發(fā)電車(chē)輸出電纜不同敷設(shè)方式下載流情況分析

金 童，李 煒，李佳蔚，李雙印，魏 巖，閆海月

（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司，北京 豐臺(tái) 100073）

隨著北京地區(qū)大型活動(dòng)供電保障工作要求和標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，突發(fā)情況下電力的應(yīng)急供應(yīng)備受關(guān)注[1-2]。發(fā)電車(chē)作為典型的應(yīng)急電源裝備，其工作性能的穩(wěn)定性、可靠性至關(guān)重要。因此，須定期對(duì)發(fā)電車(chē)運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)。通常情況下，使用模擬負(fù)載，可以有效檢驗(yàn)發(fā)電車(chē)的帶載性能，驗(yàn)證發(fā)電車(chē)的運(yùn)行工況。

1 發(fā)電車(chē)帶載測(cè)試說(shuō)明

發(fā)電車(chē)帶載測(cè)試，是將發(fā)電車(chē)輸出電纜與模擬負(fù)載相聯(lián)，通過(guò)逐漸加、減載來(lái)檢測(cè)機(jī)組輸出電流大小、響應(yīng)時(shí)間的能力。本次試驗(yàn)采用0.4 kV低壓發(fā)電車(chē)，功率為1 600 kW，額定輸出電流約為2 880 A。輸出電纜為4相6分裂，即A、B、C、N每相包括6根電纜，共24根電纜。模擬負(fù)載為阻性和感性負(fù)載，其中阻性容量1 600 kW，感性容量1 200 kvar，功率因數(shù)為0.8（滯后）。輸出電纜敷設(shè)在橡膠馬道線槽中，連接情況如圖1所示。

圖1 發(fā)電車(chē)與模擬負(fù)載連接示意圖

發(fā)電車(chē)輸出電纜為金山電纜（型號(hào)為WDZDCYJ-125，截面積185 mm2），電纜插頭、插座均為史陶比爾航空快速插頭、插座，型號(hào)分別為KBT 16BV-NS / M50-185H和KST16BV-NS / M50-185H，其額定載流量為450 A。

發(fā)電車(chē)帶載測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)發(fā)電機(jī)組滿載運(yùn)行時(shí)，試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電車(chē)輸出電纜各相分流不均的情況，部分電纜超載運(yùn)行，最高電流可達(dá)到695 A，同相其他電纜電流約為400 A，電流相差高達(dá)300 A左右。由于電流大幅超過(guò)插頭、插座額定載流量，發(fā)電車(chē)輸出端及電纜存在過(guò)熱現(xiàn)象。

2 分流不均原因分析

針對(duì)發(fā)電車(chē)輸出電纜同相分流不均現(xiàn)象，試驗(yàn)人員依次從發(fā)電車(chē)、模擬負(fù)載、輸出電纜等部分查找原因。首先調(diào)換電纜，發(fā)現(xiàn)相內(nèi)分流不均現(xiàn)象依然存在。為避免發(fā)電車(chē)插頭、插座的干擾，試驗(yàn)人員將插頭、插座連接方式更換為螺栓壓接，并更換500 kW、1 000 kW發(fā)電車(chē)進(jìn)行測(cè)試，問(wèn)題依然存在。隨后試驗(yàn)人員使用UPS電源車(chē)作為發(fā)電車(chē)的負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)，電纜載流不均現(xiàn)象仍未消失。最后試驗(yàn)人員將原因聚焦在發(fā)電車(chē)輸出電纜的敷設(shè)方式上，并采用以下方式進(jìn)行試驗(yàn)[3]。

敷設(shè)方式一：輸出電纜分相集中敷設(shè)在橡膠馬道，如圖2所示。

圖2 輸出電纜分相集中敷設(shè)在橡膠馬道

發(fā)電車(chē)滿載運(yùn)行，A、B、C三相電流情況見(jiàn)表1。A、B、C最大相差分別為236、383、150 A。

表1 電流分布情況（方式一） A

此敷設(shè)方式下，同相內(nèi)電流分布差別較大，差值最大為383 A。

敷設(shè)方式二：輸出電纜分相集中敷設(shè)在地面，如圖3所示。

圖3 輸出電纜分相集中敷設(shè)在地面

發(fā)電車(chē)滿載運(yùn)行，A、B、C三相電流情況見(jiàn)表2。A、B、C最大相差分別為88、346、340 A。

表2 電流分布情況（方式二）

此敷設(shè)方式下，同相內(nèi)電流分布差別稍有改善，但差值仍較大，差值最大為346 A。

敷設(shè)方式三：輸出電纜分組集中敷設(shè)在橡膠馬道，如圖4所示。

圖4 輸出電纜分組集中敷設(shè)在橡膠馬道

發(fā)電車(chē)滿載運(yùn)行，A、B、C三相電流情況見(jiàn)表3。A、B、C最大相差分別為66、75、95 A。

表3 電流分布情況（方式三） A

此敷設(shè)方式下，同相內(nèi)電流分布明顯改善，差值最大為75 A。

敷設(shè)方式四：輸出電纜分組集中敷設(shè)在地面，如圖5所示。

圖5 輸出電纜分組集中敷設(shè)在地面

發(fā)電車(chē)滿載運(yùn)行，A、B、C三相電流情況見(jiàn)表4。A、B、C最大相差分別為67、117、117 A。

表4 電流分布情況（方式四） A

此敷設(shè)方式下，同相內(nèi)電流分布比較均勻，差值最大為117 A。

3 結(jié)果分析

發(fā)電車(chē)輸出電纜敷設(shè)，采用同相并列敷設(shè)方式，同相內(nèi)電纜分流不均情況較為嚴(yán)重。采用同組排列敷設(shè)方式，同相內(nèi)電纜分流分配不均的情況得到明顯改善。從上述測(cè)試現(xiàn)象可以得出，電纜敷設(shè)方式影響著電纜分流情況。電纜通流存在集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，造成電流分流不均，按照同組排列敷設(shè)電纜，可有效降低電流分配不均的影響。