大城市配电电缆单相接地故障快速处置
为进一步提升配电网供电可靠性, 降低大城市配电电缆单相接地故障引发电缆通道火灾和大面积停电事件风险,国网辽宁电力依据国家电网有限公司下发的《关于加强配电电缆网单相接地故障快速处置工作的指导意见》中提出的工作思路,决定开展大城市配电电缆网路单相接地故障快速处置能力提升工作。
沈阳市作为东北地区中心城市,正处于快速发展和建设过程中,且配网规模及复杂程度相对较大。因此,综合考虑上述因素,在国网沈阳供电公司开展小电流接地选线跳闸装置的试点工作。优先选择220千伏三绕组变电站且10千伏均为电缆线路(共计4座220千伏变电站)作为试点开展小电流接地选线跳合闸装置建设应用。并于2017年8月开始实施改造,12月末前4座变电站小电流选线跳合闸装置全部投运。
历经一年半的运行,4座变电站小电流接地选线跳合闸装置正确动作率为98%以上。配电电缆单相接地故障快速处置初见成效。
装置安装点位选择
沈阳劝工、太原、顺城、宁官4座变电站具备较高的安全运行需求,站内66kV馈线与10kV馈线电缆路径临近,发生接地故障时,10kV电缆设备存在放电隐患,快速切断故障线路可以保证非故障电缆安全运行,防止事故范围扩大,降低火灾风险。
在10kV侧装配小电流接地选线跳合闸装置,实现电缆线路单相接地故障选线跳合闸功能,具体配置方式如下表所示,分别在每个变电站装配了两组选线装置。
在小电流接地选线跳合闸装置安装过程中,电缆接线时有误触带电设备的风险,因此多次组织国网沈阳供电公司召开施工方案研讨会,确保施工安全。为保证设备调试质量,研究接地选线装置调试方法,并编制试验报告,指导现场设备调试。
技术原理及动作逻辑
当配网系统发生接地故障时,小电流接地故障选线跳合闸装置研判接地线路的故障电流,从而快速切断故障线路。故障发生5秒后,装置对选定的线路发出跳闸命令,同时阻止保护重合闸动作,如果接地故障消失确认为选线正确。
如果开关跳闸后接地现象未消除,选线装置会在2秒后对已切除的线路发出合闸命令,再次进行选线。在接地线路跳闸后,配网调控人员通过逐级、逐点试送的方式判断接地故障范围,组织运维人员查清原因并处理故障。
截至2019年6月,4座变电站的小电流接地选线装置共计动作跳闸53次,其中52次选线正确,1次错误跳闸因系统运行方式发生变化,选线装置参数设置未及时变更导致误选,小电流接地选线跳合闸装置正确动作率为98%以上。
不断升级,基于泛在电力物联网的配电感知技术
接下来国网沈阳供电公司将密切跟踪现有选线装置运行情况,积累运行经验。对小电流接地选线跳闸装置进行升级,主要包括:按照国网公司设计标准对端子排布置进行改进、完善面板显示内容实现线路实时状态显示、增强人机对话功能,使装置具备定值、报告、录波打印等。
研制移动式采集监测终端,采用多通道信息融合传感技术,监测变电站内选线装置的运行状态。通过配网运行大数据分析及综合评估,进一步提高选线装置准确率,实现系统故障远程分析、实时在线监测、多渠道信息发布等功能,促进选线技术的改进,指导配电网接地方式的调整,提高配网供电可靠性。
统计分析试点单位配网单相接地故障运行数据,以单相接地故障次数、选线正确率、平均选线切除时长、故障平均处理时长作为主要指标对单相接地故障选线跳闸装置的有效性进行评价。2021年,实现全部配网电缆线路和50%以上架空线路(含混合线路)单相接地故障快速选段并就近隔离。