| 配网应急设备集成与应用试点研究 |
1项目研究的意义
1.1推广应用配网应急设备集成与应用可以极大地提高配网的供电可靠性
配电线路分布广，设备多、受环境影响大，电系统直接面向用户，是电力系统的关键环节，也是电力系统中的薄弱环节。用户遭受到的平均停电时间中90%以上是由配电系统计划停电和故障引起的。由于配电线路及设备的自然老化、设备品质和工程缺陷、运行工况的恶化等各种原因，配电网架空线、电缆受到外力破坏的事故。按照传统计划停电检修的方式进行，导致对用户的停电难以避免，同时电缆网路中的停电工作时间远远长于架空网络，大型配电物资的物流调运周期较长，按照传统计划停电检修的方式进行，已经不能满足用户对供电可靠性的要求，结果是城市供电可靠性的提高受到严重阻碍。
深圳供电局有限公司抢修及缺陷消缺最常用的是传统作业法。作业需查找到故障或缺陷设备后，先对故障或缺陷设备进行隔离，非故障或非缺陷段进行转供电操作，恢复其供电。而后申请备品物资，等待物资到达现场后进行故障（缺陷）设备更换，试验合格后，操作复电，至此全部客户恢复送电。因此，配网环网柜、变压器等主设备故障或存在紧急、重大缺陷时，物资配送和现场设备安装时间长，严重影响快速复电时间。
借鉴国际、国内先进做法，在配电网络中采用旁路电源、备用电源、负荷转移的少停电或不停电作业法，可以有效解决上述问题，大大提高供电可靠性。按照作业的电力设备是否带电可以将不停电作业方式分为两种：一种是可以直接在带电的线路及设备上检修作业，即带电作业；另一种是无法直接对配电设备进行带电作业，需要用移动电源（移动发电车、负荷转移车等）、旁路电缆将需要检修、抢修的设备从电网中分离出来，停电处理后，恢复到检修前状态。
旁路带电作业作为一种新型的配网抢修作业技术，目前已经在国内多家电力公司得到应用。但由于设备电气性能的局限性，该项技术多在架空线路上开展，并且只能满足在部分分支用户线路上应用。在深圳，配网电缆化在配电网中所占的比例越来越大，由于电缆化配网受环网柜五防系统的制约，旁路带电作业技术如果不能突破，其应用不能满足深圳配网的发展需要。因此，有必要结合深圳配网特点，对旁路带电作业技术中关键设备和技术进行攻关，使这种既安全又实用的技术能够适用于绝大多数配网线路，使其应用范围更加广泛的应用。
随着深圳地区经济的高速发展，大量高科技术企业的落户，用户对供电可靠性的要求也越来越高。大力开展配网应急设备集成与应用，使在配电线路及设备的作业无论在成本、质量和速度上都能得到改善，实现高绩效管理。不停电、短时停电作业是今后配网线路作业的主要发展方向，是提高配电系统供电可靠率，提高设备和电网的稳定性安全有效的途径。通过开展配网应急设备集成与应用试点研究，可以提高供电可靠率，及时处理缺陷，向用户连续供电，避免电力供需纠分，提高经济和社会效益；可以解决了长时间设备停电作业和向用户不连续供电的矛盾。
1.2满足深圳供电局创建国际先进水平供电局的需求
旁路带电作业作为一种新型的配网抢修作业技术，其装备及技术都已较为成熟，但其作业部分仍是在带电环境下作业，存在一定的安全技术要求和操作风险。编制作业线路不停电作业技术导则、配电网应急检修、抢修技术应用方案，旁路设备的日常保养，定期检测和旁路设备手册。将有效准确归纳故障类型，有序组织作业器具，处理故障的标准化应用方案，规范化安全操作流程，是保证旁路带电作业技术安全高效应用的有力保障措施。
配网应急设备集成及应用研究可以有效提高供电可靠性，供电可靠性是指供电系统持续供电的能力，是衡量供电系统管理水平的国际性指标。通过开展以配网的不停电作业技术的应用，达到不停电或少停电处理缺陷的目的，提高供电可靠率，是实现将深圳供电局打造成国际先进电力运营商有力措施。
2.项目研究内容
(1)调研配电网应急抢修、保电、检修等作业技术应用内涵、组织形式与技术装备需求，包括：配电网应急设备的开发和集成，技术的实用性和发展前景研究。
（2）研究旁路作业法在配网的应用技术，包括：研究旁路作业法的技术内涵，旁路作业系列工具的应用技术；研究旁路作业在深圳配电网的应用条件；研发适合深圳配电网情况的中、低压快速连接头及配套设备；旁路作业法的安全操作技术要求等；研究进行不停电或短时停电的架空线缆、环网柜、电缆分接箱、柱上开关等应急供电技术。
（3）研究移动电源作业法在配网的应用技术，包括：中压移动发电车的技术要求，中压移动发电车在配网提供应急电源的接入和退出方法；多台移动发电车并列运行技术；研究移动电源作业法在短时停电的架空线缆、环网柜、电缆分接箱、柱上开关应急供电的应用技术。
（4）研究开发低压大电流快速连接技术，包括：开发400A大电流快速连接头，从两个技术方向研究和对比，一是防止连接头带电拔插及相关联锁装置技术；二是连接头带电拔插的防触电及灭弧技术；研究连接头低拔插力的技术研究。
（5）研究编制适合各种故障的配电网应急设备的应用方案、设备的使用保养及测试的技术规范，包括：编制配电网应急检修、抢修技术应用的方案，设备的日常保养，定期检测，制订技术导则和设备手册。
将应急设备集成，研究技术导则、作业指导书和作业特点，针对配网不同类型停电提出最佳解决方案，形成指导减少配网停电时间的作业指导。
我们能采取的配网应急设备有以下几种：
一．应急作业设备情况
（1）旁路环网柜车：车载配置5单元全密封全绝缘环网柜1组（3线路3变压器单元），出线侧均采用50mm2柔性电缆快速接口。最大供给负荷为2500kVA（以柔性电缆电流150A计）；
（2）旁路负荷转移车：车载配置3单元全密封全绝缘环网柜1组（2线路单元1变压器单元），800kVA变压器1台，低压配电柜1组，50米/盘的240mm2低压电缆4盘。线路单元出线侧均采用50mm2柔性电缆快速接口，变压器低压侧配置两路低压出线接口。线路单元最大供给负荷2500kVA（以柔性电缆电流150A计）；
（3）旁路作业电缆车：车载配置50米/盘的10kV 50mm2柔性电缆18盘，以及旁路电缆连接用快速插拔中间接头4套（3只/套），预制两端快速插拔终端头电缆6条（50米/条）；预制一端快速插拔终端头一端肘型电缆终端头电缆6条（50米/条），预制一端快速插拔终端头一端肘型电缆终端头电缆3条（25米/条），预制一端快速插拔终端头一端户外电缆终端头电缆3条（25米/条），绝缘栓6套。
（4）转接类设备：10kV L型铠装电缆与柔性电缆连接转换接头4套（每套3只），10kV直线型铠装电缆与柔性电缆连接转换接头1套（每套3只）,10kV电缆分接箱1台。
（5）电缆保护类设备：电缆过街保护板30块（0.9米/块）；电缆保护槽盒100个（2米/个）。
1.1旁路电缆转接头的研制
新旁路电缆作业方式思路是：研制一种电缆转接装置，利用原来线路上的电缆，通过电缆转接装置连接到旁路电缆作业系统中，大大减少了旁路电缆敷设距离，提高了旁路电缆工作效率。
旁路电缆转换装置设计原理是转接头一头设计成可以与普通XLPE电缆连接的接口，一头依照旁路电缆快速插拔式终端尺寸设计的快速插拔式套管接口。
深圳地区抢修作业涉及检修、更换环网柜项目多，所以旁路电缆作业中必须设置临时环网柜，利用临时环网柜代替原环网柜运行，进行旁路作业。
1.2旁路式移动环网柜车的研制
临时环网柜集成到旁路电缆作业设备中，需要满足深圳地区应用特点。1、临时环网柜必须转运便捷，所以要设置专门的设备承载车辆；2、临时环网柜承载车辆必须能够自由进出地下停车场，所以车辆高度要限制在2米以下；3、临时环网柜必须设置有与旁路电缆连接的快速连接接口。
1.3旁路式移动箱变车的研制
通过负荷转移车，形成一个与原高、低压转换系统并联的全绝缘旁路系统，该负荷转移车可在原高、低压转换系统断开待更换的配电变压器时，代替原配电变压器运行。在更换的新配电变压器正常运行后再撤出负荷转移车，采用该方法可实现不切除待更换配电变压器低压侧负荷，即在不停电的情况下对待更换的配电变压器进行更换，对供电客户的生活与生产不产生任何影响。
1.4大通流能力旁路电缆附件的研制
旁路电缆通流能力目前最大能达到200A，但对于配网应急技术而言，200A的通流是不能涵盖所有作业项目，尤其当主网线路额定电流在200A以上或负荷分流后线路电流任然在200A以上的情况，目前我们提到的配网应急技术就无法完成项目。所以研发大通流能力的旁路电缆附件是配网应急技术推广的关键技术之一（大通流能力的旁路电缆已经存在）。
2、中、低压发电车
移动发电车是为填补电力供应缺口和应对各种灾害供电而专门设计的车载式移动电源车，其特点是机动、灵活。除提供移动电源外，还能随车带一定施工人员和施工工具到施工现场进行作业，能满足各类用户的多种作业要求。移动发电车最早主要应用于矿场、石油、煤炭和建筑等行业，而随着供电用户对供电连续性要求的越来越高，其在电网安全与稳定中的作用愈显突出。其技术从最原始的简易箱式移动电源的雏形，到拖车式可移动电源，再到到现在的移动车载式静音大功率电源，技术在不断的发展和改进。
移动发电车主要由底盘车、柴油发电机组、控制系统、隔音车厢、液压支撑系统、电缆固定及收放系统、电缆快速连接器、监控系统、进风、排风降噪系统、排气系统、电气系统、专用工程警灯、随车及随机工具组成。电源车除了具有固定式发电机组的优点外，还具有行驶性能良好、应急、移动能力强、可在野外露天工作等特点。
中压发电车和低压发电车的主要区别是电源车的输出电压等级。1KV一下为低压发电车，1KV以上35KV以下为中压发电车。35KV以上为高压发电车。低压发电机组输出标准电源一般为400/230V 功率较小，一般为几千瓦至一两兆瓦。采用二类底盘改装；目前生产较多中压发电车一般电压为6.3KV和10.5KV电源车，功率一般较大，为一两兆瓦以上。采用半挂车底盘改装。目前国内已经有这类型移动发电车的生产，北京奥运会和广州亚运会都有其身影，典型的车载式发电车外观结构见图3-9和图3-10：
（1）中、底压发电车的工作原理
中、低压发电车的工作原理类似：柴油发电机组改装在电源车车厢内，通过发电机组发电为外接设备提供电源。根据外接设备的电源要求，有提供中压电源的发电车即为中压发电车，提供低压标准电源的电源车即为低压发电车。
（2）中、低压发电车典型作业现场运用
1）中压发电车典型作业现场有：
核电站中压直接启动冷却水泵的后备电源保障。
额定电压为中压电源的中压设备后备电源保障。
中压电源车直接输出中压电源远距离输送经降压变压器降压供低压设备电源。
低压发电车典型作业现场有：
2）低压供电设备的电源保障。
矿山救援装备的电源保障。
重大会议现场的电源保障。
低压用户临时用电。
3.项目工作进程
3.1 项目启动阶段
启动时间：2015年12月
3.2 收资调研阶段
调研收资时间2016.2~2016.4
调研的同时，对福田供电局电力调度控制中心进行了前期的资料收集，主要包括以下内容：
1）重要保供电用户清单；
2）保供电场所所辖电网运行方式；
3）保供电场所内部接线；
4）电网供电设备风险预报；
5）每日用户负荷预测情况；
6）调度运行手册；
7）保供电事故应急预案；
8）梳理保供电场所涉及的保供电设备；
3.3 方案阶段
方案时间：2016.5~2016.6
3.4 工作总结报告撰写阶段
报告撰写时间：2016.7~2016.11
3.5 项目审查阶段
审查时间：2016.10~2016.12完成项目内审，并形成内审的结论；预计2016年12月完成项目外审，并形成外审结论。所有项目结题资料在外审完成后进行汇总结题.
3.6 后续工作
4.总结
由于之前国内电力单位采用的配网应急技术发展的阶段不同，由受本身设备局限，所以作业范围狭窄，遇见复杂的配网应急作业项目，只能采用常规停电方式进行作业。如果将这些技术进行整合，将可以扬长避短，可以实现用户不停电或少停电。
譬如小区配电室高压环网柜整体换柜项目，由于该配电室涉及多个用户，用户负荷需求不同，线路复杂，甚至包含架空线路，而用户负荷无法完成转供电。单纯的某一种应急作业技术均无法在用户不停电或少停电的状态下完成作业。如果进行技术整合，通过旁路电缆作业把高压柜旁路起来；将负荷转移车高压接入旁路线路，低压对部分用户提供电源；采用带电作业技术，利用旁路电缆将架空线路引入旁路电缆系统。这样利用综合应急技术将配电室高压环网柜负荷全部转移，保证了用户在整个检修过程中不停电或少停电。
另外对于中压发电车，可以将旁路电缆作为发电车出线电缆，完成快速供电线路敷设，对用户进行中压输电。如果单台中压发电车功率不够，还可以两台或多台并联供电。
我们将以上技术整合定义为配合应急综合作业技术，这项技术特点是应用广泛，管理简单，应用灵活。这项技术实现的关键点在于应急设备的集成。即将不同应急技术采用的设备进行改造或研发，使之相互之间可以快速的完成电气连接。
由于旁路电缆作业系统由旁路柔性电缆、快速插拔式电缆连接器及旁路负荷开关组成。系统中的旁路柔性电缆代替了配网线路中的电线电缆，实现电力输送的功能。连接器完成线路长短控制。旁路开关进行线路断合。该系统具备配电线路基本功能和特点，所以我们可以采用它作为应急设备集成的平台，对其他应急设备进行改造实现整合。 |
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