吳登

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廣大用戶對(duì)電力的依賴越來(lái)越大，對(duì)供電可靠性的要求也越來(lái)越高。因此，加強(qiáng)10kV配電網(wǎng)供電的可靠性研究是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的首要條件。本文通過(guò)對(duì)當(dāng)前影響10kV配電網(wǎng)供電可靠性的因素進(jìn)行了分析，同時(shí)就相關(guān)的措施做了詳細(xì)的闡述。

【關(guān)鍵詞】10kV配電；可靠性； 影響因素；有效對(duì)策

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)城網(wǎng)改造投入了大量資金，對(duì)電能質(zhì)量的提高起到積極的作用。隨著人民群眾日益增長(zhǎng)的用電需求，而與之緊密聯(lián)系配電網(wǎng)也應(yīng)該有相應(yīng)的發(fā)展。

對(duì)配電網(wǎng)提出若干有效措施提高電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

一、影響10 kV配電網(wǎng)安全可靠性運(yùn)行的因素

10 kV事故中，外力破壞占的比例最大。除此之外，影響10 kV配電網(wǎng)安全可靠性運(yùn)行的主要因素是積污后引起的閃絡(luò)及各類過(guò)電壓。

（一）外力破壞對(duì)10 kV配網(wǎng)可靠性的影響

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，原有的10 kV配電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足供電可靠性的要求。首先，原有的10 kV配電網(wǎng)絡(luò)以架空線為主，接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式，新建的工業(yè)開發(fā)區(qū)和商住小區(qū)則通常采用環(huán)網(wǎng)供電，電源有的是從就近的架空線上取得。其次，由于在規(guī)劃網(wǎng)架未完善之前，部分用戶急于用電，按規(guī)劃實(shí)施一步到位投資難以落實(shí)，因此接線存在一定的臨時(shí)性。另外，沿主要交通道路的架空線走廊附件，新建筑物施工工地多，直接威脅線路運(yùn)行安全?？傊?，城區(qū)尤其是老城區(qū)的10 kV配電網(wǎng)絡(luò)單薄，轉(zhuǎn)供電能力差，地形復(fù)雜，接線較亂，事故率高，供電可靠性低。另外，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，20世紀(jì)60、70年代建設(shè)的變電站10 kV設(shè)備、各路出線的容量及安全性能均已不適應(yīng)用電負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。其明顯的缺陷是：城區(qū)變電站大多數(shù)是該區(qū)域電網(wǎng)中的樞紐站，10 kV系統(tǒng)出線多，負(fù)荷大，運(yùn)行年久。加之周圍環(huán)境因素，造成設(shè)備污染嚴(yán)重，設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降，引發(fā)事故的概率逐年增高。

（二）10 kV配電網(wǎng)的閃路

在運(yùn)行中，設(shè)備的絕緣長(zhǎng)期承受工作電壓，當(dāng)絕緣件表面積污后，只要表面污物達(dá)到一定的含鹽量，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡(luò)。另一方積污還使絕緣的沖擊性能大幅度降低，在雷電沖擊和內(nèi)過(guò)電壓的沖擊下，很容易引起閃絡(luò)。

污閃有時(shí)發(fā)生在一相，也可能多相發(fā)生，還可能多處同時(shí)發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)污閃后，容易引起單相接地，此時(shí)其余兩相電壓將升高，穩(wěn)態(tài)時(shí)為相電壓的倍，暫態(tài)時(shí)情況下可達(dá)成2.5倍相電壓。

在正常情況下，非故障相電壓幅值升高對(duì)絕緣并不造成威脅，若運(yùn)行環(huán)境條件惡劣，絕緣件耐受電壓下降，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)非故障相電壓副值升高允許運(yùn)行的兩小時(shí)內(nèi)，有可能再出現(xiàn)閃絡(luò)點(diǎn)。其次，由于污穢使絕緣的沖擊特性下降低成本30%～40%，使單相接地出現(xiàn)零序電壓。若變電所內(nèi)互感器特性較差，將激發(fā)鐵磁諧振，過(guò)電壓倍數(shù)比較高，還可能發(fā)生相絕緣閃絡(luò)擊穿，而觸發(fā)兩相接地短路。

（三）10 kV配電網(wǎng)的過(guò)電壓

電氣設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行必須承受工頻電壓、內(nèi)部過(guò)電壓及大氣過(guò)電壓的作用，特別是環(huán)境條件惡劣，早期建設(shè)的設(shè)施，先天不足，爬距不夠，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)很大威脅。

弧光接地過(guò)電壓是一種幅值很高的過(guò)電壓。當(dāng)電網(wǎng)電容電流超過(guò)一定值時(shí)，若不采取措施，接地電弧難于熄滅，將激發(fā)起弧光接地過(guò)電壓，其幅值高于4倍相電壓，這勢(shì)必對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成很大威脅。

在一些早期建設(shè)的10 kV配網(wǎng)中，絕緣靠一個(gè)針式瓷瓶，這是電網(wǎng)中絕緣等級(jí)較低的環(huán)節(jié)，它不能承受直擊雷，感應(yīng)過(guò)電壓也會(huì)引起閃絡(luò)。

二、提高10 kV配網(wǎng)供電可靠性的有效對(duì)策

（一）縮小配網(wǎng)的故障停電范圍，提高配網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電能力。對(duì)單端電源供電的樹枝狀放謝性接線，沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器，在長(zhǎng)達(dá)幾公里或十幾公里的線路上任意一處發(fā)生故障，都會(huì)使全線停電。使用聯(lián)絡(luò)開關(guān)不但可以大大縮小停電范圍，同時(shí)也使安排停電范圍大大縮小。對(duì)于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的選擇，當(dāng)首推柱上式SF6開關(guān)。

目前，柱上式SF6開關(guān)的品種主要有柱上斷路器、自動(dòng)重合閘、自動(dòng)分?jǐn)嗥?、重合分?jǐn)嗥鲙追N，這些開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，安裝簡(jiǎn)易，安裝工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。

柱上式SF6斷路器可以單獨(dú)安裝在支線或干線的中后段，具有自動(dòng)開斷故障電流的功能，能很好地與變電站出線開關(guān)配合，自動(dòng)斷開故障段。當(dāng)S點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，柱上式SF6斷路器4會(huì)自動(dòng)斷開，縮小了停電范圍。這種斷路器還可用作建立饋線之間的聯(lián)絡(luò)，提高供電能力。

自動(dòng)重合器除了具有上述斷路的功能外，還有多次重合的功能，它是一種具有控制和保護(hù)功能的智能化開關(guān)，還具有與自動(dòng)分?jǐn)嗥髋浜鲜褂玫墓δ堋?/p>

自動(dòng)分?jǐn)嗥魇且环N具有記憶故障電流次數(shù)并按設(shè)定次數(shù)實(shí)行分閘閉鎖的智能開關(guān)，它不能開斷故障電流，只能在上一級(jí)重合閘分閘后自動(dòng)斷開。它與重合器配合使用，能最大限度地縮小故障停電范圍，自動(dòng)恢復(fù)對(duì)非故障段的供電。分段器1設(shè)定記憶故障電流2次，分段器2、3、4設(shè)定記憶故障電流1次，當(dāng)A點(diǎn)發(fā)生永久故障時(shí)，重合閘跳閘，分段器2分閘并閉鎖，重合閘合閘對(duì)非故障段恢復(fù)送電，當(dāng)B點(diǎn)發(fā)生永久性故障時(shí)，重合閘第一次分閘時(shí)，分段器1記憶故障電流1次，但不分閘，重合器自動(dòng)重合后再跳開，當(dāng)重合器第二次跳閘時(shí)，分?jǐn)嗥?才分閘并閉鎖，重合器再次重合對(duì)非故障段恢復(fù)供電。

當(dāng)然，柱上式SF6開關(guān)也有使用上的缺點(diǎn)，即故障段停電后變電站或調(diào)度不知道，直到用戶報(bào)告停電才知道，在一定程度上拖延了事故處理時(shí)間。

（二）采取綜合措施，認(rèn)真解決污閃問(wèn)題。10 kV配電網(wǎng)安全可靠的關(guān)鍵是解決閃絡(luò)誘發(fā)相間短路及過(guò)電壓燒毀設(shè)備問(wèn)題。所以，必須采取綜合措施，以求得電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。對(duì)10 kV開關(guān)室的支持絕緣子、穿墻套管、刀閘支柱瓷瓶、連桿瓶等，可以加裝防污罩。對(duì)于母排，可以加裝絕緣熱縮管。根據(jù)部分地的運(yùn)行實(shí)踐證明，這不僅提高了防污能力，而且還防止小動(dòng)物造成短路。

另外，在變電站的10 kV開關(guān)室還可以采取一些其他的手段來(lái)防止污閃問(wèn)題。如在10 kV開關(guān)室安裝吸濕器以降低空氣的濕度，破壞污閃的條件；貫徹“逢停必掃、掃必干凈”的原則，以最小的投入保證設(shè)備的健康運(yùn)行。

（三）對(duì)于落雷較多的10 kV線路，可以采取多種措施來(lái)提高其抗雷擊的能力。如采用瓷橫擔(dān)代替針式瓷瓶，針式瓷瓶改用瓷橫擔(dān)后，雷擊次數(shù)會(huì)明顯減少，只不過(guò)瓷橫擔(dān)的機(jī)械性能差，對(duì)于大檔距、大導(dǎo)線線路不適用。

隨著用電負(fù)荷的增加，市區(qū)內(nèi)使用電纜線路也要增加。在有電纜線段的架空線路，將避雷器裝在電纜斗附件，為防止電纜芯線對(duì)外皮放電，將接地引線和電纜的金屬外皮共接地，電纜另一端的外皮也應(yīng)接地，如果是架空線路的中間有一段電纜時(shí)，則應(yīng)該在電纜兩端裝設(shè)避雷器。

對(duì)于經(jīng)常處于開路運(yùn)行，又經(jīng)常帶電的柱上開關(guān)而言，它相當(dāng)于線路的終端。當(dāng)開關(guān)的某一側(cè)落雷時(shí)，由于雷電波的反射疊加作用，使雷電壓升高一倍，對(duì)開關(guān)的危害很大。為此，在開關(guān)的兩側(cè)要安裝防雷裝置，并將接地線與開關(guān)的外殼相聯(lián)接。

結(jié)語(yǔ)：

總之，10kV配電網(wǎng)的供電可靠性研究要從各個(gè)不同的方面和角度出發(fā)，結(jié)合線路實(shí)地情況進(jìn)行分析，然后尋出問(wèn)題并加以解決。10kV配電網(wǎng)供電是現(xiàn)階段維持人民正常生活的一個(gè)基礎(chǔ)，所以對(duì)其的研究工作不容忽視。