短路。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣的損壞,或者是由于誤操作造成,或者是鳥獸跨接導(dǎo)電部分和絕緣損壞所造成。

        2.2 斷路故障

        斷路是10kV配網(wǎng)中最常見的故障,其主要體現(xiàn)在回路不通等方面。在某些特殊的情況下,斷路不僅會(huì)引起過電壓的產(chǎn)生,甚至斷路點(diǎn)產(chǎn)生的電弧還可能造成電氣火災(zāi)、爆炸等事故。

        2.2.1 斷路點(diǎn)電弧故障

        在似斷非斷路點(diǎn)中容易發(fā)生斷路點(diǎn)電弧故障,尤其是在斷開瞬間,往往會(huì)產(chǎn)生電弧或者在斷路點(diǎn)產(chǎn)生高溫,因此,電力線路中的電弧和高溫現(xiàn)象,都可能會(huì)釀成火災(zāi)等事故。

        2.2.2 三相電路中的斷路故障

        三相電路中,如果發(fā)生單相斷路故障,一則可能使電動(dòng)機(jī)因缺相運(yùn)行而被燒壞;二則使三相電路不對(duì)稱,各相電壓發(fā)生變化,使其中的相電壓升高,造成事故。

        3.配網(wǎng)故障的診斷與定位

        3.1 配網(wǎng)故障的診斷

        在整個(gè)10kV配電網(wǎng)的電力體系中,分別對(duì)正常的設(shè)施運(yùn)行狀況和有故障的設(shè)施進(jìn)行調(diào)查,得到相關(guān)的數(shù)據(jù),再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析。這種通過對(duì)比電機(jī)正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)得到的結(jié)果,只能發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的地方,并不能準(zhǔn)確了解這種故障,不能夠?qū)收线M(jìn)行準(zhǔn)確的歸類。此外,在運(yùn)用這種辦法對(duì)相應(yīng)的電磁型繼電器的正常數(shù)值進(jìn)行比較時(shí),如果實(shí)際檢測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果與正常的數(shù)值有很大的差別。要使用一樣的儀器對(duì)其他電路中相同的繼電器數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行明確,確定其是否發(fā)生了故障,而不是僅僅在測(cè)量一會(huì)的情況下對(duì)其進(jìn)行修理。而是改變運(yùn)行狀態(tài)再進(jìn)一步測(cè)量分析。10kV配電網(wǎng)上的配電中心可以對(duì)10kV配電網(wǎng)上的所有電路進(jìn)行劃分,集中檢測(cè),作為一次設(shè)備對(duì)相當(dāng)大的一部分電路上主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù),相關(guān)的繼電器要求要有足夠大的容納度。單個(gè)開關(guān)元件能夠?qū)χ饕€路以及底下的分支電路在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行劃分,方便及時(shí)找到故障的位置。為了避免線路因?yàn)榕既坏耐饨缫蛩卦斐捎绊懪袆e,可以在母線的保護(hù)電路上設(shè)立多條線路,確保在一條線路出現(xiàn)問題狀況的時(shí)候,其他線路可以快捷有效的進(jìn)行工作代替,保障10kV配電網(wǎng)能夠正常持續(xù)的運(yùn)行。

        3.2 配網(wǎng)故障的定位與處理

        采用故障指示器來進(jìn)行定位,故障指示器掛裝于架空線路上,主要由檢測(cè)電路、分析算法電路、觸發(fā)電路、無(wú)線傳輸電路模塊、電源電路等構(gòu)成。作用是將檢測(cè)到的送電、停電、接地、短路信號(hào)通過短距離無(wú)線射頻模塊傳輸?shù)郊芸胀ㄐ沤K端。故障指示器3只為一組。利用專用安裝工具,可直接帶電安裝和拆卸。近幾年,對(duì)于經(jīng)常處于熱備用狀態(tài)的10kV配電網(wǎng)分段斷路器,應(yīng)當(dāng)加裝氧化鋅避雷器保護(hù),對(duì)于電壓過高的部分應(yīng)當(dāng)采取多種方法進(jìn)行降壓控制,對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)的鐵磁諧振過電壓情況應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行處理,在較短的時(shí)間內(nèi)把電壓控制住。短時(shí)間內(nèi)造成電壓值出現(xiàn)大幅波動(dòng),這種現(xiàn)象的主要危害在于,可能因?yàn)樗矔r(shí)電壓故障而導(dǎo)致線路與設(shè)備不可逆的損壞,處理方法主要在10kV配電網(wǎng)采取措施,提供不間斷電源、電壓整流器等。采用不間斷電源(UPS)、無(wú)功功率補(bǔ)償器(SVG)等設(shè)備可以有效地減輕電壓波動(dòng)對(duì)于設(shè)備帶來的影響,起到平波的作用,同時(shí)也減輕了對(duì)于線路的損耗,是相對(duì)科學(xué)有效的辦法。

        4.案例分析

        以某科技公司配電網(wǎng)故障及處理分析為例,對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)控與處理方案進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)客服及客戶反饋:4月9日10:40左右,某科技公司供電線路的科技園站F26出現(xiàn)“閃斷”,導(dǎo)致客戶電梯、電腦等受影響。經(jīng)查電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng),科技園站和高新站110kV側(cè)均未發(fā)生電能質(zhì)量暫態(tài)事件,排除科技園站和高新站上級(jí)電源分別對(duì)其10kV側(cè)的影響??萍紙@站F14世紀(jì)村線(10kV 2AM)接地跳閘,重合不成功,故障原因?yàn)椋罕杯h(huán)輔科技園站戶外公用柜#4開關(guān)電纜出現(xiàn)故障。2015年4月13日高新站10kV 3M 未有暫態(tài)事件記錄。經(jīng)查SOE數(shù)據(jù),主配網(wǎng)設(shè)備均無(wú)異常,但11:07:04高新站#3主變復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)又復(fù)歸。

        2015年4月9日和2015年4月15日,某科技公司電能質(zhì)量事件均是由于科技園站F14世紀(jì)村線跳閘(重合不成功),引起科技園站10kV 2AM母線的電壓波動(dòng);由于科技園站10kV 2AM和2BM存在電氣連接,使得10kV 2BM電壓也出現(xiàn)電壓波動(dòng)現(xiàn)象,造成科技園站F26電能質(zhì)量事件的發(fā)生。租賃的飛亞達(dá)和大族的物業(yè)(分別由高新站F41和F51供電)電能質(zhì)量事件原因?yàn)椋焊咝抡?0kV 3M站外線路瞬間短路或客戶設(shè)備瞬間短路,引起高新站10kV 3M電壓波動(dòng),造成高新站F41和F51電能質(zhì)量事件的發(fā)生。

        針對(duì)科技園站F14世紀(jì)村線近期頻繁跳閘,建議供電局加強(qiáng)對(duì)該線路的巡視工作,及時(shí)排除故障隱患,減少線路再次跳閘,造成對(duì)其余線路客戶的影響。鑒于某科技公司近幾次電能質(zhì)量事件的發(fā)生,均是由于其余線路或客戶故障對(duì)其造成的影響,其承受電壓波動(dòng)能力不強(qiáng),建議該公司根據(jù)用電設(shè)備實(shí)際情況,重新整定其低壓保護(hù)設(shè)定時(shí)間,減少電壓波動(dòng)對(duì)其造成的影響。

        結(jié)語(yǔ)

        10kV配電網(wǎng)的維護(hù)技術(shù)的更新?lián)Q代是一條光明而曲折的路,在這條路上會(huì)出現(xiàn)很多難題與挑戰(zhàn),這個(gè)任務(wù)長(zhǎng)期而又艱巨,需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),不斷地進(jìn)行總結(jié)歸納。為實(shí)現(xiàn)自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展而進(jìn)行大膽革新,利用創(chuàng)新思維進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè),從而大踏步地走向科學(xué)高效的電網(wǎng)管理目標(biāo)。

        參考文獻(xiàn)

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