泗洪县工业园区配电网电压暂降初步分析

引言

电能质量问题包括若干种情况,其中电压暂降对用电设备的影响最为严重,会直接导致设备停止运行,间接影响人身安全及工业产品质量等。电气和电子工程师协会将电压暂降定义为电力系统中某点电压均方根值瞬间跌落至0.1～0.9p.u.,并在持续半个周期至1min的时间后恢复正常。

电压暂降形成的原因比较复杂,且各种电压暂降幅值、持续时间等也不同,主要由系统故障、大型感应电机的启动、电动机故障后恢复运行以及各种冲击性负荷的投运引起,另外电容器组的投切、某些开关操作等也可能造成电压暂降。一般情况下,电压暂降源可分为单一电压暂降源和复合电压暂降源。

电压暂降给电网中各类电力用户带来了直接影响,会造成工厂生产产品不符合标准、设备停电,影响用电设备寿命,甚至在一些化工类企业中造成人员及设备安全问题。以太阳能板生产、机车相关配件生产加工等为代表的精密制造业的关键制造工艺对电压暂降非常敏感,相关制造工艺因电压暂降造成产品报废的情况频发,造成了巨大的经济损失。

1电压暂降数据统计分析

目前泗洪工业园区涉及35kV北郊变、110kV董沟变、110kV泗洲变、110kV三里变、110kV田桥变及220kV杨庄变,其中220kV杨庄变20kV电压母线未安装电压暂降监测装置。

以北郊变为例,从2019年5月24日起,一年内共监测到该站10kV电压闪降38次。

(1）从闪降频率看,2019年的7个月发生15次电压闪降,平均2.1次/月:2020年的5个月发生23次电压闪降,平均4.6次/月,闪降频率翻番。

(2）从闪降持续时间看,北郊变一年中闪降时间超过2s的共计3次,其余均小于500ms(35次）,其中小于50ms的共计10次。

(3）从电压闪降幅度看,闪降时间超过2s的共发生3次,其中2次电压跌落为额定电压的13%,另外一次电压跌落为正常幅值的54%。电压跌落80%～90%,发生2次:电压跌落50%～80%,发生13次:电压跌落50%以下,发生23次,电压最低跌落至10%。

以田桥变为例,从2019年5月24日起,一年内共监测到该站10kV电压闪降44次。

(1）从闪降频率看,2019年的7个月发生35次电压闪降,平均5次/月:2020年的5个月发生9次电压闪降,平均1.8次/月,闪降频率降为原先的1/3。

(2）从闪降持续时间看,田桥变一年44次电压闪降中时间超过2s的共计2次,小于500ms的共计25次,其中小于50ms的共计11次。

(3）从电压闪降幅度看,闪降时间超过2s的共发生2次,电压跌落为额定电压的11%。电压跌落80%～90%,发生11次:电压跌落50%～80%,发生10次:电压跌落50%以下,发生23次,电压最低跌落至10%。

2线路故障引起电压暂降分析

以北郊变一次线路故障引起的线路跳闸为例进行分析:2020-01-116T01:47,10kV重南152线过流Ⅱ段重合闸不成功,表1为接地故障时三相电压瞬时值。

图1为发生故障时电压波形及电压幅值。

从波形图可以看出,电压暂降前,A、B、C三相电压幅值约为6.1kV:发生短路故障后,A相电压降低最多,最低值降低约为原值的80%,B相电压及C相电压降低约为原幅值的90%。

另外,北郊变过去一年的跳闸中,共有10次电压暂降,调度系统并没有收到任何跳闸相关信息,根据电网运维分析,此类电压暂降可能是由10kV用户设备短路故障,熔断器快速熔断,或者用户柱开零秒跳闸切除故障引起的。

3配电网电压暂降改善措施

(1）降低主网设备故障次数。

一是加强上级变电站及输电线路运维管理,定期排查设备运行安全隐患,加强运维巡视管理,通过清理电力线路通道内树木,加强危险源管控,有效消除电网运行安全隐患。二是对电力线路外力破坏进行管控,管控吊车、挖掘机等危险源,使其与电力线路保持一定的安全距离,必要时安排专人值守。三是加强电力线路、变电站周边环境整治,清除周围塑料薄膜、异物挂线等安全隐患。

（2）配农网工程严格执行"标准工艺"要求。

配农网工程质量直接影响配电线路的跳闸次数,因此在配农网工程建设中,对杆塔基础、埋深、杆上变压器、接地、并勾线夹等,应严格执行标准工艺要求,确保工程质量。

（3）对老旧线路进行改造。

对老旧线路进行绝缘化改造,特别是城区配电线路:对于电力线路周边存在绿化树木的情况,以及铁塔、导线、绝缘子等金具有老旧损坏的情况,应及时列为储备项目进行更换改造。

（4）加强客户用电工程验收管理。

客户受电工程的建设质量影响电力线路的安全稳定运行,对客户受电工程中的避雷器参数、电压互感器绝缘方式、电缆绝缘水平、熔断器额定电流等重要参数应严格验收把关,确保客户受电工程质量可靠,不会造成线路跳闸。

（5）加强用户柱开及熔断器的管理及规范化设计。

根据用户工程的安装容量及短路电流计算水平合理选择熔断器规格,园区线路、挂接客户多的配电线路以及用户设备状况差、频繁故障的资产分界点安装带隔离刀闸的智能柱上开关。对智能柱开进行保护校验,根据该条线路变电站保护定值及用户短路水平合理制订保护配置方案,必要时设置零序保护。另外,熔断器的质量问题亦值得关注,应选择通过国家相关检测鉴定机构认证的产品,优先选择市场口碑优良、质量可靠的电气产品。

4结语

电压暂降的原因多种多样,只有从电网侧和用户侧共同加强设备运维检修管理,提高设备质量,才能大大减少电压暂降情况的发生,保障电网供电质量。