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)量問題包括若干種情況,其中電壓暫降對用電設備的影響最為嚴重,會直接導致設備停止運行,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)會將電壓暫降定義為電力系統(tǒng)中某點電壓均方根值瞬間跌落至0.1～0.9p.u.,并在持續(xù)半個周期至1min的時間后恢復正常。

電壓暫降形成的原因比較復雜,且各種電壓暫降幅值、持續(xù)時間等也不同,主要由系統(tǒng)故障、大型感應電機的啟動、電動機故障后恢復運行以及各種沖擊性負荷的投運引起,另外電容器組的投切、某些開關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合電壓暫降源。

電壓暫降給電網(wǎng)中各類電力用戶帶來了直接影響,會造成工廠生產(chǎn)產(chǎn)品不符合標準、設備停電,影響用電設備壽命,甚至在一些化工類企業(yè)中造成人員及設備安全問題。以太陽能板生產(chǎn)、機車相關配件生產(chǎn)加工等為代表的精密制造業(yè)的關鍵制造工藝對電壓暫降非常敏感,相關制造工藝因電壓暫降造成產(chǎn)品報廢的情況頻發(fā),造成了巨大的經(jīng)濟損失。

1電壓暫降數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

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)測裝置。

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

(1）從閃降頻率看,2019年的7個月發(fā)生15次電壓閃降,平均2.1次/月:2020年的5個月發(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)時間看,北郊變一年中閃降時間超過2s的共計3次,其余均小于500ms(35次）,其中小于50ms的共計10次。

(3）從電壓閃降幅度看,閃降時間超過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)測到該站10kV電壓閃降44次。

(1）從閃降頻率看,2019年的7個月發(fā)生35次電壓閃降,平均5次/月:2020年的5個月發(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)時間看,田橋變一年44次電壓閃降中時間超過2s的共計2次,小于500ms的共計25次,其中小于50ms的共計11次。

(3）從電壓閃降幅度看,閃降時間超過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行分析:2020-01-116T01:47,10kV重南152線過流Ⅱ段重合閘不成功,表1為接地故障時三相電壓瞬時值。

圖1為發(fā)生故障時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,北郊變過去一年的跳閘中,共有10次電壓暫降,調(diào)度系統(tǒng)并沒有收到任何跳閘相關信息,根據(jù)電網(wǎng)運維分析,此類電壓暫降可能是由10kV用戶設備短路故障,熔斷器快速熔斷,或者用戶柱開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)設備故障次數(shù)。

一是加強上級變電站及輸電線路運維管理,定期排查設備運行安全隱患,加強運維巡視管理,通過清理電力線路通道內(nèi)樹木,加強危險源管控,有效消除電網(wǎng)運行安全隱患。二是對電力線路外力破壞進行管控,管控吊車、挖掘機等危險源,使其與電力線路保持一定的安全距離,必要時安排專人值守。三是加強電力線路、變電站周邊環(huán)境整治,清除周圍塑料薄膜、異物掛線等安全隱患。

（2）配農(nóng)網(wǎng)工程嚴格執(zhí)行"標準工藝"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)工程建設中,對桿塔基礎、埋深、桿上變壓器、接地、并勾線夾等,應嚴格執(zhí)行標準工藝要求,確保工程質(zhì)量。

（3）對老舊線路進行改造。

對老舊線路進行絕緣化改造,特別是城區(qū)配電線路:對于電力線路周邊存在綠化樹木的情況,以及鐵塔、導線、絕緣子等金具有老舊損壞的情況,應及時列為儲備項目進行更換改造。

（4）加強客戶用電工程驗收管理。

客戶受電工程的建設質(zhì)量影響電力線路的安全穩(wěn)定運行,對客戶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)應嚴格驗收把關,確?？蛻羰茈姽こ藤|(zhì)量可靠,不會造成線路跳閘。

（5）加強用戶柱開及熔斷器的管理及規(guī)范化設計。

根據(jù)用戶工程的安裝容量及短路電流計算水平合理選擇熔斷器規(guī)格,園區(qū)線路、掛接客戶多的配電線路以及用戶設備狀況差、頻繁故障的資產(chǎn)分界點安裝帶隔離刀閘的智能柱上開關。對智能柱開進行保護校驗,根據(jù)該條線路變電站保護定值及用戶短路水平合理制訂保護配置方案,必要時設置零序保護。另外,熔斷器的質(zhì)量問題亦值得關注,應選擇通過國家相關檢測鑒定機構(gòu)認證的產(chǎn)品,優(yōu)先選擇市場口碑優(yōu)良、質(zhì)量可靠的電氣產(chǎn)品。

4結(jié)語

電壓暫降的原因多種多樣,只有從電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)共同加強設備運維檢修管理,提高設備質(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。