10kV全電纜線路投入重合閘實踐探索

陳振才

（廣東電網有限責任公司江門開平供電局,廣東 開平 529300）

10kV全電纜線路投入重合閘實踐探索

陳振才

（廣東電網有限責任公司江門開平供電局,廣東 開平 529300）

摘要：在實踐運行中，相當部分10kV全電纜線路跳閘是由于用戶配變、配電室內設備、電纜分接箱等電纜之外設備故障造成的，且瞬時故障占一定的比例，若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續供電的能力，提高供電可靠性。本文立足于江門電網實際，提出投入江門電網10kV全電纜線路重合閘建議，作為一項實踐探索，這對探索提高線路供電可靠性的技術措施具有積極作用。

關鍵詞：10kV全電纜線路；投入重合閘；實踐探索

1　概述

一直以來，電網運行管理工作中對于全電纜的10kV線路均要求退出重合閘，主要原因是因為10kV電纜線路發生故障的幾率較小，且電纜故障多為永久性故障，投入重合閘的意義不大。但在實踐運行中，相當部分10kV全電纜線路跳閘是由于用戶配變、配電室內設備、電纜分接箱等電纜之外設備故障造成的，且瞬時故障占一定的比例，若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續供電的能力，提高供電可靠性。

2　投入重合閘可行性分析

對于10kV全電纜線路是否投入重合閘，目前存在不同的意見。規程中規定電纜線路不投重合閘主要是考慮運行過程中電纜線路多出現永久性故障, 重合閘操作將帶來嚴重的操作過電壓和短路沖擊，因此為防止短路事故給電纜和變壓器帶來重復損壞,使事故進一步擴大而作此規定。但從近年的運行情況和研究成果來看，以上的考慮已跟不上形勢變化和并不充分。

2.1瞬時故障占較大比例

根據江門電網10kV全電纜線路故障數據分析（統計數據：2008年至2011年上半年），見表一，瞬時故障仍然占有較大比例。

表1　江門電網10kV全電纜線路故障跳閘情況表

江門電網10kV全電纜線路故障跳閘情況分析（統計數據：2008年至2011年上半年）

分析數據，發現有如下特點：

10kV全電纜線路故障跳閘中原因不明、巡視無異常且送電正常的約占總數34％；由于用戶配變、配電室內設備、電纜分接箱等設備故障造成跳閘的約占總數61％；由于外力破壞致電纜發生故障造成跳閘的約占總數5％；由電纜自身內在因素（如老化，絕緣低等）造成的跳閘次數為零。從故障性質方面分析，由于外力破壞和電纜自身內在因素（如老化，絕緣低等）造成永久故障占約5％；而由于其他原因導致可能為瞬間故障的比例占約95％。

若投入全電纜線路的重合閘，將有利于改善全電纜線路連續供電的能力，進一步提高供電可靠性。

2.2重合閘過電壓的影響

從最新的研究成果來看，電纜系統中影響重合閘過電壓的因素主要有電纜線路上殘余電壓U0 的極性和大小以及重合閘時電源電壓的相位角α。同時電纜愈長, 電容效應愈明顯, 末端重合閘過電壓也愈高。然而母線上其他出線數和線路上所帶負載對電纜系統重合閘過電壓的限制作用明顯，這是因為當母線上連接其他出線時相當于有電容和線路并聯, 開關重合閘時線路上的U0 會很快向該電容充電，降低線路上的U0 ,過電壓幅值應減小，線路上殘余電荷愈多, 母線電容降低過電壓的效果愈明顯。同時隨著線路承受的負載增大, 重合閘過電壓會相應減小, 且電纜過電壓下降幅度比架空線要快（空載是過電壓最嚴峻的情況），以至于全負載下二者重合閘過電壓差值并不大。

2.3短路電流對主變及電纜的影響

關于短路電流對主變沖擊, 這是不容置疑的現實。但在變壓器的設計與制造中, 抗沖擊能力應是必備基本條件之一,切不可因個別變壓器受到沖擊損壞, 而以點代面,強迫適應局部需要, 而偏廢一個系統的整體功能和利益。

對于電纜則應滿足以下要求：

（1）電纜必須滿足短路熱穩定要求。

（2）保護跳閘的時間應與電纜熱穩定值匹配。

保護定值正確而使短路電流不大于電纜熱穩定電流時, 對電纜影響不大。

2.410kV電纜線路短路的熱穩定分析

（1）系統短路時，電纜的允許短路電流可參考列公式計算如下

式中A——電纜導體的截面，毫米2；

CV——電纜導體的熱容系數，焦/厘米3.℃；（銅導體 3.5，鋁導體2.48）；

k——20℃的導體交流電阻與直流電阻之比；

t——短路時間，秒；

a——導體電阻系數的溫度系數,1/℃（銅導體 0.00393，鋁導體0.004）；

θs——二短路時導體或接頭的允許溫度，℃；

θ0——短路前導體的運行溫度，℃

ρ20——20℃時導體的電阻系數，歐·毫米2/米；（銅導體0.0184，鋁導體0.031）。

（2）目前江門電網10kV全電纜線路的電纜型號基本為YJV22-240、YJV22-300 YJV22-400這三種，它們在不同持續短路時間下的允許短路電流計算結果見表2。

江門電網10kV線路速斷保護跳閘時間為0.3秒，過流保護跳閘時間為0.6秒，考慮開關固有動作時間等因素后，可認為10kV線路保護最長跳閘時間為0.7秒。根據數據計算，江門電網10kV電纜線路的最大短路電流宜控制在38kA以下。目前江門電網變電站10kV線路短路電流滿足電纜線路熱穩定要求。

表2　YJV22-240、YJV22-300 YJV22-400型電纜在不同持續短路時間下的允許短路電流

3　投入重合閘運行技術建議

3.1利于提高線路供電可靠性

10kV全電纜線路跳閘后，由于其他原因導致可能為瞬間故障的比例占約95％，如果投入重合閘，大多數線路應能重合成功，有利于提高線路的供電可靠性。若10kV系統為經小電阻接地系統，由于線路跳閘次數的大量增加，作用會更加明顯。

3.2能夠承受操作過電壓和短路沖擊

根據上述分析及計算結果，目前江門電網系統及設備情況能夠承受重合閘操作將帶來的操作過電壓和短路沖擊。

3.3注意強化故障統計分析和總結經驗

投入10kV全電纜線路重合閘后，務必對10kV全電纜線路運行情況進行監控。凡發生接地、跳閘故障，務必對10kV全電纜線路的跳閘原因、故障情況、故障類型、重合閘動作情況進行強化統計分析，積累數據，總結經驗，以驗證10kV全電纜線路投入重合閘的可行性。

4　結束語

配電網是電力系統的重要組成部分，其供電可靠性將直接影響著國民經濟發展和人民生活水平。目前，國內配電網配電可靠性水平與國外相比還有較大的差距，而要縮小這種差距往往需要進行電網改造和設備投資。在市場條件下，供電企業需要綜合考慮電網建設投資費用和電網可靠性兩個方面。要提高供電可靠性，則可能需增加對電網的投資，使電網的經濟性下降，但若不積極采取措施提高供電可靠性，則包括停電損失在內的電網總成本可能反而會上升。提高供電可靠性，是供電企業自身發展的需要。提高配電網供電可靠性，需要積極探索新技術、新方法、新舉措，避免因停電損失，引起的經濟糾紛，從而更好地滿足人民群眾的生產和生活用電。

參考文獻：

[1]龔亞峰.徐州城區配電網配電可靠性控制對策研究[J].中國農村水利水電,2006（05）.

[2]區家輝.提高10kV配電網配電可靠性的措施[J].湖北電力，2005（03）.

[3]陳文高.配電系統可靠性實用基礎[M].北京，中國電力出版社,1998.