浅析一种智能10kV间隔旁路车及临时输电系统应用技术

浅析一种智能10kV间隔旁路车及临时输电系统应用技术

杜炳超

国网北京市电力公司北京市100000

摘要：随着经济的不断发展和社会的不断进步，人们的生产和生活遂平日益提高，为电力事业的发展提供了广泛的空间和前景。但是在电力事业不断兴起和广泛建设的同时，输电线路中存在的各种安全问题也逐渐暴露出来，为人们的用电安全和生命财产构成较为严重的威胁。为此，在电网输电线路中配置继电保护成为电力企业普遍使用的预警和保护手段。

关键词：智能10kV间隔旁路车；临时输电系统；

前言：旁路不停电作业技术是一项提高配电网供电可靠性的新型带电作业技术，主要由柔性电力电缆、自锁定快速插拔式终端、自锁定快速插拔式中间接头、自锁定快速插拔式T型中间接头、绝缘引流线夹和旁路开关等部件组成。它能在很短的时间内，构建一套临时旁路供电系统，在不间断地供电状态下，完成架空配电线路和地下电力电缆线路的计划检修工作、故障抢修工作和设备更换工作，最大限度地缩小停电范围、降低停电对用户影响。

一、旁路作业原理

旁路电缆带电作业应用于在带电检修过程中原运行线路需要有断开过程的作业，或者需要变更电源的作业。例如，带电更换开关、熔断器，带电检修电缆，临时取电等。选取待检修点范围外侧的AB两点，采用柔性旁路电缆并接在AB处，将运行设备断开，然后利用旁路电缆供电。配网线路旁路作业法是一种在确保用户不停电的情况下进行线路检修的作业方法，该方法通过在主线路上搭接旁路作业来保证用户不停电。而现有旁路作业系统存在所需车辆多、移动不便、受作业场地限制和对旁路开关等设备的安全防护措施复杂等问题。因此，研究新的旁路作业方法具有重要的学术意义和工程应用价值。

二、智能10kV间隔旁路车

1.平台参数。为实现复杂地段的旁路不停电，设计研制了10kV旁路作业移动平台，平台总重为450kg，该平台采用伸缩支架式升降结构，架设旁路负荷开关更加便捷，省时省力，系统的升降装置升起时，整体高度可达3．8m，可以形成足够高的安全距离，可有效解决负荷开关的安全防护问题。当升降装置收缩时，整体高度不到1．3m，占用空间小，便于搬运和存储。该系统可以实现在各种复杂的环境下开展旁路作业，实现不停电更换柱上断路器和跌落式熔断器等常规方法无法实施的不停电作业内容。

2.平台控制系统的设计。为解决小型旁路作业过程中旁路负荷开关的安全防护问题，笔者在移动平台上设计安装了自动升降系统:将旁路负荷开关放置在具有自动升降功能的支撑平台上，可以保证足够的安全距离，确保作业安全。当旁路开关处于非工作状态时，升降梯处于收缩状态，占用空间小，便于移动与维护;当负荷开关处于工作状态时，升降梯处于升起状态，将负荷开关升至与地面保持足够安全距离的高度，以确保作业过程中人员和设备安全。为使平台实现车轮无侧滑的转向，车轮的偏转必须满足以下条件:汽车前轮定位角都等于零、行走系统为刚性、汽车行驶过程中无侧向力的前提下，整个转向过程中全部车轮必须围绕同一瞬时中心相对于地面作圆周滚动，例如对于两前轮转向情况。在设计平台转向传动系统时，为减小车轮侧滑，转向机构应使两前轮偏转角在整个转向过程中尽可能精确地满足关系。旁路作业移动平台的转向控制采用转向梯形结构，将牵引杆作为转向操作杆。当前方拖行车辆变换车道或转弯时，牵引杆受力方向发生变化，产生转动力矩，该力矩通过左、右转向拉杆传递至前轮转向轴，完成车辆转向动作。

3.作业项目为“带电更换三相柱上隔离开关”。在搭建旁路时，作业现场只需一台绝缘斗臂车和移动平台。当建立好旁路系统后，升降平台将负荷开关升至作业位置，离地高度3．8m达到了安全距离，因此不需要对负荷开关进行其它保护措施，只需对平台周围用围栏遮挡即可。整个作业过程耗时20min，现场占用空间小，工作强度小，成功完成了带电更换三相柱上隔离开关作业项目，证实了本研究提出方法的有效性。10kV配网线路小型旁路作业新方法研究及新工具研制将会获得很大的社会和经济效益，对电网的安全、人民的生活有着积极的意义。10kV配电网多重安全防护可以同时用主绝缘工具和辅助绝缘工具，主次配合，从而提高配电网带电作业的安全性。带电作业前，要对配电网相邻的线路进行绝缘遮蔽或者隔离，确保作业人员是在全套的绝缘安全工具下进行作业。10kV配电网带电作业时，可以有效利用绝缘操作杆、绝缘手套、绝缘鞋等全套绝缘工具，形成全面立体的防护措施，保持绝缘体和地面之间的防护绝缘，并利用绝缘遮罩与空气之间形成的防护绝缘体，保护作业人员的安全。

三、临时输电系统

1.有无时限继电保护。无时限的电波速段保护选择性是依靠动作电流保证的，有时限的电流速断保护、过电保护选择性依靠动作时限保证。阶段式的电流保护无时限速断保护是固定有动作实现0.1秒的跳闸动作。有时限的电流速断保护动作时限时间是0.5～1秒，全线路切除故障的时间是0.5秒或1秒。对于10KV以下的配电网在一般情况下对保护的快速性没有特殊的要求。无时限的电流速断不能够保护线路的全长，其带时限的电流速断保护灵敏性受系统运行方式的影响，在系统欲行的方式发生较大的变化时，则不能够满足其灵敏度的要求。而无时限电流速断在通常情况下是可以满足这种需求的，但是在电流负荷较大的输电线路中，由于过重的负荷和线路末端的最小短路电流相近，也难以保证其灵敏性。

2.加装方向元件保护。在继电保护对电流进行相应保护的基础设置上加装相应的方向元件，能够在多电源辐射所形成的网络，和单电源环形网络中起到动作选择性的保护作用。但是对于那些多电源且不经过电源引出对角线接线的环状网络，就不能够给出选择性的保证。放线电流的机电保护在其速度和灵敏程度上与电流保护基本相同。因为功率方向的继电器是相对比较复杂的继电器，其在基础装置中增设可保护装置接线的复杂性，所以在双侧电源的线路中，如果不能够影响动作选择性，就要尽量不采取功率方向的元件。

3.横纵联差动继电保护。横联方向应用于双回路线中，能够起到切除故障线路的作用，动作迅速、接线简单。其缺点表现为存在相继动作区。如果将横联差动保护运用在单回线路中的主权保护或双汇先的后备保护，需要在原有的基础上另设一套三段式的电流或距离。纵联差动保护的原理是比较线路两端的电流大小和相位，判断区内或是区外的故障，所以在纵联差动保护在电流保护和距离保护中具有灵敏性、选择性、快速性，较之从装置保护的一个侧面观察故障信息的电流保护和距离保护具有不可比拟的优越性。通常输电线路在一般性质的继电保护不能够满足保护要求，并且线路的长度不会超过其允许范围的情况下，使用纵联差动机电保护。

结束语：电力企业的迅速发展壮大是经济发展和时代进步的一个重要标志，大规模的铺设电网和输电线路对于促进不同地区的经济发展和实现各地区的共同富裕具有一定意义的促进作用，对于电网的建设和电力安全问题是电力企业和相关管理部门始终不能忽视的重点。各种机电保护在输电线路中的运用，在很大程度上保证了输电线路的及时危险预警和断电保护，及时切断危险源与其它用电区域的关联，减少大范围的危险和不必要的人身伤亡、财产损失。熟悉掌握继电保护的配置和保护功能，对于充分发挥其保护作用至关重要。

参考文献：

[1]杨凤涛、邵可然罗俊华，有限元网格自动剖分，《高电压技术》2018年第5期第30卷

[2]杨启平,李龙.带电作业操作方法[M].北京:中国电力出版社,2017.

[3]卢勇明.10kV配电架空线路带电更换柱式绝缘子工具的研制和应用[J].电力讯息,2016,9：173-174.