田 野

（國網(wǎng)天津電力寧河供電分公司）

0 引言

在城市電網(wǎng)建設(shè)過程中，10kV配網(wǎng)一直都是其中的重點(diǎn)內(nèi)容，也是支撐城市供電的關(guān)鍵所在，必須要定期開展運(yùn)檢工作。帶電作業(yè)是近幾年來提出的一項(xiàng)全新技術(shù)手段，可以在保證穩(wěn)定供電的基礎(chǔ)上，展開相應(yīng)的維修工作，也是目前輸配電領(lǐng)域內(nèi)的重要課題。變壓器作為核心設(shè)備，通過10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)更換變壓器優(yōu)勢突出，還需要對具體技術(shù)展開深層次的探討。

1 10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)發(fā)展概述

近幾年來，為了規(guī)避因停電引發(fā)的大規(guī)模配網(wǎng)調(diào)度、倒閘、掛接地線等作業(yè)，配網(wǎng)運(yùn)行中選擇以帶電作業(yè)的方式開展工作，以此來提高電網(wǎng)的安全性，規(guī)避重復(fù)斷電、延時(shí)送電等問題，將配網(wǎng)業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)降至最低。從目前情況來看，很多公司都組建了配網(wǎng)帶電作業(yè)小組，以求推動(dòng)配電網(wǎng)帶電作業(yè)的質(zhì)量升級(jí)，以達(dá)到高質(zhì)量的服務(wù)與安全要求，不僅如此，還有一部分電力企業(yè)成立了管理隊(duì)伍，對全市范圍內(nèi)的配電網(wǎng)帶電作業(yè)展開專項(xiàng)管理。在10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)中，會(huì)應(yīng)用到絕緣斗臂車、負(fù)載轉(zhuǎn)運(yùn)車、倉庫車等機(jī)械設(shè)備。根據(jù)對某市電力企業(yè)的不完全統(tǒng)計(jì)，僅2022年全年全市累計(jì)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)帶電操作8985起，較2021年增長64.85%，額外供電4.4781×108kW·h，實(shí)現(xiàn)直接收入3347余萬元。

從目前10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)開展的工作情況來看，其內(nèi)容主要表現(xiàn)為以下四個(gè)方面：一是對電線進(jìn)行帶電檢修，對隔離棒進(jìn)行操縱和割接；二是常規(guī)操作程序，例如關(guān)閉電力供應(yīng)和替換絕緣體，這通常由隔離手套的工作方式所決定；三是比較繁重的工作，如架設(shè)、拆卸等；四是大型設(shè)備的安裝及更換，例如有電源的轉(zhuǎn)換器和分流器的更換等。受地區(qū)用戶需求、配網(wǎng)建設(shè)需求及人力設(shè)備建設(shè)程度等方面的影響，變壓器更換儼然成為主要實(shí)施內(nèi)容。不僅如此，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃及國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展動(dòng)向，10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)技術(shù)分析

旁路帶電作業(yè)是在供電過程中，用一臺(tái)旁路裝置代替原來的裝置，向用戶供電，保證供電時(shí)不會(huì)出現(xiàn)斷電或暫時(shí)斷電，進(jìn)而便于相應(yīng)的工作人員展開檢修工作。當(dāng)某一配網(wǎng)發(fā)生了故障，需要檢修或改造時(shí)，通過旁路開關(guān)、旁路電纜、旁路變壓器以及某些專門的設(shè)備，完成旁路帶電作業(yè)工作，確保該配網(wǎng)電能能夠穩(wěn)定地供給，同時(shí)將要更換的線路段分離出來，并在設(shè)備替換的過程中進(jìn)行不間斷供電［1］。該工作模式的最大特色在于保證了不間斷的客戶端電力供應(yīng)，防止了計(jì)劃外停電的發(fā)生，從而提升了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，也是目前世界上最先進(jìn)的配電網(wǎng)帶電技術(shù)的發(fā)展趨勢。與常規(guī)的帶電運(yùn)行相比，其是一種專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)含量高的作業(yè)，從整體上看，它對作業(yè)方案的編制、作業(yè)組織、作業(yè)配合都有著很高的要求，從個(gè)體角度來看，需要具備較高的安全性能、適配性和智能化水平。

3 10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)注意要點(diǎn)

第一，人力安全問題。在進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，操作人員處在交流工頻磁場中，如果工人的身體是一個(gè)導(dǎo)線，接近帶電的電線或設(shè)備時(shí)，靜電感應(yīng)會(huì)將一定量的電荷集中在身體表面，從而使工人處在一定的電位上，即產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓。此時(shí)，如果人體的手臂、肩膀等部位與接地體接觸，積累在人體內(nèi)的電荷將會(huì)向接地體釋放，釋放出的電流超過1mA的最大感應(yīng)電壓時(shí)，人體就會(huì)出現(xiàn)麻痹的癥狀。同樣，在人體與物體接觸時(shí)，由于自身與物體接觸時(shí)所產(chǎn)生的電壓不同，也會(huì)產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移，造成放電。一旦電流過大，會(huì)導(dǎo)致工人精神恍惚、呼吸困難，甚至死亡。

第二，過電壓問題。在進(jìn)行10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)時(shí)，不僅要考慮系統(tǒng)的工作電壓，還要考慮到系統(tǒng)的過電壓和過電壓的影響。按照與帶電作業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)要求，在遇到雷、雨等較壞的天氣時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行帶電作業(yè)，因此，本文僅分析了正常工作電壓和內(nèi)部過電壓對作業(yè)安全的影響。臨時(shí)過電壓包括工頻電壓升高和振蕩過電壓［2］。操作過電壓主要有間歇電弧接地過電壓、開斷電感或電容性負(fù)載過電壓、合閘空載線路產(chǎn)生的過電壓、系統(tǒng)解列過電壓等，是確定配網(wǎng)帶電作業(yè)各類安全距離的重要依據(jù)。因此，在不停電的情況下，為了保證10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)的安全，應(yīng)該著重對怎樣避免在工作中過電壓對人員、設(shè)備和電網(wǎng)造成的傷害進(jìn)行深入探討。

第三，電容電流。由于導(dǎo)線和接地線之間存在著電容器，因此，在進(jìn)行作業(yè)前，需要對導(dǎo)線的電容器進(jìn)行測試，并根據(jù)測試的結(jié)果選擇合適的滅弧劑，從而保證作業(yè)的安全。當(dāng)實(shí)施旁路時(shí)，必須采用高壓軟質(zhì)電纜或絕緣導(dǎo)線構(gòu)成旁路，或?qū)⑵渑c旁路裝置相連，即搭接一條無負(fù)載的導(dǎo)線，并對其所對應(yīng)的電容電流進(jìn)行校核。在小設(shè)備的旁通作業(yè)中，如更換開關(guān)、斷開負(fù)載等，通常采用1.5～3m的絕緣電線。但由于其相位差和無功功率較小，故可采用直接疊加的方式。而旁路軟線則更多的是在旁路項(xiàng)目中使用，它們之間的距離通常在200～300m，并且要考慮其承載能力［3］。

第四，外界環(huán)境。在進(jìn)行配網(wǎng)帶電作業(yè)時(shí)，要有好的氣象條件，在雷、雨、雪、大霧的情況下，不應(yīng)進(jìn)行帶電性作業(yè)。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件而必須在惡劣氣象條件下進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，必須根據(jù)現(xiàn)場的勘查結(jié)果，并結(jié)合氣象、施工條件等有關(guān)情況，集合帶電作業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員，討論有關(guān)的工作方案，制定詳細(xì)、可靠、全面的安全技術(shù)方案和組織方案，經(jīng)單位分管領(lǐng)導(dǎo)或總工程師批準(zhǔn)后方可實(shí)施。在作業(yè)過程中，如果發(fā)生了氣候條件從好到差，可能危及作業(yè)人員、設(shè)備或電網(wǎng)安全的情形，應(yīng)當(dāng)在保證人員安全的前提下，對設(shè)備采取適當(dāng)?shù)墓潭?、防潮等措施，等到氣候條件達(dá)到要求后，再進(jìn)行作業(yè)。

第五，重合閘問題。重合閘屬于繼電保護(hù)的一種，它是一種可以防止系統(tǒng)故障擴(kuò)大、消除瞬時(shí)故障、減少事故停電的行之有效的措施。對于配網(wǎng)中因樹枝擺動(dòng)、大風(fēng)吹斷電線等引起的臨時(shí)短路，當(dāng)保護(hù)開關(guān)跳閘后，重合閘動(dòng)作，然后關(guān)掉。如果引起臨時(shí)故障的原因被排除，線路重新恢復(fù)了，那么重合閘就是成功的；如果仍然是導(dǎo)致該故障的原因，那么將使得該開關(guān)再次跳出，該重合閘再次動(dòng)作，直至達(dá)到該保護(hù)設(shè)置的操作次數(shù)后，該重合閘才會(huì)終止，但開關(guān)仍然是關(guān)閉的。整個(gè)過程中每一次的斷路，都會(huì)造成操作的過電壓。

4 10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)應(yīng)用分析

4.1 案例概述

由前文可知，10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)作為一種新型帶電作業(yè)技術(shù)，將其應(yīng)用在變壓器更換中優(yōu)勢突出，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，還有很多細(xì)節(jié)上需要注意的問題，以此確保帶電作業(yè)的安全性。以某城市的變壓器更換項(xiàng)目為例，表1為該地區(qū)系統(tǒng)供電負(fù)荷情況，表2為變壓器更換后可靠性提高結(jié)果，變壓器更換的具體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖所示。在實(shí)際操作過程中，具體的工作流程如下：首先，將待更換的變壓器與移動(dòng)箱變車并行運(yùn)行；其次，將待更換的變壓器與電網(wǎng)解列；再次，將舊的變壓器拆除，安裝新的變壓器，并與移動(dòng)箱變車并聯(lián)；最后，將移動(dòng)箱變車與電網(wǎng)解列，新的變壓器能夠獨(dú)立可靠地運(yùn)行，從而真正地達(dá)到了全程不停電的情況下對變壓器進(jìn)行更換。在整個(gè)過程中，實(shí)現(xiàn)了變壓器的并列和解列，從10kV架空線路或環(huán)網(wǎng)柜的臨時(shí)取電，實(shí)現(xiàn)了不停電作業(yè)。運(yùn)用到了變頻調(diào)速器、高壓機(jī)箱、低壓機(jī)箱、控制系統(tǒng)、旁路高低壓電纜、可迅速插入的接頭、密閉座艙、接地網(wǎng)、支承系統(tǒng)等配件，將負(fù)載轉(zhuǎn)運(yùn)小車、帶電作業(yè)小車、旁路軟線、接地線布設(shè)于合適位置。在此基礎(chǔ)上，將旁路軟電纜與負(fù)荷轉(zhuǎn)運(yùn)車輛之間的電源連接起來，借助旁路系統(tǒng)將電氣連接至一條高架橋線，關(guān)閉所需更換的變壓器電源，由此在大電流下完成更換，去除所述旁路設(shè)備。

表1 系統(tǒng)供電負(fù)荷情況

表2 供電可靠性指標(biāo)提升結(jié)果

圖IEEE-13節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2 案例分析

通過高架帶電作業(yè)，使活動(dòng)箱變與高架變電所交叉，高架變電所負(fù)荷完成后，可使高架變電所停止工作，進(jìn)行檢修或替換。當(dāng)箱式變壓器發(fā)生故障時(shí)，可以通過轉(zhuǎn)換電纜箱將它的進(jìn)線電纜連接到所述移動(dòng)式變壓器的進(jìn)線電纜，并且將所述移動(dòng)式變壓器的低電壓輸出電纜連接到所述客戶或所述客戶的高電壓輸出終端，由此利用所述移動(dòng)式變壓器的臨時(shí)供電，并修理或更換已經(jīng)停止工作的箱變。用移動(dòng)式變車上的高電壓開關(guān)作為斷路器，并與旁路電纜及其附屬裝置相連，組成一個(gè)暫時(shí)的旁路供電系統(tǒng)，用于對發(fā)生了故障或者需要檢修的線路進(jìn)行連接，以達(dá)到使旁路電纜不間斷運(yùn)行的目的。在高壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)檢修、更換等情況下，通過旁路電纜系統(tǒng)，將一定長度的臨時(shí)性旁路電源線路連接至檢修或出現(xiàn)故障的線段，并與機(jī)箱變電站的高壓柜體連接，構(gòu)成一個(gè)旁路電源不間斷的操作系統(tǒng)。10kV配網(wǎng)旁路帶電作業(yè)應(yīng)用需要遵循以下兩個(gè)條件，各變壓器初級(jí)端的標(biāo)稱電壓相同，即各變壓器的變化量相同；各變壓器均為相同的連接組號(hào)，且短路阻抗相等。

5 結(jié)束語

綜上所述，旁路不停電運(yùn)行方式在配電網(wǎng)架空線路維護(hù)中具有廣泛的應(yīng)用潛力，其原則上可協(xié)助完成多種方式的架空線路維護(hù)以及部分符合接線條件的電纜線路維護(hù)。