龍俊伍

國網(wǎng)湖南電力有限公司郴州供電分公司 湖南郴州 423000

電纜線路入地改造，不僅可以美化城市、整潔街道，而且可以減少故障停電概率，有利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和多供少損[1]。以10kV高螺線為例，大多數(shù)架空線路入地后均會增加數(shù)個電纜分支箱，且各分支線路也均為電纜線路，高螺線供電用戶均為城市居民用電，在實際工作中，經(jīng)常出現(xiàn)高螺線瞬時故障跳閘后，進(jìn)行試送電時斷路器速斷保護(hù)動作跳閘，經(jīng)過線路巡視卻未發(fā)現(xiàn)短路故障點，而在切除部分支線后，就可送電正常。為此對此種線路進(jìn)行分析，得出10kV高螺線接電纜分支線路增加后，線路送電時各電纜線路形成的電容充電突變電流疊加在一起，超過速斷保護(hù)整定值，從而造成斷路器速斷保護(hù)動作跳閘[2]，本文就是從理論上論證造成多電纜分支的電纜線路跳閘后試送時仍速斷跳閘的原因，并提出行之有效的防范措施及解決辦法，以供參考。

1 10kV高螺線送電時電容電流計算

1.1 簡要接線

圖1 簡化線路模型

1.2 線路阻抗計算及電路簡化電路圖

圖2 簡化等值電路

1.3 設(shè)備參數(shù)

由上可知：各支路阻抗僅有電阻和容抗部分，電路可以簡化成簡單的RC電路，如圖3所示。

將三條支路簡化為一條支路：

由：

圖3 簡化RC電路圖

2 10kV高螺線送電速斷跳閘原因分析

由上可知：將10kV高螺線簡化為RC電路后，可以清楚的看出，在線路送電前，線路的電容沒有儲能，送電前的RC電路是零狀態(tài)，一旦線路送電，可將線路的RC電路看作零狀態(tài)響應(yīng)。根據(jù)換路定律，電容電壓不能突變（電容電流可以突變）。

零狀態(tài)響應(yīng)電容電壓方程為：

因此只要高螺線斷路器送電時，遇到系統(tǒng)電源的初始相角φ0≥1．5°，高螺線的電容充電電流就會大于600A，速斷保護(hù)就會動作跳閘?，F(xiàn)實中斷路器合閘時，電源在一個周期內(nèi)相角小于1．5°的幾率幾乎為零，也就是說現(xiàn)實中任一時刻合閘送電，線路突變的電容電流均大于600A，亦即高螺線一送電就會速斷跳閘。

3 防范措施及解決辦法

從以上的分析計算，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，我們可以采取優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化用戶接入方式、優(yōu)化保護(hù)定值整定計算以及優(yōu)化線路送電方式等措施，有效避免配電網(wǎng)多分支電纜線路送電時引起速斷保護(hù)動作跳閘這一現(xiàn)象。

3.1 增加速斷保護(hù)動作延時

為了讓速斷保護(hù)動作整定值躲過突變電容電流的充電峰值，我們可以考慮為速斷保護(hù)增加一個動作延時，因為任一合閘瞬間，就決定了φ0值，所以斷路器一合閘，就是一個固定值，因而將Us看作一個常數(shù)，則電容電壓方程：

其中Us為常數(shù)：

Im取決于合閘瞬間φ0值。

在零時刻，電容電流突變達(dá)到充電峰值，該值取決于電源合閘瞬間φ0值。按照指數(shù)變化規(guī)律，電容電流達(dá)到平穩(wěn)的狀態(tài)需要3τ-5τ的時間。若斷路器速斷保護(hù)的動作時間大于5τ，即可躲過突變電容電流的充電峰值而不引起跳閘。

因此在線路斷路器速斷保護(hù)加一個動作延時，為了整定方便取0．1s（在微機(jī)保護(hù)中可以實現(xiàn)）?？刹扇【€路送電時，速斷保護(hù)增加0．1s延時，正常后退出的方法，即可躲過突變電容電流的充電峰值，從而達(dá)到線路送電時不引起速斷保護(hù)動作跳閘的目的[3]。

3.2 采取各分支線路分段送電

我們在分析時將各支路統(tǒng)一考慮，同樣我們可以采取拉開各分支線路，先送主線路，再一一送分支線路來分析，則電容充電電流均小于速斷保護(hù)整定值而不會引起斷路器跳閘（這里就不再列出計算過程），但是采取此種辦法有個弊端，首先高灣變?yōu)闊o人值班變電站，雖然站內(nèi)斷路器的分合閘可以進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控操作，但線路上的分支斷路器均不具備遙控功能，要切除或試送分支線路，需派人到線路上手動操作，需要付出較高的人工成本；其次，高螺線供電用戶均為城市居民生活和商業(yè)用電，跳閘后須盡快恢復(fù)正常供電，而采取此種辦法將導(dǎo)致供電用戶停電時間較長，影響用戶滿意度。

3.3 在線路上串接電感或電阻

根據(jù)環(huán)路定律，電感電流不能突變，當(dāng)線路上串接的電感達(dá)到一定值時，可將電容電流充電峰值限制在速斷保護(hù)整定值以內(nèi)。而串接電阻也可以起到減小電容電流充電峰值的作用，根據(jù)Im＝Us/R，當(dāng)R取得足夠大時，電容電流充電峰值將小于速斷保護(hù)整定值，但是串接電阻長期投入會大大增加線損，所以條件允許的話最好采取電阻自投方式，在斷路器合閘送電正常后自動退出。

3.4 線路中減少并聯(lián)電纜支路數(shù)量

經(jīng)理論分析，電纜并聯(lián)支路數(shù)越多，電容充電電流的峰值越大，當(dāng)電纜的并聯(lián)支路數(shù)減少到速斷保護(hù)整定值以內(nèi)，就可以避免線路無故障而斷路器跳閘的情況，這就需要電力規(guī)劃部門在規(guī)劃設(shè)計階段，充分論證線路架設(shè)的合理性和可行性，電力營銷部門在新用戶接入時充分考慮用戶的接入方式，盡量避免多電纜分支線路。城市在日新月異地飛速發(fā)展，新接用戶必然會越來越多，如何安排用戶接入、如何安排線路架設(shè)方式都是我們應(yīng)該考慮的問題，目的都是為了更好的為用戶提供安全、經(jīng)濟(jì)、可靠供電。

3.5 適當(dāng)增大速斷保護(hù)整定值

增大速斷保護(hù)整定值會縮小線路保護(hù)范圍，經(jīng)核算在保護(hù)范圍縮小的允許范圍內(nèi)增大速斷保護(hù)動作值，躲過線路電容電流充電峰值，從而避免線路無故障而斷路器跳閘的情況，這種方法不需要增加設(shè)備即可實現(xiàn)，是比較可取的方法。繼電保護(hù)整定人員在對新接入用戶的線路進(jìn)行保護(hù)定值核算時，可以從這方面考慮速斷保護(hù)定值的整定計算，即在不影響繼電保護(hù)靈敏性的前提下適當(dāng)增大速斷保護(hù)整定值，有效避免上述情況的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

在目前的實際情況中，配電網(wǎng)多分支電纜線路瞬時故障后試送電多采取分支線路分段送電的方法，按此方法有個不可避免的弊端，那就是線路上的分支斷路器均不具備遙控功能，要切除或試送分支線路，需派人到線路上手動操作，需要付出較高的人工成本，同時也導(dǎo)致供電用戶停電時間較長，影響用戶的滿意度，而其他方法受技術(shù)規(guī)范的約束和電網(wǎng)現(xiàn)狀的制約，綜上所述，建議在配電網(wǎng)電纜線路規(guī)劃設(shè)計時，可考慮第3．3及3．5方法的應(yīng)用。