10kV 电缆线路采用故障重合闸的可行性胡霄宇

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年1月2期   作者:胡霄宇
[导读] 目前,10kV配电网络的建设,已经逐渐取代了架空线路,形成了电缆供电模式,
        摘要:目前,10kV配电网络的建设,已经逐渐取代了架空线路,形成了电缆供电模式,具有明显的优越性。本文主要是针对这个争议性问题进行简单的分析,说明这种供电设置方式的合理性。
关键词:10kV电缆线路;故障重合闸;设置可行性

引言
        在80年代至90年代的期间内,我国大部分城市地区的电缆线路实现了飞跃式的发展。于城市区域内的早期电缆的绝缘材质、内部构造、技术特性等因素的影响,导致电缆的数量较少且可靠性低。因此,降低因电缆短路事故所造成的电缆线路出现重复性的损坏现象,不在电缆线路中设置故障重合闸装置,是符合当时社会的设备需求和技术条件。但是,社会的建设发展,其实际情况已经存在了较大差异。本文主要是以10kV电缆网为例进行研究分析,指出重合闸与供电系统可靠性之间存在的关系。
一、现阶段配电网路的基本结构
        (一)供电系统的可靠性分析
        10kV电缆网主要是由66/10kV变电所(B,容量为2×31500kVA)、10kV开关站(K)、配至各个电力用户的10kV电缆线路(Fn)这三个部分组成。
        1、网路特点
        在供电网络中采用10kV供电网络,主要是依靠其实际的供电半径较短、为电力用户进行供电的实际数量较大等特点,得以正常的供电使用。
        2、供电方式
        在电力系统的供电运行过程中,为了更好满足用户的实际用电需求,可以针对10kV供电网络的实际出口数量进行扩大,其中,变电所B不仅要对较大型进行负荷直配,还可以利用开关站K向电力用户进行负荷分配。而处于开关站K以下位置的出口,可以结合实际情况将供电方式划分为单线直配方式、双线直配方式等。
        3、设定在变电所B无故障重合闸装置
        当由开关站K所配出的电缆线路Fn出现短路故障问题时,开关站K配电过程出现开关跳闸现象时,变电所B则会出现开关跳闸问题。这是因为开关站K受电力作用而不设保护装置,使得变电所B、开关站K、电缆线路Fn之间距离较小,而造成了供电过程中出现三级联跳的现象。面对目前电力系统中对供电可靠性提出的要求与社会发展过程中日益增长的供需矛盾,需要在无安装备用自投装置下,因某条线路出现故障或者用户用电出现故障所造成了线路出现全停电的这种用电保护方式,是具有不可取的特点。
        4、设定在变电所B有故障重合闸装置
        当供电线路中发生上述相同类型的事故时,开关站K会立即做出保护动作,能够自动化的选择出现故障问题的线路,变电所B中故障重合闸装置会做出相应的保护动作,即除了电路系统出现永久性的故障问题之外,重合闸都会成功的重合。在这个过程中使用重合闸装置,不仅能够有效地缩小供电过程中的停电面积,还能够保证供电线路的实际选择精度,有利于提高供电系统的可靠性。
        (二)电路配电网自动化分析
        为了提高供电系统中电路配电网的安全性和可靠性,电力企业已经开始了有关自动化配电网的研究。而配电网的自动化运行机理与重合闸装置运行之间存在着紧密的关联。

图1  环网结线示例

        设定在开关K2和开关K3之间的联络线是处于开口状态,这时候供电线路甲和乙保持着分别运行状态。当开关K2出现故障问题时,供电线路在变电所B会出现跳闸问题。而自动装置检测出开关K2故障问题,并切断开关K2的两端受电电源开关,变电所B和供电线路甲的重合闸保护运行,使开关K1恢复运行。
二、电缆的技术性能和使用条件
        (一)XLPE电缆的分析
        早期供电线路中电缆的材质构造、技术性能都与目前电缆设置之间存在着明显的差异。以供电线路的绝缘材料为例,纸绝缘材料与XLPE材料在机械强度、绝缘性能、耐热性能等诸多方面都存在着明显差异性。如果电力企业继续采用传统的管理模式,其会极大程度的限制了相关新设备的功能作用的发挥。例如,在电力系统的运行过程中出现短路问题,会很容易的造成纸绝缘材料的绝缘层出现松动以及相应的铅统包出现变形现象,但是,XLPE绝缘材料却不存在这个现象。
        (二)XLPE电缆热稳定
        根据相关公式和数据对XLPE电缆热稳定进行计算分析可知,相同材质的电力系统电缆在不同的短路时间内,使其自身计算出的热稳定电流值之间存在较大的差异性。因此,保护动作的使用时间是满足电力系统中电缆热稳定性的重要条件。具体而言,在保护电缆热稳定的定值是正确的同时,而使短路产生的电流不大于电缆热稳定时产生的电流,对输电电缆不会产生影响。
        (三)供电电缆网路系统的短路容量分析
        在变电所B中10kV的配电输电出线路中的任意位置,其实际的短路容量是不会大于出口位置的短路容量。而在这个过程中,将距离出口最近的位置作为短路距离进行计算,促使其电缆出现短路问题时的热稳定电流能够远大于这个点位的电力系统短路电流。因此,该电缆用于本系统中的任意位置,都能够满足系统中对热稳定的要求,此时,使用重合闸装置对系统进行保护,对电缆本身的安全性是毫无影响。
结语
        综上所述,电缆线路的重合闸装置和架空线路的重合闸装置,从短路保护工作与系统补救工作的实际效果而言,两者之间是没有任何区别的。从电缆网络取代架空网络的宏观意义层面上、配电网的自动化微观需求上、提高供电系统运行可靠性上来看,重合闸装置设置的重要性和必要性对电力系统具有重要意义。因此,电缆线路再设置重合闸装置时,仍旧需要满足电力系统中短路容量在标准规定的范围内、其所选用电缆材质构造需要满足出现短路问题时热稳定要求等。
参考文献:
[1]陈振才.10kV全电缆线路投入重合闸实践探索[J].山东工业技术,2014(023):178-179.
[2]杨生荣.10KV继电保护越级跳闸与双电源自投的短路重合闸故障[J].甘肃科技,2000,016(006):14-14+44.
[3]许杏桃,李然,黄文静.10kV出线短路故障的试验分析与应对策略[J].电子测试,2019,413(08):109-110.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: