論文-提高鐵路10KV電力貫通線路穩(wěn)定性

PAGEPAGE2提高鐵路10kV電力貫通線路穩(wěn)定性Xx（xx工程有限公司，北京，100000）摘要：通過分析神州鐵路10kV電力貫通線路不穩(wěn)定的狀態(tài)，找出發(fā)生電力故障的原因和影響要素，并采取一些列的措施，降低故障率，提高線路運行的穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)損耗，降低成本支出，提高經(jīng)濟效益，有利于鐵路的長久穩(wěn)定運營。并從中總結(jié)經(jīng)驗，靈活運用到實際中，提倡在其他新建項目開展過程中，對所積累的技術(shù)成果進行推廣加以利用，把技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實際經(jīng)濟價值。關鍵詞：分析；不穩(wěn)定；狀態(tài)；影響；要素；提高；措施；轉(zhuǎn)化；價值Improvingthestabilityofrailway10kVpowertransmissionlineXx(xxd，Beijing100000，China)Abstract：Byanalyzingtheunstablestateofrailway10kVpowertransmissionline,findoutthecausesandfactorsoftheelectricpowerfailure,andtakesomemeasurestoreducethefailurerate,improvethestabilityofthelineoperation,andreducethelossofthesystem.reducingthecostandincreasingtheeconomicbenefitswillbenefitthelongandstableoperationoftherailway.Andfromthesummaryofexperience,flexibleapplicationtopractice,advocatingintheprocessofothernewprojects,theaccumulationoftechnicalachievementsinthepromotionoftheuseoftechnicalachievementsintotheactualeconomicvalue.Keywords：Analysis；instability；state；influence；factor；improvement；measure；transformation；value.前言神州鐵路起點為錦州西港口終點至朝陽北站，正線全長282公里，為國家I級鐵路，神州線主要承擔\t"/item/%E9%94%A6%E8%B5%A4%E9%93%81%E8%B7%AF/_blank"錫林郭勒盟、白音華周邊煤田及各種礦產(chǎn)到\t"/item/%E9%94%A6%E8%B5%A4%E9%93%81%E8%B7%AF/_blank"遼西地區(qū)的運送，承擔著通過錦州港貨物外運的任務，成為赤大白鐵路重要的集運線路之一。我項目施工的三電一標（錦州至朝陽段）線路，全長118公里，橫跨錦州、葫蘆島、朝陽三個區(qū)市，施工內(nèi)容包含錦州至朝陽段全部的通信、信號和電力工程（三電綜合項目），其中電力工程承擔著神州全線設備及生活用電的供應，電力工程的穩(wěn)定性直接影響到鐵路運營的質(zhì)量和能力，提高供電線路供電的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。1電力系統(tǒng)狀態(tài)分析神州線在2016年10月1日至2017年10月1日運營期間，發(fā)生故障26次。運行費用較高，無功功率大于有功功率。申請停電計劃次數(shù)較多，全年停電計劃達到22次。在現(xiàn)狀調(diào)查期間，我們對故障的原因、停電計劃申請、配電所定值、系統(tǒng)設備各項指標進行統(tǒng)計，調(diào)查結(jié)果如下：故障統(tǒng)計情況序號故障類別次數(shù)發(fā)生比例備注1弧光告警623%樹木侵害2人為因素14%人為破壞3線路接地415%避雷器斷線、樹害、鳥害4施工跳閘312%現(xiàn)場施工開挖5天氣因素1246%雷擊、大風系統(tǒng)設備情況序號項目單位數(shù)量備注1干線電纜長度公里62.62線路導線長度公里83.33區(qū)間設備容量KVA3425變臺、箱變4電抗器容量KVA1085電容器容量KVAr600停電計劃情況序號計劃類別數(shù)量發(fā)生比例備注1常規(guī)檢修42故障檢修63線路設備安裝5增高架、隔開等4樹木砍伐1樹木侵線5其他單位申請6現(xiàn)場施工配電所定值設置情況整定值可靠

系數(shù)返回

系數(shù)自啟動系數(shù)裝電

容量流互

變比過流

（A)過流

時限(S)速斷（A)速斷時限(S)失壓保護失壓時限重合閘時限回路KHKFKzSNLHIgltIsdtUt（s）t（s）電源一NLH=200/51.250.951.5870401.40.54.20.041V2電源二NLH=200/5000000.00.00.00.000貫通1（赤峰）NLH=20/51.250.951.536048.20.224.665-70V

投入21.2貫通1（朝陽）NLH=20/51.250.951.535048.00.223.965-70V

投入21.2站饋一NLH=200/51.250.951.5160400.40.31.1站饋二NLH=200/51.250.951.50400.00.30.0站饋三NLH=200/51.250.951.50400.00.30.0站饋四NLH=200/51.250.951.50400.00.30.0母聯(lián)回路NLH=400/51.250.951.50800.00.50.0自閉一

NLH=10/51.250.951.5020.00.20.065-70V

投入21.2自閉二

NLH=10/51.250.951.5020.00.20.065-70V

投入21.2自閉調(diào)壓器

NLH=15/51.250.951.5030.00.40.0貫通調(diào)壓器

NLH=20/51.250.951.540049.10.427.3電容柜NLH=40/51.250.85300KVAR85.165-70V

投入22因素分析從以上調(diào)查表可以得出這樣幾點信息：自然天氣影響是造成故障發(fā)生的主要原因，樹木侵害、避雷器斷線、鳥害、大風、雷擊都影響到線路的穩(wěn)定，如何消除此項影響，是增強線路穩(wěn)定性的關鍵。配電所部分定值設置較小，容易發(fā)生零序一段跳閘故障。線路呈感性，是產(chǎn)生超高無功功率比的重要原因，合理調(diào)整系統(tǒng)的容抗比例，增強線路穩(wěn)定，降低電費支出。線路施工項目較多，應加強現(xiàn)場管理，避免人為破壞現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查收集信息和綜合討論，總結(jié)出造成線路運行穩(wěn)定性差的原因有以下諸多因素：（1）線路整體呈感性，線路感性高是造成無功功率高的主要原因，按照當?shù)毓╇娋忠?guī)定，功率因數(shù)達不到90%，要收取額外的無功功率費用，這是造成電費高的主要原因。（2）配電所內(nèi)的聚優(yōu)柜消弧裝置設計目地為消除單相接地產(chǎn)生弧光過電壓，在弧光產(chǎn)生時該裝置根據(jù)PT開口零序電壓及各相電壓變化情況確定哪一相接地，并迅速啟動單相真空接觸器接地，改弧光接地為金屬接地，迏到消弧目地。但該裝置在實際使用中，系統(tǒng)電源任何一處（包括上級變電所和同級受電系統(tǒng)）絕緣不好產(chǎn)生接地時，該裝置均動作，將該相通過真空接觸器接地，鐵路配電所故障顯示由非金屬接地變?yōu)榻饘俳拥?。雖然這樣消除了線路上的弧光，但是鐵路配電系統(tǒng)金屬接地后，回路中零序電流突然增大，會造成上級所零序電流保護跳閘；（3）西港口站10kV配電所外部電源無進線隔離開關，在進行檢修時無法進行斷開，需要提前1個月報送停電申請，且在配電所進線電源柜發(fā)生故障時不能及時斷開造成安全隱患；（4）線路避雷器、變壓器、電抗器與導線的連接部位采用銅鋁過渡線鼻子，在風吹和雨水侵蝕下容易造成銅鋁過渡處斷裂，導致接地故障發(fā)生；（5）樹木侵線情況嚴重，線路多處地方存在樹害，朝陽、錦州地區(qū)多大風天氣，樹木搭線情況時有發(fā)生，導線單根搭線接地后，在配電所顯示弧光告警，如持續(xù)時間長，可轉(zhuǎn)為金屬接地，甚至跳閘事故；（6）鳥害的影響，線路上鳥窩雖然能夠及時清理，但是部分地段麻雀等飛禽數(shù)量密集，在大量聚集時容易造成相間短路；（7）線路地線裝置缺失，容易引發(fā)雷擊，特別是朝陽地區(qū)多山谷、雷雨季節(jié)較多，線路受到雷擊的概率較大，線路上跨路、跨線等保護接地裝置部分受損或缺失，存在安全故障隱患。（8）沿線施工地點較多，容易造成人為損害，防護網(wǎng)、排水溝、綠化、管網(wǎng)、地方石油天然氣等施工大量存在，造成多次高壓電纜被挖斷的情況。（9）運營維護人員的技能水平和工作經(jīng)驗有待提高，及時有效的處理各項故障，能夠為線路搶修、恢復爭取更多的機會，提高線路有效運行時間。3采取相應的措施3.1非要因（1）施工破壞：施工破壞能夠造成線路故障，屬于偶然，通過加強管理、加強巡查力度來避免。員工技能經(jīng)驗不足：通過培訓教育、加強自身學習等方式進行提高。3.2要因?qū)τ绊懢€路穩(wěn)定性的主要因素逐項分解，制定了如下措施：序號要因采取措施1線路感性高線路增設電抗器3臺，型號為：BKDS-10kV，額定容量38Kvar，電抗值875Ω，電流6.6A。2消弧消諧裝置投入鐵路配電所聚優(yōu)柜退出消弧功能，保留電壓顯示、過壓保護、諧波消除功能；在貫通和站饋高壓回路增加零序互感器功能，實現(xiàn)本所內(nèi)零序保護；跟上級所協(xié)商，在上級所后臺調(diào)整零序過流定值，調(diào)大出線柜零序定值，取消零序跳閘只做報警。3配電所電源無隔離開關配電所進線增加2座箱式負荷開關，型號為：DFW-12/T630,具備帶電顯示功能，自帶接地裝置。4接頭連接不牢靠更換全線容易斷裂的銅鋁線夾、銅鋁鼻子等，采用全鍍錫防斷裂類型。5樹害、鳥害砍伐沿線臨近樹木325棵，加強巡查管理。6接地裝置缺失補齊接地裝置69處，并做接地標識。（1）線路呈感性，當線路中感性負載過多時候會影響線路的功率因數(shù)，感性增多，功率因數(shù)下降，無用功增長，有用功使用率下降。配電所模擬屏顯示（拍照）：線路增設電抗器3臺，型號為：BKDS-10kV，額定容量38Kvar，電抗值875Ω，電流6.6A。（拍照）：（2）消弧消諧裝置的投入，消弧消諧裝置消弧功能會經(jīng)常動作，很容易實系統(tǒng)變成金屬接地，當零序電流超過上級所的定值，還會造成上級所的出線柜斷路器跳閘，對線路的穩(wěn)定性造成很大的影響。鐵路配電所聚優(yōu)柜退出消弧功能，保留電壓顯示、過壓保護、諧波消除功能；在貫通和站饋高壓回路增加零序互感器功能，實現(xiàn)本所內(nèi)零序保護；跟上級所協(xié)商，在上級所后臺調(diào)整零序過流定值，調(diào)大出線柜零序定值，取消零序跳閘只做報警。（3）配電所進線電源無隔離開關，對設備檢修造成很大不便，安全性能下降。配電所進線增加2座箱式負荷開關，型號為：DFW-12/T630,具備帶電顯示功能，自帶接地裝置。裝設箱式負荷開關（拍照）：（4）接頭連接不牢靠，接頭斷線發(fā)生幾率較高，在斷線的情況下容易發(fā)生線路接地情況，是造成線路不穩(wěn)定的重要因素。更換全線容易斷裂的銅鋁線夾、銅鋁鼻子等，采用全鍍錫防斷裂類型。接頭斷裂(拍照）:（5）樹害、鳥害的存在是造成弧光接地和相間短路的主要因素。砍伐沿線臨近樹木325棵，加強巡查管理。樹害(拍照）:（6）接地裝置的缺失使線路遭受雷擊的概率加大，是造成線路不穩(wěn)定的重要因素，線路上跨越道路、跨越地方銅通信線應設接地，但是很多地方缺失，部分被破壞，影響了系統(tǒng)的正常運營。補齊接地裝置69處，并做接地標識。部分跨越接地缺失(拍照):4效果檢查通過采取措施，對神州鐵路0-118公里全線進行整改后觀察，在7月1日至9月30日期間，線路穩(wěn)定性明顯提高，運營電費基本控制在正常范圍，由于加強了現(xiàn)場管理，亂施工現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，停電計劃有序進行。4.1措施實施前后對比序號觀測項目4月5月6月7月8月9月1電費（元）4278545568533352553122346301552故障次數(shù)2332013施工監(jiān)督次數(shù)1222234線路巡查222335從上表可以看出7-9月份發(fā)生故障的次數(shù)和使用電費明顯減少，隨著管理的加強，供電線路會越來越穩(wěn)定，效果會更明顯，說明影響線路穩(wěn)定性的因素分析正確，措施得當，問題得到控制，達到了預期目的。4.2改進成本消耗序號投資項目內(nèi)容施工成本（萬元）1增設電抗器三臺桿式電抗器，型號：BKDS-10kV15.62增設零序互感器零序互感器裝置4套6.53增設負荷開關2座箱式負荷開關，型號為：DFW-12/T63084更換連接頭更換銅鋁鼻子124處，銅鋁設備線夾31處3.55清理樹害、鳥害砍伐樹木325棵4.56補齊接地裝置接地裝置69處0.87合計38.94.3經(jīng)濟效益項目投資約為：38.9萬元每年電費估算結(jié)余：20000千瓦*0.7元/千瓦*12月=168000元每年節(jié)約處理故障估算費用：26次*5