泗洪縣工業(yè)園區(qū)配電網(wǎng)電壓暫降初步分析

引言

電能質(zhì)量問(wèn)題包括若干種情況,其中電壓暫降對(duì)用電設(shè)備的影響最為嚴(yán)重,會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)行,間接影響人身安全及工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量等。電氣和電子工程師協(xié)會(huì)將電壓暫降定義為電力系統(tǒng)中某點(diǎn)電壓均方根值瞬間跌落至0.1～0.9p.u.,并在持續(xù)半個(gè)周期至1min的時(shí)間后恢復(fù)正常。

電壓暫降形成的原因比較復(fù)雜,且各種電壓暫降幅值、持續(xù)時(shí)間等也不同,主要由系統(tǒng)故障、大型感應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)、電動(dòng)機(jī)故障后恢復(fù)運(yùn)行以及各種沖擊性負(fù)荷的投運(yùn)引起,另外電容器組的投切、某些開(kāi)關(guān)操作等也可能造成電壓暫降。一般情況下,電壓暫降源可分為單一電壓暫降源和復(fù)合電壓暫降源。

電壓暫降給電網(wǎng)中各類(lèi)電力用戶(hù)帶來(lái)了直接影響,會(huì)造成工廠生產(chǎn)產(chǎn)品不符合標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備停電,影響用電設(shè)備壽命,甚至在一些化工類(lèi)企業(yè)中造成人員及設(shè)備安全問(wèn)題。以太陽(yáng)能板生產(chǎn)、機(jī)車(chē)相關(guān)配件生產(chǎn)加工等為代表的精密制造業(yè)的關(guān)鍵制造工藝對(duì)電壓暫降非常敏感,相關(guān)制造工藝因電壓暫降造成產(chǎn)品報(bào)廢的情況頻發(fā),造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1電壓暫降數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

目前泗洪工業(yè)園區(qū)涉及35kV北郊變、110kV董溝變、110kV泗洲變、110kV三里變、110kV田橋變及220kV楊莊變,其中220kV楊莊變20kV電壓母線未安裝電壓暫降監(jiān)測(cè)裝置。

以北郊變?yōu)槔?從2019年5月24日起,一年內(nèi)共監(jiān)測(cè)到該站10kV電壓閃降38次。

(1）從閃降頻率看,2019年的7個(gè)月發(fā)生15次電壓閃降,平均2.1次/月:2020年的5個(gè)月發(fā)生23次電壓閃降,平均4.6次/月,閃降頻率翻番。

(2）從閃降持續(xù)時(shí)間看,北郊變一年中閃降時(shí)間超過(guò)2s的共計(jì)3次,其余均小于500ms(35次）,其中小于50ms的共計(jì)10次。

(3）從電壓閃降幅度看,閃降時(shí)間超過(guò)2s的共發(fā)生3次,其中2次電壓跌落為額定電壓的13%,另外一次電壓跌落為正常幅值的54%。電壓跌落80%～90%,發(fā)生2次:電壓跌落50%～80%,發(fā)生13次:電壓跌落50%以下,發(fā)生23次,電壓最低跌落至10%。

以田橋變?yōu)槔?從2019年5月24日起,一年內(nèi)共監(jiān)測(cè)到該站10kV電壓閃降44次。

(1）從閃降頻率看,2019年的7個(gè)月發(fā)生35次電壓閃降,平均5次/月:2020年的5個(gè)月發(fā)生9次電壓閃降,平均1.8次/月,閃降頻率降為原先的1/3。

(2）從閃降持續(xù)時(shí)間看,田橋變一年44次電壓閃降中時(shí)間超過(guò)2s的共計(jì)2次,小于500ms的共計(jì)25次,其中小于50ms的共計(jì)11次。

(3）從電壓閃降幅度看,閃降時(shí)間超過(guò)2s的共發(fā)生2次,電壓跌落為額定電壓的11%。電壓跌落80%～90%,發(fā)生11次:電壓跌落50%～80%,發(fā)生10次:電壓跌落50%以下,發(fā)生23次,電壓最低跌落至10%。

2線路故障引起電壓暫降分析

以北郊變一次線路故障引起的線路跳閘為例進(jìn)行分析:2020-01-116T01:47,10kV重南152線過(guò)流Ⅱ段重合閘不成功,表1為接地故障時(shí)三相電壓瞬時(shí)值。

圖1為發(fā)生故障時(shí)電壓波形及電壓幅值。

從波形圖可以看出,電壓暫降前,A、B、C三相電壓幅值約為6.1kV:發(fā)生短路故障后,A相電壓降低最多,最低值降低約為原值的80%,B相電壓及C相電壓降低約為原幅值的90%。

另外,北郊變過(guò)去一年的跳閘中,共有10次電壓暫降,調(diào)度系統(tǒng)并沒(méi)有收到任何跳閘相關(guān)信息,根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)維分析,此類(lèi)電壓暫降可能是由10kV用戶(hù)設(shè)備短路故障,熔斷器快速熔斷,或者用戶(hù)柱開(kāi)零秒跳閘切除故障引起的。

3配電網(wǎng)電壓暫降改善措施

(1）降低主網(wǎng)設(shè)備故障次數(shù)。

一是加強(qiáng)上級(jí)變電站及輸電線路運(yùn)維管理,定期排查設(shè)備運(yùn)行安全隱患,加強(qiáng)運(yùn)維巡視管理,通過(guò)清理電力線路通道內(nèi)樹(shù)木,加強(qiáng)危險(xiǎn)源管控,有效消除電網(wǎng)運(yùn)行安全隱患。二是對(duì)電力線路外力破壞進(jìn)行管控,管控吊車(chē)、挖掘機(jī)等危險(xiǎn)源,使其與電力線路保持一定的安全距離,必要時(shí)安排專(zhuān)人值守。三是加強(qiáng)電力線路、變電站周邊環(huán)境整治,清除周?chē)芰媳∧ぁ愇飹炀€等安全隱患。

（2）配農(nóng)網(wǎng)工程嚴(yán)格執(zhí)行"標(biāo)準(zhǔn)工藝"要求。

配農(nóng)網(wǎng)工程質(zhì)量直接影響配電線路的跳閘次數(shù),因此在配農(nóng)網(wǎng)工程建設(shè)中,對(duì)桿塔基礎(chǔ)、埋深、桿上變壓器、接地、并勾線夾等,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)工藝要求,確保工程質(zhì)量。

（3）對(duì)老舊線路進(jìn)行改造。

對(duì)老舊線路進(jìn)行絕緣化改造,特別是城區(qū)配電線路:對(duì)于電力線路周邊存在綠化樹(shù)木的情況,以及鐵塔、導(dǎo)線、絕緣子等金具有老舊損壞的情況,應(yīng)及時(shí)列為儲(chǔ)備項(xiàng)目進(jìn)行更換改造。

（4）加強(qiáng)客戶(hù)用電工程驗(yàn)收管理。

客戶(hù)受電工程的建設(shè)質(zhì)量影響電力線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)客戶(hù)受電工程中的避雷器參數(shù)、電壓互感器絕緣方式、電纜絕緣水平、熔斷器額定電流等重要參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格驗(yàn)收把關(guān),確?？蛻?hù)受電工程質(zhì)量可靠,不會(huì)造成線路跳閘。

（5）加強(qiáng)用戶(hù)柱開(kāi)及熔斷器的管理及規(guī)范化設(shè)計(jì)。

根據(jù)用戶(hù)工程的安裝容量及短路電流計(jì)算水平合理選擇熔斷器規(guī)格,園區(qū)線路、掛接客戶(hù)多的配電線路以及用戶(hù)設(shè)備狀況差、頻繁故障的資產(chǎn)分界點(diǎn)安裝帶隔離刀閘的智能柱上開(kāi)關(guān)。對(duì)智能柱開(kāi)進(jìn)行保護(hù)校驗(yàn),根據(jù)該條線路變電站保護(hù)定值及用戶(hù)短路水平合理制訂保護(hù)配置方案,必要時(shí)設(shè)置零序保護(hù)。另外,熔斷器的質(zhì)量問(wèn)題亦值得關(guān)注,應(yīng)選擇通過(guò)國(guó)家相關(guān)檢測(cè)鑒定機(jī)構(gòu)認(rèn)證的產(chǎn)品,優(yōu)先選擇市場(chǎng)口碑優(yōu)良、質(zhì)量可靠的電氣產(chǎn)品。

4結(jié)語(yǔ)

電壓暫降的原因多種多樣,只有從電網(wǎng)側(cè)和用戶(hù)側(cè)共同加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)維檢修管理,提高設(shè)備質(zhì)量,才能大大減少電壓暫降情況的發(fā)生,保障電網(wǎng)供電質(zhì)量。