110kV線路降壓運行和10kV線路升壓35kV運行的探討

楊軍 李艷秋

摘? ?要：目前，我國110kV以上電網(wǎng)采用較多的是中性點接地方式，但在冰層覆蓋較為嚴重時，對處于調(diào)降單相接地電流而言，部分變壓器不進行接地，而是在非相間接地110kV輸電線上，采用35kV降壓進行運行，從而在短時間內(nèi)實現(xiàn)110kV線路電力供應(yīng)恢復(fù)，提升線路搶修效率，并保證線路電力供應(yīng)。本文針對2018年冬季古藺地區(qū)遭到了嚴重的冰雪災(zāi)害，造成全縣電力系統(tǒng)癱瘓的問題，對古藺縣110kV線路降壓運行和10kV線路升壓35kV運行進行了深入探討，以期為實際運用提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：敘古線? 單相接地? 降壓運行

中圖分類號：TM732? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）09（c）-0055-02

110kV古藺變電站是古藺縣主要電力供應(yīng)基地，一般是通過長度為447km的110kV敘古線（LGJ-185）進行電力供應(yīng)，供電方式為單線供電。2018年冬季，古藺地區(qū)遭到了嚴重的冰雪災(zāi)害，受害面積廣泛、冰層厚度極大，從而對該線路運行和電力供應(yīng)，造成了極大的不利影響，相當一部分的架空地線高度甚至不到導(dǎo)線的位置。2019年1月起，110kV敘古線由于冰層覆蓋嚴重，出現(xiàn)多次地線中斷、絕緣子損壞等的故障問題，一度造成全縣電力系統(tǒng)癱瘓。隨著春節(jié)的到來，加上氣候環(huán)境的惡化，當?shù)馗脖鶠?zāi)害不斷加劇，為保證當?shù)孛癖姡軌驓g度春節(jié)，古藺縣制定了一系列的搶修方案[1]。根據(jù)專家討論后決定將受損程度相對較輕的68號輕110kV敘古線降壓為10kV線路，向全縣進行供電。

1? 電力系統(tǒng)中性點接地方式分析

三相交流電力系統(tǒng)的中性點和大地電氣的接地方式一般被稱之為中性點接地。該接地方式具有安全性較高，成本要求相對較低等優(yōu)點，與系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平、過電壓水平、通訊干擾等的選擇有一定的關(guān)系。正常情況下，電網(wǎng)中性點接地方式和變電站中變壓器電壓中性點接地方式原理是相同的。

我國110kV和以上電網(wǎng)應(yīng)用最多的是中性點節(jié)點方式，但在電網(wǎng)設(shè)備實際運行過程中，處于調(diào)降單相接地電流而言，相當一部分的變壓器不進行接地[2]。在單相接地出現(xiàn)故障的情況下，非故障相電壓一般以低于1.4倍相電壓進行運行;當故障電流較大時，繼電器設(shè)備將在短時間內(nèi)做出跳閘反應(yīng)，從而消除線路故障[3]。因此，通過大電流接地系統(tǒng)，可將系統(tǒng)電源設(shè)備絕緣性降低到最低限度，從而減少建設(shè)成本。

1.1 中性點不接地方式

中性點不接地方式主要用于以架空線路為主的農(nóng)村配電網(wǎng)中，如10kV配電網(wǎng)其故障率大約是60%～70%，主要有以下幾個突出特點：

首先，當單相接地故障電流Ic<10A時，故障點電弧將自動熄滅，并在息弧后自動恢復(fù)故障點絕緣;單相接地不破壞系統(tǒng)的對稱性，使其能夠帶故障運行相當一段時間，從而保證連續(xù)供電。

在單相接地故障下，非故障相對地工頻電壓提升為線電壓，該系統(tǒng)的電氣設(shè)備絕緣性根據(jù)線電壓進行相關(guān)的設(shè)計工作。

其次，在Ic>10A的情況下，單相接地故障對地工頻，提升為線電壓，其電氣設(shè)備絕緣性，要求根據(jù)線電壓進行有關(guān)的設(shè)計工作。

一般情況下，接地電弧無法自動熄滅，其形成的過電壓等級較高的間歇性接地電壓，并持續(xù)較長一段時間，從而對電網(wǎng)絕緣設(shè)備造成一定的威脅和影響，甚至導(dǎo)致兩相接地故障，造成大范圍的停電[4]。電網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)諧振過電壓也可能造成電壓互感器被熔斷、主板設(shè)備被燒毀的情況。

1.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地

該接地方式主要用于單相接地故障電流Ic>10A的架空線路配電網(wǎng)主要有以下幾個特點：

首先，消弧線圈感應(yīng)電流對接地點電網(wǎng)容性電流進行補充，從而使故障電流小于10A，進而使電弧自動熄滅，并在電弧自熄后自動恢復(fù)故障點絕緣，并將弧光接地過電壓故障發(fā)生率降低到最低限度，使其能夠在故障情況下持續(xù)運行一段時間。

其次，提升地電位并降低接地工頻電流，同時將對信息系統(tǒng)可能形成的干擾以及對抵押設(shè)備的反擊減少到最低限度。

1.3 中性點經(jīng)電阻接地

該接地方式主要用于瞬間性接地故障相對較少的電纜線路中。首先，可有效降低過電壓。其次，中性點電阻作為耗能元件，能夠?qū)⒒」饨拥仉妷合拗圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)。電弧自動熄滅后，系統(tǒng)殘余電荷則在接地電阻作用下被流走;電弧重啟后，系統(tǒng)不會因交叉重疊產(chǎn)生過電壓[5]。

最后，可消除系統(tǒng)內(nèi)諧振過電壓，該接地方式的作用下，類似于諧振電路中并聯(lián)的阻尼電阻。

2? 電力系統(tǒng)中性點接地方式應(yīng)用

為在最短時間內(nèi)恢復(fù)電力供應(yīng)，保證古藺縣全體人民能夠歡度新春，對110kV敘古線進行搶修的方案顯然已經(jīng)不適宜了，應(yīng)當單獨引電。

2.1 降壓運行方案

2.1.1 具體方案

首先，敘永站要求將240mm2的電纜連接到110kV敘古線側(cè);

其次，古藺箭竹通過架空線路，連接110kV敘古線62號桿和10kV古德線，這兩類線路間距較短，只有50m不到。

最后，古藺站對10kV母線進行分段，并在10kV古德線作用下將電力送到二分段。

2.1.2 降壓運行的可行性

首先，10kV等級的電壓器對空氣間隙等的要求相對較低，可有效保證線路絕緣距離。

其次，在覆冰嚴重情況下出現(xiàn)單相接地故障的幾率相對較大，而35kV系統(tǒng)作為小電流接地系統(tǒng)，當出現(xiàn)單相接地故障的情況時不會對供電功能造成過多負面影響，從而將單相跳閘等故障減少到一定程度[6]。

最后，工程量相對較少，能夠在短時間內(nèi)起到恢復(fù)供電的目的。

2.2 升壓運行方案

2.2.1 具體方案

首先，將10kV郎灘線升壓為35kV線路，并將其接入35kV城郎線和貴州習(xí)水電網(wǎng)進行電力引入;并在35kV城郎線作用下將電力送入古藺35kV城郊變電站以及110kV古藺變電站，從而恢復(fù)古藺全城電力供應(yīng)。

其次，通過35kV降壓將35kV城郊變電站降壓到10kV，并引電到古藺各變電站，實現(xiàn)恢復(fù)供電的目的;

最后，110kV古藺變電站。對10kV母線進行分段，并通過1號主變將35kV側(cè)降壓為10kV，并送電到線路一分段。

2.2.2 升壓運行的可行性

（1）對10kV線路所需的空氣間隙和爬距調(diào)整為35 kV線路絕緣子，絕緣距離容易得到保證，原10kV針式絕緣子可直接用35kV復(fù)合針式絕緣子代替

（2）在單相接地故障發(fā)生率較高，35kV系統(tǒng)單相接地故障下，不會對線路供電形成直接影響，從而避免了單相跳閘風(fēng)險的出現(xiàn)。

（3）線路距離較短，且絕緣子更換工作量相對較小，能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)恢復(fù)供電的目的。

3? 結(jié)語

第一，在嚴重的自然災(zāi)害下，將110kV及以上輸電線路降壓為35kV或者將10kV電壓輸電線路升壓為35kV線路，是保證變電站供電穩(wěn)定性最為快捷、安全、有效的手段。

第二，對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化和完善。結(jié)構(gòu)完善的電網(wǎng)系統(tǒng)是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運作的基礎(chǔ)。首先，要求其能夠適應(yīng)當前社會電力供應(yīng)需求;其次，在單相接地故障情況下，可通過常規(guī)手段保證電力系統(tǒng)供電工作的穩(wěn)定性;最后，在多元化故障下，在結(jié)構(gòu)上不會出現(xiàn)到大功率轉(zhuǎn)移或者擴大事故的情況，并保證解列后分區(qū)電力的均衡供應(yīng)。

參考文獻

[1] 劉道偉，謝小榮，穆鋼，等.基于同步相量測量的電力系統(tǒng)在線電壓穩(wěn)定指標[J].中國電機工程學(xué)報，2005，25（1）：58-59.

[2] 羅毅，趙冬梅，潘學(xué)龍.基于PMU技術(shù)的電壓穩(wěn)定研究[J].現(xiàn)代電力，2006，23（2）.

[3] 孫華東，周孝信.計及感應(yīng)電動機負荷的電力系統(tǒng)在線電壓穩(wěn)定指標[J].中國電機工程學(xué)報，2006，26（6）.

[4] 王新寶.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的研究[D].浙江大學(xué)，2004.

[5] 李宏仲，程浩忠，朱振華，等.分岔理論在電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定研究中的應(yīng)用述評[J].繼電器，2006，34（4）：69-74.

[6] 侯媛媛.電壓穩(wěn)定性評估方法的研究[D].太原理工大學(xué)，2008.