林建華
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶封開供電局,廣東肇慶 526500)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,大量的電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用,用電戶對(duì)電力的依賴越來(lái)越強(qiáng),對(duì)供電企業(yè)的供電可靠性及供電質(zhì)量提出更高的要求。配網(wǎng)供電可靠性是配網(wǎng)可靠供電的指標(biāo),直接反映了一個(gè)供電企業(yè)的電網(wǎng)狀況、管理水平。本文分析了10kV配電線路的易發(fā)故障和影響線路可靠性的因素,提出了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃、配電線路的維護(hù)及檢修措施,以提高10kV配電線路供電的可靠性。
10kV線路的常見(jiàn)故障原因有:自然災(zāi)害、外力破壞。屬于自然災(zāi)害的故障有雷擊、臺(tái)風(fēng)、洪澇、其它;屬于外力破壞的故障有施工作業(yè)、非施工碰撞、被盜、樹木影響、小動(dòng)物等。結(jié)合本單位近年來(lái)故障類型,自然災(zāi)害中雷擊為主要危害,外力破壞中樹木影響為主要危害。本文就重點(diǎn)對(duì)這兩類故障展開分析。
1.1.1 雷擊故障中多數(shù)表現(xiàn)為單相接地、相間短路、斷線等永久性故障
雷擊造成單相接地的主要原因:(1)雷擊造成單相接地,電氣設(shè)備遭到雷擊會(huì)出現(xiàn)單相擊穿,造成帶電設(shè)備絕緣損壞形成單相接地;(2)雷擊造成線路斷線,帶電導(dǎo)線跌落地面與大地接觸引起單相接地。
雷擊造成相間短路的主要原因:(1)同一線路同一地點(diǎn)運(yùn)行設(shè)備遭受雷擊,不同相之間絕緣損壞,經(jīng)由固定導(dǎo)線的橫擔(dān)、金具、電桿等導(dǎo)體間接接觸或直接接觸引起相間短路;(2)同一線路不同地點(diǎn)運(yùn)行設(shè)備遭受雷擊,不同相之間絕緣損壞,出現(xiàn)至少2處或以上落地點(diǎn),經(jīng)由固定導(dǎo)線的橫擔(dān)、金具、電桿、大地等導(dǎo)體間接接觸引起相間短路。
1.1.2 外力破壞故障中多數(shù)表現(xiàn)為單相接地、相間短路、斷線、倒桿等永久性故障
外力破壞造成單相接地的主要原因:(1)線路通道附近種植有高桿植物,如高大的竹子和桉樹等,如修剪不及時(shí)或遭遇大風(fēng)等極端天氣,不滿足安全距離的樹枝與帶電導(dǎo)線碰觸引起單相接地;(2)大風(fēng)天氣刮起的廣告牌、宣傳橫幅等異物搭接在帶電導(dǎo)體上,潮濕的異物接觸橫擔(dān)、金具、電桿等引起線路接地;(3)線路經(jīng)過(guò)在建的建筑物附近,施工人員隨意拋擲建筑廢料如小鐵線等導(dǎo)體,掛在導(dǎo)線上,在大風(fēng)天氣異物掛在導(dǎo)線上隨風(fēng)向移動(dòng)至固定導(dǎo)線的金具附近,接觸橫擔(dān)、電桿等導(dǎo)體引起單相接地。
外力破壞造成相間短路的主要原因:(1)同一地點(diǎn)線路通道附近種植有高桿植物,不滿足安全距離的樹枝壓在至少2相帶電導(dǎo)線上,引起不同相之間相間短路并接地;(2)同一線路不同地點(diǎn)線路通道附近種植有高桿植物,不滿足安全距離的樹枝碰觸不同相帶電導(dǎo)線,經(jīng)過(guò)大地回路,引起不同相之間接地并相間短路;(3)架空線路弧垂過(guò)大、導(dǎo)線松弛和導(dǎo)線間距偏小,當(dāng)導(dǎo)線大幅度擺動(dòng)發(fā)生碰線或擊穿空氣放電造成相間短路;(4)大風(fēng)天氣刮起的廣告牌、宣傳橫幅等異物搭接在帶電導(dǎo)體上,潮濕的異物接觸不同相之間,引起相間短路。
供電可靠性指標(biāo)的高低直接影響供電企業(yè)對(duì)用電戶持續(xù)供應(yīng)電力的能力,影響10kV線路供電可靠性的主要因素有:預(yù)安排停電、設(shè)備原因、自然災(zāi)害和運(yùn)行管理因素。
1.2.1 預(yù)安排停電
預(yù)安排停電指由于線路改造、新建或檢修而有組織、有計(jì)劃的停電。預(yù)安排停電主要是為了配合配網(wǎng)計(jì)劃施工、用戶工程、線路日常檢修、市政建設(shè)等工程預(yù)先安排的計(jì)劃性停電。預(yù)安排停電時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響著供電可靠性。
1.2.2 設(shè)備原因
10kV配電網(wǎng)的設(shè)備原因分為配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)原因和設(shè)備故障兩方面。
(1)配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)原因。10kV配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)原因主要有:1)電源結(jié)構(gòu)不合理,電源點(diǎn)結(jié)構(gòu)不完善,電源點(diǎn)少。10kV配網(wǎng)供電半徑過(guò)長(zhǎng),線路上所接變壓器數(shù)量過(guò)多,運(yùn)行不夠靈活,停電檢修或出現(xiàn)故障時(shí)造成線路大面積停電,影響用戶太多。2)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單一,主線三分段開關(guān)設(shè)置和線路環(huán)網(wǎng)率偏低,未能滿足穩(wěn)定運(yùn)行需求。一方面反映在線路分段開關(guān)及支線開關(guān)設(shè)置不合理,不能滿足故障處理快速定位及隔離故障點(diǎn)要求;另一方面反映在線路環(huán)網(wǎng)率建設(shè)滯后,未能滿足電網(wǎng)及負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì),在計(jì)劃?rùn)z修或故障停電時(shí)未能進(jìn)行有效的負(fù)荷轉(zhuǎn)供,縮小停電范圍,導(dǎo)致在計(jì)劃?rùn)z修或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)大面積停電。
(2)設(shè)備故障。常見(jiàn)的設(shè)備故障有:1)設(shè)備老化,設(shè)備超齡服役,運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使線路絕緣水平下降,未能定期進(jìn)行更換和校驗(yàn),或者設(shè)備受到污染形成污閃導(dǎo)致零序電壓,使某些絕緣體被擊穿形成接地故障。2)設(shè)備選型不對(duì)或不適應(yīng)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境,如有的設(shè)備不適用高海拔地區(qū)使用,有的設(shè)備不適用于高溫高濕環(huán)境使用。3)線路三相負(fù)荷分布不平衡,造成某相超負(fù)荷運(yùn)行,設(shè)備負(fù)荷過(guò)重,引起網(wǎng)絡(luò)中薄弱環(huán)節(jié)如開關(guān)接頭或?qū)Ь€接駁處接觸不良,過(guò)流能力不足形成過(guò)熱甚至熔斷等故障,最終出現(xiàn)缺相運(yùn)行情況,造成供電不正常。
1.2.3 自然災(zāi)害因素
臺(tái)風(fēng)、雷電、洪水、冰雪等自然災(zāi)害會(huì)嚴(yán)重影響到10kV配電網(wǎng)的運(yùn)行安全,如雷電擊中配電網(wǎng)會(huì)使絕緣子爆裂引起接地或相間短路,或引起開關(guān)過(guò)流跳閘,嚴(yán)重的甚至引起配電變壓器內(nèi)部絕緣損壞燒毀。根據(jù)多年來(lái)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,本單位轄區(qū)范圍因?qū)儆谏絽^(qū)丘陵地帶,雷害較為嚴(yán)重,其中每年的4-8月份為雷害集中期,10kV線路跳閘故障大部分為雷擊引起。而臺(tái)風(fēng)和洪水、冰雪危害程度更大,具有影響面積廣、影響設(shè)備多、破壞力較強(qiáng)等特點(diǎn),因本單位地處粵西北山區(qū)地帶,該類型自然災(zāi)害發(fā)生幾率較低,故本文不再深入探討。
1.2.4 運(yùn)行管理因素
設(shè)備運(yùn)行管理不到位,監(jiān)督手段缺失,或者運(yùn)維人員配置不合理,也是導(dǎo)致相關(guān)配電線路故障發(fā)生的一個(gè)重要原因。設(shè)備管理上不到位,對(duì)線路維護(hù)和檢修不當(dāng),將導(dǎo)致設(shè)備的隱患缺陷未能及時(shí)消除而升級(jí)發(fā)展,最終形成故障跳閘或設(shè)備損壞。監(jiān)督手段欠缺就有可能無(wú)法發(fā)現(xiàn)缺陷而致使缺陷長(zhǎng)期得不到處理而演變?yōu)楣收希瑢?dǎo)致配電設(shè)備停運(yùn)。
要提高10kV配電線路供電的可靠性,需要從管理和技術(shù)兩方面著手,重點(diǎn)要提升配網(wǎng)管理水平,對(duì)于如何提升10kV配電線路供電可靠性,本文提出以下建議措施:
2.1.1 編寫年度停電計(jì)劃
年末應(yīng)全面梳理下一年度全年各類施工停電計(jì)劃,精心謀劃,將涉及同一停電范圍內(nèi)的計(jì)劃盡可能安排在同一時(shí)間實(shí)施,避免同一設(shè)備重復(fù)停電。年度停電計(jì)劃應(yīng)在年中結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目實(shí)施情況進(jìn)行修編,提升年度停電計(jì)劃的可行性和執(zhí)行率。
2.1.2 合理修編月度停電計(jì)劃
年度停電計(jì)劃作為作為編寫月度停電計(jì)劃的依據(jù),月度停電計(jì)劃應(yīng)在年度停電計(jì)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行修編。在編寫月度停電計(jì)劃時(shí),應(yīng)充分考慮各施工任務(wù)所需時(shí)長(zhǎng)、工作量、工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度,結(jié)合本單位運(yùn)維操作人員操作所需時(shí)間、設(shè)備的地理環(huán)境、天氣等因素,合理安排停電起始時(shí)間。
2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)具備帶電作業(yè)條件的設(shè)備,應(yīng)優(yōu)先考慮帶電作業(yè)
所有施工項(xiàng)目必須優(yōu)先考慮帶電作業(yè),如現(xiàn)場(chǎng)確實(shí)無(wú)法帶電作業(yè)的,方可考慮列入停電計(jì)劃實(shí)施。近年來(lái)帶電作業(yè)技術(shù)逐漸成熟,目前帶電作業(yè)的方式不只限于輪式帶電作業(yè)車,還有更加便捷的履帶式帶電作業(yè)車、絕緣腳手架等帶電作業(yè)方式。輪式帶電作業(yè)車因無(wú)法到達(dá)山區(qū)大部分配電設(shè)備作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),雖然便利但具有一定的區(qū)域局限性;而履帶式帶電作業(yè)車、絕緣腳手架等帶電作業(yè)方式更加靈活,可應(yīng)用于大部分輪式車輛無(wú)法到達(dá)的場(chǎng)所,非常適合山區(qū)縣區(qū)局開展帶電作業(yè)任務(wù)。目前帶電作業(yè)可應(yīng)用于帶電更換避雷器、帶電修補(bǔ)導(dǎo)線、帶電拆火、帶電接火、帶電更換刀閘等,推行帶電作業(yè)意義非常巨大。推廣帶電工作應(yīng)用,可以大幅度減少用戶停電時(shí)間及影響范圍,極大地提高供電可靠性。
2.2.1 完善配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
利用國(guó)家加大對(duì)農(nóng)網(wǎng)改造力度的機(jī)會(huì),打造安全、可靠、穩(wěn)健電網(wǎng)。通過(guò)基建、技改、修理等各類項(xiàng)目對(duì)存在隱患、殘舊、薄弱的電網(wǎng)進(jìn)行改造,解決配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理問(wèn)題。首先必須從規(guī)劃入手,了解電網(wǎng)現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀況,針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行有深度、有目標(biāo)的電網(wǎng)規(guī)劃。并扭轉(zhuǎn)規(guī)劃思路,由問(wèn)題導(dǎo)向轉(zhuǎn)為目標(biāo)導(dǎo)向,改變以往“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”被動(dòng)的規(guī)劃思路,重點(diǎn)完善電網(wǎng)架構(gòu),加快配電網(wǎng)的建設(shè)速度,促進(jìn)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造。同時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況考慮線路分段開關(guān)特別是自動(dòng)化開關(guān)的設(shè)置,進(jìn)一步提升配網(wǎng)自動(dòng)化及智能水平,實(shí)現(xiàn)快速隔離故障,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制操作,能在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的正常供電。從而在停電檢修或故障停電時(shí),有效減少影響用戶數(shù),縮小停電影響范圍,并且在轉(zhuǎn)供電時(shí)可以為更多用戶提供持續(xù)的電力供應(yīng)。如本單位2017年實(shí)施的基建項(xiàng)目21個(gè),其中線路項(xiàng)目12個(gè);修理項(xiàng)目4個(gè),其中線路項(xiàng)目2個(gè),大部分為改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目。項(xiàng)目實(shí)施后,本單位10kV公用線路將由目前的5回路增加至10回路,環(huán)網(wǎng)率、可轉(zhuǎn)供率將由目前的40%增加至100%,大大提高了電壓質(zhì)量及供電可靠性。
2.2.2 選用成熟可靠的設(shè)備,提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性
選用成熟可靠的設(shè)備,降低設(shè)備故障率,可有效提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。謹(jǐn)慎選用新型設(shè)備或新型材料,在新型設(shè)備或新型材料未經(jīng)過(guò)運(yùn)行驗(yàn)證是否可靠時(shí),建議先小范圍試點(diǎn),且不應(yīng)應(yīng)用在重要負(fù)荷或接入用戶數(shù)較多的配網(wǎng)主干線。對(duì)于不成熟的產(chǎn)品,在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)慎之又慎。
加強(qiáng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)設(shè)備選型及采購(gòu)環(huán)節(jié)安全質(zhì)量管理,明確設(shè)備質(zhì)量要求和性能指標(biāo),重要的設(shè)備要預(yù)留足夠的安全裕度。優(yōu)先選用成熟、可靠的設(shè)備,嚴(yán)防劣質(zhì)設(shè)備中標(biāo),對(duì)不符合技術(shù)規(guī)定和質(zhì)量要求的設(shè)備不予使用。
2.2.3 嚴(yán)把質(zhì)量驗(yàn)收關(guān),杜絕帶缺陷的設(shè)備投入運(yùn)行
做好電力設(shè)備的驗(yàn)收管理工作,確保設(shè)備安全穩(wěn)定投入運(yùn)行。運(yùn)行單位應(yīng)全程參與對(duì)所轄設(shè)備的改造項(xiàng)目的工程驗(yàn)收工作,嚴(yán)格按照相關(guān)驗(yàn)收規(guī)程對(duì)工程進(jìn)行有深度的驗(yàn)收,嚴(yán)禁新設(shè)備帶缺陷投入運(yùn)行。
2.3.1 提高線路抗雷擊能力
采取如下措施可加強(qiáng)線路的防雷能力:(1)在雷電密集區(qū)域,桿塔絕緣子應(yīng)全部更換為防雷絕緣子,并合理選擇線路避雷器安裝地點(diǎn),安裝防雷絕緣子,能有效防止雷擊損壞絕緣子引起的接地及跳閘故障。(2)采用瓷橫擔(dān)提高線路的抗雷能力,能有效地減少線路的雷擊幾率。(3)對(duì)運(yùn)行超過(guò)3年的避雷器應(yīng)安排預(yù)試,對(duì)于不合格的進(jìn)行更換;運(yùn)行超過(guò)5年的,應(yīng)通過(guò)年度計(jì)劃逐步進(jìn)行輪換改造。
2.3.2 促進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用
為提高供電的可靠性,對(duì)于新建設(shè)的線路和電源,采用可靠性較高的設(shè)備和采用新技術(shù)施工。(1)推行配網(wǎng)自動(dòng)化,安裝自動(dòng)化斷路器,有重合閘功能的應(yīng)投入重合閘,可在設(shè)備遭受雷擊過(guò)流跳閘后數(shù)秒鐘(重合閘時(shí)間可調(diào))內(nèi)重新合閘送電。(2)在運(yùn)行或新建的配電線路安裝帶通訊功能的故障指示器,在故障發(fā)生后能自動(dòng)觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至定位系統(tǒng),可以在最短的時(shí)間內(nèi)定位故障點(diǎn)。
2.3.3 改善線路運(yùn)行環(huán)境
近年來(lái)本單位轄區(qū)內(nèi)配電線路通道附近不斷有業(yè)主新種植速生桉樹等高桿植物,嚴(yán)重威脅到線路運(yùn)行的安全。對(duì)于新種植的高桿植物,可通過(guò)發(fā)放隱患整改通知書給業(yè)主要求移植或修剪、砍伐。對(duì)規(guī)程規(guī)定的線路通道范圍內(nèi)的樹障,可以通過(guò)及時(shí)砍伐來(lái)控制。對(duì)于新建或改建的架空線路,樹障黑點(diǎn)線段考慮采用15米水泥電桿進(jìn)行架設(shè),或采用絕緣導(dǎo)線,以防在投運(yùn)后日常清障過(guò)程中及臺(tái)風(fēng)天氣等極端情況下高桿植物碰觸帶電導(dǎo)線引起設(shè)備故障或人身危害。建議在絕緣導(dǎo)線段適當(dāng)考慮安裝線路避雷器,以滿足防雷要求。
(1)加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)的管理,首先要做好運(yùn)維人員的管理,要根據(jù)《配電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)程》的具體要求,制定詳細(xì)的考核細(xì)則并加以實(shí)施,嚴(yán)格考核,以消除運(yùn)維人員的懈怠思想;其次是明確設(shè)備責(zé)任人,簽訂責(zé)任書。做好設(shè)備運(yùn)維工作,認(rèn)真落實(shí)上級(jí)下達(dá)的各項(xiàng)工作任務(wù),做到每項(xiàng)工作、每個(gè)設(shè)備有人負(fù)責(zé),有人跟蹤。做好對(duì)線路的巡查工作,定期檢查電力設(shè)備和供電線路的運(yùn)行狀況,按時(shí)按質(zhì)地做好線路的巡視維護(hù)工作。
(2)配網(wǎng)管理人員要嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)規(guī)范,精細(xì)化開展日常設(shè)備管理,收集原始資料,通過(guò)分析原始資料找出配電網(wǎng)的運(yùn)行缺陷和故障發(fā)生的規(guī)律,并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況及設(shè)備改造情況,定期開展設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,制定有效的防范措施。修編本單位降低10kV中壓線路故障率方案,制定一線一方案,跟蹤落實(shí)情況。
(3)對(duì)10kV配電線路采取預(yù)防措施,每月視運(yùn)行狀況修剪、清理線路通道兩旁的樹木,確保線路通道的水平安全距離;整改質(zhì)量不滿足要求的線路,更換不合格的線路金具;檢查線路是否存在弧垂過(guò)大、線間距偏小,如有必要及時(shí)調(diào)整;檢查桿塔基礎(chǔ),檢查桿塔本體是否破壞,進(jìn)行加強(qiáng)和加固;做好設(shè)備預(yù)試及輪換工作,對(duì)于預(yù)試不合格的設(shè)備應(yīng)及時(shí)安排輪換。
(4)大力推廣無(wú)人機(jī)應(yīng)用于配網(wǎng)運(yùn)維工作,采用“人巡+機(jī)巡”的巡視模式,充分利用無(wú)人機(jī)開展巡視及拍照,并記錄每基桿塔的經(jīng)緯度。替代以往靠人步行巡視,一方面大大提高了工作效率及巡視質(zhì)量,另一方面大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,有效地解決了因人員配置不足引起巡視強(qiáng)度大的問(wèn)題,另一方面解決了以往山高路險(xiǎn)難以巡視到位的問(wèn)題。無(wú)人機(jī)還可以應(yīng)用到故障查找工作中,在故障跳閘后,通過(guò)初步排查,對(duì)有故障的線段進(jìn)行飛行巡視,能快速查找故障點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)快速定位、隔離故障點(diǎn),大大減少故障查找及故障停電時(shí)間。同時(shí)充分利用無(wú)人機(jī)航拍照片進(jìn)行設(shè)備健康狀況診斷,編寫《10kV線路巡視報(bào)告》。巡視報(bào)告內(nèi)應(yīng)包含缺陷明細(xì)、缺陷照片等支撐材料,并提出整改建議,跟蹤整改情況,并對(duì)巡視報(bào)告進(jìn)行滾動(dòng)更新。
(5)做好應(yīng)對(duì)各種自然災(zāi)害的應(yīng)急處置方案。堅(jiān)持把保障電力供應(yīng),最大限度地預(yù)防和減少因突發(fā)事件造成的長(zhǎng)時(shí)間、大面積拉閘限電,確保居民生活和重要單位用電作為首要任務(wù)。平時(shí)要做好對(duì)自然災(zāi)害的應(yīng)急處置方案,減少人身事故和設(shè)備事故。應(yīng)急處置方案應(yīng)堅(jiān)持“以人為本,預(yù)防為主,全力搶修”的基本原則,針對(duì)臺(tái)風(fēng)及汛期災(zāi)害等自然災(zāi)害,結(jié)合轄區(qū)內(nèi)設(shè)備情況進(jìn)行修編,同時(shí)要修編《快速?gòu)?fù)電應(yīng)急處置方案》,明確復(fù)電分工及責(zé)任人。管理人員應(yīng)及時(shí)了解天氣動(dòng)態(tài),隨時(shí)做好搶險(xiǎn)救災(zāi)準(zhǔn)備。
提高配網(wǎng)供電可靠性,不僅可以減少停電損失,還能提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)配電線路運(yùn)行情況進(jìn)行深入分析,根據(jù)配網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況和特點(diǎn),找出配電線路管理的薄弱環(huán)節(jié),總結(jié)規(guī)律,有針對(duì)性地加強(qiáng)預(yù)防,優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò),確保配電線路安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。