关于配网线路转检修线路电容投退问题的探讨

关于配网线路转检修线路电容投退问题的探讨

周春平

柳州柳江供电局   广西 柳州   545100

摘要：随着电力安全生产形势的要求越来越高，各供电单位深挖影响安全生产因素的同时，往往采取冗余的安全措施。本文就配网线路转检修退出线路补偿电容器的安全措施进行了讨论，补偿电容器与线路阻抗进行能量交换时，消耗了补偿电容器存储的电能。配网线路转检修时，如果断开补偿电容器，不仅增加了工作量，而且导致安全措施冗余，笔者认为这种操作方法是不可取的。

关键词：补偿电容器磁场 电场

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随着电力安全生产形势的要求越来越高，各供电单位、各个部门都不断查找和深挖影响安全生产的各种因素，不断出现“争当安全生产啄木鸟，做规范操作机器人”，“查找身边的隐患”等活动，最大限度防止各类事故的发生。

最近笔者发现有人提出，在将10kV线路转检修状态时，必须将线路补偿电容器的跌落式熔断器拉开，并在电容的跌落式熔断器上端装设一组接地线（见图1）。原因是补偿电容器从电流断开后两极处于储能状态，电容器组从电流断开后储存电荷的能量是很大的，因而电容器两极上存留一定的电压，它最高可达电网电压的峰值，对人身造成极大的危害，为了防止人身触电事故，故需断开电容器组的跌落式熔断器后并加装一组接地线，确保施工人员的安全。

图1 补偿电容熔断器上端头装设接地线

在线路停电检修时，将线路的所有有可能来电的方向和危险因素切除，最大限度的保证工作人员的安全性是好的，但笔者认为将运行在线路上的补偿电容器退出的安全措施是冗余的。

1、从安全性角度来分析

在配网10kV线路中，每条线路有几台甚至十几台变压器，它们都是感性负荷。在运行过程中，它们既消耗系统的有功功率，还要吸收和交换无功功率，因此线路上必须安装有一个或多个无功补偿装置，目的是降低线路因输送无功功率造成的损耗，改善电网运行条件。现将电网简化如图2所示。

图2 配电网简化图

1.1 纯感性负荷与纯容性负荷的能量交换过程

由于线路的电容和电感都是储能元件，在变电站开关断开后，电容因两极储存的电荷要进行释放，从而产生电容电流Ic；电感线圈因感应产生电动势，由于回路条件具备形成，会产生感应电流IL。在纯电感负载中，电流滞后电压90°，这是因为在电感性负载回路中，电流通过时，在其绕组的周围就会建立交变磁场，而这个交变磁场会在自身电路里产生感应电动势，它有阻碍原电流变化的作用，从而使负载两端的电压和电流不能同时达到最大值，使电流滞后电压90°相位角。而在理想的纯电容电路里，电容性负载具有和电感性负载相反的性质，即电容负载的电流超前电压90°，其向量图如图3所示。

图3 纯感性负荷和纯容性负荷向量图

由图3可知，纯电容性和纯电感性的电流相位差180°，它们能够互相抵消，所以在电源向负载供电时，感性负载向外释放的能量由并联电容器将能量储存起来，当感性负载需要能量时，再由电容器将其储存的能量释放出来。

1.2 实际运行线路的阻抗与容抗的能量交换过程

由于在实际线路中电容的补偿方式都是欠补偿方式，变压器电感的电抗值ωL要远大于无功补偿的容抗值。在来回电场能量和磁场能量的转换过程中，除了产生磁场能量消耗外，因回路中产生的电流线路电阻R1、R2不断消耗剩余电量进行放电，能量交换如图4所示。

图4 补偿电容器与线路阻抗能量交换图

1.3 线路转检修时，补偿电容与线路阻抗能量交换过程

线路转检修，在不断开线路补偿电容时，线路补偿电容器剩余电量将与线路阻抗形成回路，进行放电，如图5所示。

    图5 电容放电回路

由于线路补偿电容的放电时间为t=2.1RC×10-6，举例如下：

由上面的例子可以看出，在断开变电站开关到人员 进行操作电容跌落式熔断器时，线路补偿电容存储的电能早已释放完毕，并且线路侧已挂接地线，安全措施已有保证。此时，再断开电容器跌落式开关是冗余的。因此，笔者认为在线路转检修时，可不必退出补偿电容器。

2、从可操作性角度分析

由于这些补偿电容器大多安装在负荷集中地区或线路末端处。在农村配电网中，每条10kV配电线路至少安装有两个以上补偿电容器。如要求线路转检修时，需将每个点的无功补偿装置的跌落式熔断器拉开，并装设一组接地线。结合实际情况，排除考虑来回路程的问题，那么操作有两种方式：

方式1：调度通知→变电站值班员断开变电站开关、装设主线接地线（或合接地刀闸）→反馈调度→配电运维人员拉开电容跌落式熔断器、装设电容电源测接地线。那么电容器的电量最迟在变电站值班员装设变电站主线接地线时已经放电完毕了。

方式2：调度通知→配电运维人员拉开电容器跌落式熔断器→反馈调度→变电站值班员断开变电站开关→反馈调度→登杆对电容放电、装设电容接地线→变电站值班员装设主线接地线。这个来回汇报和操作过程费时费力，不仅影响了停送电和施工工期，而且增加操作人员的操作风险。

3.结论

根据上述分析，笔者认为在线路转检修时，在线路侧已经装设接地线，保证了线路处于检修状态，不需要退出线路补偿电容器以及在电容器的跌落式开关上端头装设接电线。线路转检修时，保持补偿电容器跌落式开关在合位，既能保证人身安全，又可以大大提高停电工作效率。

参考文献：

[1]林玉煌. 配网线路相关问题及措施的论述.电力系统及自动化,2017-12.

[2]张德威. 浅析配电网线路状态检修存在问题及应对措施.产业经济,2020-12.

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