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摘 要:电网日益发展,负荷增长飞速,配网稳定运行要求提高。本文以城区10kV配电网络作为研究对象,从该地区常见故障入手,对故障进行分析,针对性的提出应对方案,减少故障次数,提高供电质量,维护电网稳定运行。
随着改革开放的不断加快和加深,苏州城区已经形成了以古城为中心,苏州工业园区、和苏州高新区为带动,吴中区和相中区日益崛起的一个齐头并进快速发展活力城市,经济持续的发展,也给用电带来了高要求。据统计,最近几年苏州的供电量每年都保持者10％左右的增长,在2011年苏州电网负荷突破1600万千瓦,而在2012将预计将达到1800万千瓦左右。电力主网用电需求如此之大,城市配网所承受的压力因此也是日益艰巨,对配网稳定运行的要求也是越来越高。本文针对苏州地区常见故障进行分析总结,并提出建议,避免或减少故障发生可能,提高配网运行水平。
1配网现状
苏州市区电网在马不停蹄的建设当中,截至到2011年12月底,220kV变电站21座,110kV变电站91座,35kV变电站16座,配网出线1956条次,其中10kV出线1490条次,20kV出线305条次,35kV出线161条次,配网开闭所(配电所、环网室)3375座。2011年苏州市区配网线路供发生故障329起,故障主要为线路短路跳闸以及线路接地故障。这其中短路204起,接地125起。
2故障分析总结
线路单相接地故障:我国35kV及以下电力网为非直接接地电力网。在中性点非直接接地系统发生单相接地时,故障点电流很小,仅相电压发生畸变,中性点位移,而线电压不变,对负荷的供电没有影响,允许带接地点运行1h～2h,但不允许长期对外供电。单相接地对电力网有以下几个方面的影响。
(1)在系统发生单相接地故障后,非故障相对地电压将升高倍,接地点的间歇性电弧可能在电网中引起过电压,使非故障相的绝缘薄弱地点发生第二个接地点,造成相间短路。
(2)系统发生单相接地故障后,由于网络运行参数产生变化,如有偶然因素激发(如故障线路负荷侧发生断线等),将在系统中引发铁磁谐振,严重危害系统的安全运行。
(3)单相接地故障会影响用户的正常供电。更据《苏州电力系统调度规程》第281条规定:“35kV及以下系统发生单相直接接地的线路,其最长允许运行时间不得超过2h(时间从发生单相接地时算起),逾时应将该线路退出运行”。而发生永久性单相接地故障以后,会有90％以上的可能在2h内不能消除,需要对用户停电查找接地点。平均每次接地故障对用户停电近3h,严重影响了用户的生产和生活用电。
(4)单相接地影响配电系统供电可靠率和企业效益。发生单相接地故障后,需要较长时间对故障现象进行分析判断和处理,严重影响了配电系统应有的供电可靠率,也直接导致供电企业的经济效益和社会效益下降。
引起单相接地故障原因:主要有以下几方面,用户设备内部故障;线路遭受为了破环,入挖土机,吊车,人为原因等;树木、杂物引发的故障(尤其在雷雨和大风季节);设备老化引起的故障。在这些原因当中,许多都具有地方特色,如苏州进入夏季雷雨台风频繁,每当此时就会许多瞬即接地或者永久接地;还有苏州现在大力地铁建设,工地较多,常常会出线因为施工而引起的接地;再者苏州地区有放风筝、孔明灯、烟火等风俗,每到此时,也是出线接地故障的高发期,最后苏州工业园区建设已经有十多年,该区的电缆也大多老化,一旦发生接地故障,根据事后原因分析都是电缆老化引起。
引起单相接地故障原因如下。
(1)设备载流部分的绝缘损坏,这种损坏可能是由于设备长期运行、自然老化,或由于设备本身不合格,绝缘强度不够而被正常电压击穿,或设备绝缘正常而被雷电过电压击穿,或者是设备绝缘受到外力损伤。
(2)线路施工质量存在不足,如电杆基础不实,应装设拉线处未装设拉线或者拉线松弛等引起杆基下沉、电杆倾斜等造成短路接地故障,又如施工中存在引线、线夹、刀闸连接处不够牢固,运行一段时间后,因烧损引发线路故障。
(3)操作人员由于未遵守安全操作规程而发生误操作,或者误将较低电压的设备接入较高电压的电路中,也可能造成短路。
(4)外力破坏,如鸟兽跨越在裸露的相线间或相线与接地物体之间,或咬坏设备导线绝缘而造成短路,如放风筝、向空中乱抛杂物落在线路上引发短路或接地,如雷害及大风大雨等自然灾害引发线路故障,如机动车碰撞电杆,造成电杆倾斜或倒杆引发短路。
3解决问题
通过对线路故障跳闸原因的分类研究发现,恶劣天气下,10kV线路故障跳闸多属瞬时故障,直接通过强送恢复的概率较高。据此,当恶劣天气导致多条线路集中相继故障时,在确保人身、电网、设备安全的前提下,可采取对故障跳闸线路强送的办法来鉴别瞬时故障,加快故障处理速度,及早恢复对用户供电。具体措施如下:在恶劣天气情况下,若在短时间内发生多条10kV线路故障跳闸(重合不成),当班调度员可根据监控反映的信息,不经现场检查故障线路和相关变电设备情况,直接发令对故障线路强送一次。若线路试送成功,但发生单相接地,应立即自行拉停该线路,并报当班调度员。强送不成的线路通知抢修班巡线。从实际操作来看,大多数情况是瞬时故障,抢修班可以有针对性寻找强送不成的线路,大大提高了供电可靠率。
一般线路故障,从性质上分不外乎接地(这里指的是单相接地)、相间短路(包括雷击造成的相间短路、外在导电体或者半导电体造成的相间短路、设备绝缘降低造成的相间短路)、接地相间短路三种形式。但是根据电网保护的功能引起相间短路故障时才会跳闸,接地故障并不跳闸,只能发接地信号。调度运行规定:中性点不接地的系统发生单相接地时不超过2h,时间长了就会对另外两相的绝缘造成损坏。单相接地故障,这类故障比较难查找,根据信号、电压表指示、天气情况、运行方式等进行综合分析,区分接地信号的虚与实。在进行判断处理时,首先应根据接地故障特征,判明故障性质与相别。现在的线路上有电缆、也有架空线,上面挂满了环网柜、中间变、柱上开关等设备,有的时候抢修班巡了几遍线也没有找到故障点,最有可能的是用户内部故障或者电缆故障,这时候需要分段寻找故障点,现在的规定是:环网柜不能切接地电流。碰到线路上有许多环网柜的线路,需要调度员调度停电试送。要选择好分段点,调度员要根据巡线人员和客户中心的反馈信息的综合考虑。一般以线路中间的环网柜或者柱上开关作为分段点进行多寻找,缩小故障范围的办法,尽快隔绝故障点和故障范围,这样可以提高查出故障点的速度。
参考文献
[1] 苏州供电公司电力调度规程[J].苏供电调,2009,25.
[2] 连永坚.浅析配网电缆运行管理[J].科学之友,2001,5.
随着改革开放的不断加快和加深,苏州城区已经形成了以古城为中心,苏州工业园区、和苏州高新区为带动,吴中区和相中区日益崛起的一个齐头并进快速发展活力城市,经济持续的发展,也给用电带来了高要求。据统计,最近几年苏州的供电量每年都保持者10％左右的增长,在2011年苏州电网负荷突破1600万千瓦,而在2012将预计将达到1800万千瓦左右。电力主网用电需求如此之大,城市配网所承受的压力因此也是日益艰巨,对配网稳定运行的要求也是越来越高。本文针对苏州地区常见故障进行分析总结,并提出建议,避免或减少故障发生可能,提高配网运行水平。
1配网现状
苏州市区电网在马不停蹄的建设当中,截至到2011年12月底,220kV变电站21座,110kV变电站91座,35kV变电站16座,配网出线1956条次,其中10kV出线1490条次,20kV出线305条次,35kV出线161条次,配网开闭所(配电所、环网室)3375座。2011年苏州市区配网线路供发生故障329起,故障主要为线路短路跳闸以及线路接地故障。这其中短路204起,接地125起。
2故障分析总结
线路单相接地故障:我国35kV及以下电力网为非直接接地电力网。在中性点非直接接地系统发生单相接地时,故障点电流很小,仅相电压发生畸变,中性点位移,而线电压不变,对负荷的供电没有影响,允许带接地点运行1h～2h,但不允许长期对外供电。单相接地对电力网有以下几个方面的影响。
(1)在系统发生单相接地故障后,非故障相对地电压将升高倍,接地点的间歇性电弧可能在电网中引起过电压,使非故障相的绝缘薄弱地点发生第二个接地点,造成相间短路。
(2)系统发生单相接地故障后,由于网络运行参数产生变化,如有偶然因素激发(如故障线路负荷侧发生断线等),将在系统中引发铁磁谐振,严重危害系统的安全运行。
(3)单相接地故障会影响用户的正常供电。更据《苏州电力系统调度规程》第281条规定:“35kV及以下系统发生单相直接接地的线路,其最长允许运行时间不得超过2h(时间从发生单相接地时算起),逾时应将该线路退出运行”。而发生永久性单相接地故障以后,会有90％以上的可能在2h内不能消除,需要对用户停电查找接地点。平均每次接地故障对用户停电近3h,严重影响了用户的生产和生活用电。
(4)单相接地影响配电系统供电可靠率和企业效益。发生单相接地故障后,需要较长时间对故障现象进行分析判断和处理,严重影响了配电系统应有的供电可靠率,也直接导致供电企业的经济效益和社会效益下降。
引起单相接地故障原因:主要有以下几方面,用户设备内部故障;线路遭受为了破环,入挖土机,吊车,人为原因等;树木、杂物引发的故障(尤其在雷雨和大风季节);设备老化引起的故障。在这些原因当中,许多都具有地方特色,如苏州进入夏季雷雨台风频繁,每当此时就会许多瞬即接地或者永久接地;还有苏州现在大力地铁建设,工地较多,常常会出线因为施工而引起的接地;再者苏州地区有放风筝、孔明灯、烟火等风俗,每到此时,也是出线接地故障的高发期,最后苏州工业园区建设已经有十多年,该区的电缆也大多老化,一旦发生接地故障,根据事后原因分析都是电缆老化引起。
引起单相接地故障原因如下。
(1)设备载流部分的绝缘损坏,这种损坏可能是由于设备长期运行、自然老化,或由于设备本身不合格,绝缘强度不够而被正常电压击穿,或设备绝缘正常而被雷电过电压击穿,或者是设备绝缘受到外力损伤。
(2)线路施工质量存在不足,如电杆基础不实,应装设拉线处未装设拉线或者拉线松弛等引起杆基下沉、电杆倾斜等造成短路接地故障,又如施工中存在引线、线夹、刀闸连接处不够牢固,运行一段时间后,因烧损引发线路故障。
(3)操作人员由于未遵守安全操作规程而发生误操作,或者误将较低电压的设备接入较高电压的电路中,也可能造成短路。
(4)外力破坏,如鸟兽跨越在裸露的相线间或相线与接地物体之间,或咬坏设备导线绝缘而造成短路,如放风筝、向空中乱抛杂物落在线路上引发短路或接地,如雷害及大风大雨等自然灾害引发线路故障,如机动车碰撞电杆,造成电杆倾斜或倒杆引发短路。
3解决问题
通过对线路故障跳闸原因的分类研究发现,恶劣天气下,10kV线路故障跳闸多属瞬时故障,直接通过强送恢复的概率较高。据此,当恶劣天气导致多条线路集中相继故障时,在确保人身、电网、设备安全的前提下,可采取对故障跳闸线路强送的办法来鉴别瞬时故障,加快故障处理速度,及早恢复对用户供电。具体措施如下:在恶劣天气情况下,若在短时间内发生多条10kV线路故障跳闸(重合不成),当班调度员可根据监控反映的信息,不经现场检查故障线路和相关变电设备情况,直接发令对故障线路强送一次。若线路试送成功,但发生单相接地,应立即自行拉停该线路,并报当班调度员。强送不成的线路通知抢修班巡线。从实际操作来看,大多数情况是瞬时故障,抢修班可以有针对性寻找强送不成的线路,大大提高了供电可靠率。
一般线路故障,从性质上分不外乎接地(这里指的是单相接地)、相间短路(包括雷击造成的相间短路、外在导电体或者半导电体造成的相间短路、设备绝缘降低造成的相间短路)、接地相间短路三种形式。但是根据电网保护的功能引起相间短路故障时才会跳闸,接地故障并不跳闸,只能发接地信号。调度运行规定:中性点不接地的系统发生单相接地时不超过2h,时间长了就会对另外两相的绝缘造成损坏。单相接地故障,这类故障比较难查找,根据信号、电压表指示、天气情况、运行方式等进行综合分析,区分接地信号的虚与实。在进行判断处理时,首先应根据接地故障特征,判明故障性质与相别。现在的线路上有电缆、也有架空线,上面挂满了环网柜、中间变、柱上开关等设备,有的时候抢修班巡了几遍线也没有找到故障点,最有可能的是用户内部故障或者电缆故障,这时候需要分段寻找故障点,现在的规定是:环网柜不能切接地电流。碰到线路上有许多环网柜的线路,需要调度员调度停电试送。要选择好分段点,调度员要根据巡线人员和客户中心的反馈信息的综合考虑。一般以线路中间的环网柜或者柱上开关作为分段点进行多寻找,缩小故障范围的办法,尽快隔绝故障点和故障范围,这样可以提高查出故障点的速度。
参考文献
[1] 苏州供电公司电力调度规程[J].苏供电调,2009,25.
[2] 连永坚.浅析配网电缆运行管理[J].科学之友,2001,5.