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  影响10kV农网供电可靠性分析与采取的措施    3星级
作者:高翔  发布时间:2007/8/19  8156  来源:电气商情网
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山东省巨野县供电公司(274900)  高 翔

【摘  要】  就当前影响10kV农村配电网供电可靠性的一些因素,从运行管理、设备状况及规划建设方面进行了分析,提出了一些提高配电网供电可靠性的措施和方法,对加强10kV农网运行管理和规划建设有一定的积极意义。
【关键词】  农网  可靠性  分析  措施

据有关资料显示,10kV配网故障率占整个电网故障率的70%,在10kV配网中10kV农村电网的故障率又是最高的。这主要是10kV农网线路最长,容易受外界因素的影响,线路设备建设质量较差,平常检修、施工停电较多,停电时间较长,影响供电可靠性。这次农网改造虽然取得了较好的效果,但由于多年来农村电网投资欠帐太多,加之资金短缺,一般都只注重了35kV以上变电站和线路的建设改造以及10kV城区配网改造,而对10kV农网的投资相对较少,至使10kV农村电网整体设备健康水平和技术水平并不高。可以说,10kV农网停电次数多、时间长,成了提高农网供电可靠性的一个“瓶颈”问题。严重影响了农村经济的发展,这也与国家服务“三农”,建设社会主义新农村的战略布署也不相符。本文就当前10kV农村电网故障率较高、停电时间较长的一些原因进行分析,提出了一些改进措施,供同行参考。

1  影响10kV农网供电可靠性原因分析

1.1  配电变压器控制设备绝大多数是跌落式熔断器,跌落式熔断器故障率较高
配电变压器是指6~35kV配电系统的变压器,是电网中处于电力传送最后一级的变电设备,数量最大。但它的自我保护能力很差,保护控制变压器的担子交给了高压开关设备。当前配电变压器常用的高压控制、保护设备有下列三种:跌落式熔断器、高压断路器、高压限流熔断器。在农网10kV配电线路中,有90%的配电变压器和10kV配电线路分支都使用跌落式熔断器。
跌落式熔断器保护是反时限非限流熔断器保护,它是一种在熔断器动作后,熔件自动跌落到一个位置以提供隔离功能的熔断器,用于户外装置。由于其结构简单、价格便宜等优点,目前在配电网中大量使用。跌落式熔断器存在着诸多问题,例如品种规格少、开断能力不足、熔件安秒特性不准确、熔管变形、选用不正确、劣质品较多、操作维护不当等。据统计,配电变压器故障的80%是发生在跌落式熔断器上。
1.2  跌落式熔断器维护操作不当造成故障停电
一是电工操作不正确,造成跌落式熔断器熔丝拉断,更换熔丝等使停电时间加长;二是电工操作用力过猛造成跌落式熔断器损毁,鸭舌断裂、瓷套断裂等。这样必须对10kV线路停电,以便更换跌落式熔断器;三是由于平时维护不好,跌落式熔断器各部分锈蚀、变形较重,操作多次不能合好;四是跌落式熔断器安装位置不合适,不利于电工操作,造成操作事故,使10kV线路停电;五是电工操作不正确造成事故,使线路故障跳闸。
抽查结果显示,有80%的跌落式熔断器要操作和调整三次才能合好,只有10%的一次就能合到位,另有10%由于多次拉、合造成跌落式熔断器损毁。一次能合到位的都是对管理的跌落式熔断器性能熟悉,操作要领十分准确,操作正确的电工,同时平时维护工作做得比较好,比较周全;而损毁的跌落式熔断器都是锈蚀较重,严重缺乏维护的跌落式熔断器。特别是一些小厂家生产的次品,极易损毁,造成10kV配电线路故障。
1.3  跌落式熔断器保护特性与10kV线路出口保护配合不正确
如图1所示,1为跌落式熔断器16A熔件保护特性曲线;2为10kV配电线路出口定时限过流保护区;3为10kV线路出口无时限过流保护区。
10kV系统中不同容量变压器的熔体额定电流一般可按下表选择。
表  10kV系统变压器熔断器的额定参数

一般对于小容量变压器由于保护用熔体额定电流值小,其熔断电流值比10kV配电线路的保护整定值小得较多,所以保护配合的问题容易解决,当配变容量增大时,熔体额定电流值增大,就会造成其安秒特性与10kV配电线路的保护整定值不能配合的问题。上表所示,160kVA配电变压器跌落式熔断器的熔丝额定电流为25A,其0.1s熔断电流则高达1000A以上,0.3s时熔断电流达到650A以上,现在10kV配电线路过电流保护Ⅰ段的整定时限一般为0.3s,整定电流一般在400A以下,无时限电流速断保护整定电流一般在900A以下。这样两者的保护配合就成了问题。这主要是因为跌落熔断器为空气灭弧,熔体熔断后燃弧时间较长所致。
从图1可以看出跌落熔断器的熔断曲线完全不能与10kV线路出口保护配合。当配变出现大电流故障时,熔断保护不能起到保护作用,越级为10kV线路保护动作,造成整条线路停电,降低供电可靠性。

图1
1.4  用户配电变压器的维护检修不当
(1)一些棉纺厂、化工厂、水泥厂等企业,环境污染物较多,造成电器设备的表面积污量大,不能及时清除,容易发生污闪事故,致使10kV配电线路停电;同时污物可能造成电器设备的腐蚀损坏,造成停电事故。
(2)一些用电户不常生产,或为季节性生产,如砖窑、糕点厂等。还有很多企业开工不足,时停时开,配电变压器也时停时用。开工生产前不能对配电变压器等电气设备进行全面的清扫检修,配电变压器以上电气部分出现问题时造成10kV配电线路停电。
(3)一些用电负荷较大,而转包频繁或季节性用电较强的企业,如石子厂、砖窑厂等,一般情况下用电设备管理水平较低,加之运行环境恶劣,发生事故较多,引起10kV配电线路停电次数相当多。
1.5  一条10kV配电线路所带配电变压器太多,造成供电可靠性较低
有的一条10kV配电线路带有四、五十台配电变压器,每次10kV配电线路停电就造成大量用电客户停电。同时一条线路上的各用电设备相互影响大,难以保障电能质量,由于不同的用电客户对电能质量的要求差别较大,对电能质量要求较高的用电客户反应强烈。
据有关资料显示,每条10kV配电线路带20多台配变为宜,由于10kV线路建设受资金限制和企业的投资收益比限制,对于开发区及工业企业较多、负荷较重的地区,配电变压器台数可少一些,而用电负荷较低,配电变压器单台容量较小的地区要适当增多一些。
1.6  配电线路网络的自动化水平较低,造成供电可靠性低
当前10kV配电线路手拉手和线路分段,一般只在城区搞了,但在农村线路中搞的还不够,对10kV农网自动化建设只是刚起步。据有关资料显示,供电可靠性是不可能达到99.9%以上的,要想供电可靠性有提高,必须加大投入,提高10kV农网科技含量和自动化水平。

2  提高10kV农村配网供电可靠性的一些措施

2.1  加强设备检修管理,减少设备停电时间,提高供电可靠性
(1)加强计划停电管理,减少停电次数和停电时间,提高供电可靠性。各单位申请停电必须报送月度停电计划,在每月一次的生产协调会上进行讨论和批准,能合并的停电进行合并,能压缩时间的进行压缩。未列入月度计划的停电一律由总工或生产经理审批,从而减少停电次数和时间。
(2)停电检修一般分三段:停电时间、检修时间和送电时间,加强这三个阶段的管理,采取有效措施,严格各阶段的操作时间管理,把各阶段时间压缩到合适的程度,以提高供电可靠性。
(3)配电台区改造和业扩接火尽量采用带电作业。按照一定规则,在配电网络上设置预留接火点和接火装置,既减少业扩接火停电,又提高优质服务水平,切实体现行业作风的转变和提高。
2.2  作好10kV农网自动化工作
10kV配网自动化的开展一般要走三个阶段:一是10kV农网线路设备的更新改造,二是配电线路的合理分段和联络,三是二次设备、通讯设备和软件开发应用。
这次农网改造大都未把10kV农网自动化列为改造重点,这与农网资金有限,电网投资历史欠帐太多有关,在10kV农网配电线路开展线路分段和联络“手拉手”建设,以提高线路的供电可靠性是比较现实的做法。在有条件的情况下,可在部分线路采用电压—时间型分段器。
分段器由VSP5型真空负荷开关、 故障探测器 (FDR)、 电源变压器(SPS)等三部分构成。
VSP5型真空负荷开关,其特点是:
1)采用SF6气体灭弧、绝缘;
2)真空灭弧室串联隔离开关, 增强了断口的击穿强度,可达90kV;隔离开关与真空灭弧室之间有可靠的联锁;
3)采用电磁操动机构,电保持。有电合闸, 失电后自动分闸,机构简单,非常可靠;
4)也可手动操作合闸,在手动合闸位置时,自动控制失效;在手动处于分闸时,方可进入自动控制;
5)出线端采用电缆密封,外绝缘可靠;
6)机构也密封在SF6气体中,避免了大气的腐蚀,因此是可靠的免维护产品,可达15年免维护期。
故障探测器(FDR),它的功能是控制开关的分、合闸,在线路发生故障时,配合变电站断路器的重合闸,判断故障段,并将故障段两端的开关闭锁,恢复正常区段的供电。它的基本特性是:
1)线路来电, 经延时X (7s,14s,21s….) 后使开关合闸;
2)合闸后进行检测延时Y(5s), 若在此时间失电,则将开关分闸闭锁(再来电时开关不能合闸);若在此时间内没有断电,则开关不闭锁;
3)若在合闸延时中突然失电,且时间超过3.5s,则实现逆向分闸闭锁 ( 逆向来电不合闸);
4)若在合闸延时中出现低电压(<30%UL),开关实现逆向闭锁(从另一端来电不合闸);
5)开关两端同时有电,被闭锁,不能合闸。
FDR的合闸延时有两挡 ( Long和Short 挡);也可以设置成分段开关和联络开关两种状态(S和L挡),其工作流程图如图2。

图2  RDR工作流程
这种电压—时间型分段器的优点是:
1)逻辑简单,判断准确;
2)可靠性高,免维护可达15年;
3)这种方式已有30余年的运行记录,运行稳定,可靠性高;
4)FDR系统不需蓄电池,免除了十分讨厌的电池维护工作。
电压—时间型分段器的分段、联络改造投资不太多,可有效地提高10kV农网配电线路的故障停电时间,提高供电可靠性。对提高农网供电可靠性不失为一个切实可行的方案。
2.3  应加强农网改造中对可靠性评价与规划的力度
农网改造最重要的目标是提高供电可靠性和节能降损,电压合格率应包含在供电可靠性的范围中。在发达国家的供电可靠性规程中,停电概念是指对用户的供电电压低于或超过合格电压的状态,而非电压下降为零。
在这次农网改造中,的确解决了电网卡脖子问题,解决有电送不出去的问题,解决因供电容量不足而对用户限制用电的问题,解决检修停电时间长的问题等等,这些归根到底是提高供电可靠性,但没能作为目标体现在农网改造之初的规划设计中,以提高供电可靠性指标为目的做出全面细致的方案。农网改造虽然取得了很大的成绩,但供电可靠性与要求差距很大。因此,加强农网改造对可靠性评价规划的力度,做好规划,制定切实可行的方案,分步实施,是提高农网可行性的一个十分重要的工作步骤。

责任编辑:168dq  
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