10kV配网旁路带电作业更换变压器技术分析

10kV配网旁路带电作业更换变压器技术分析

李宏斌

云南电网责任有限公司楚雄禄丰供电局 651200

摘要：城市电网建设中，10kV配电网络始终占据核心地位，对城市电力供应起着决定性作用，因此定期的运维检修不可或缺。近年来，带电作业作为一种创新技术应运而生，它能在保障电力供应连续性的前提下进行设备维护，现已成为输配电领域的关键研究焦点。变压器作为核心装置，其通过10kV配电网络旁路带电作业的更换方法具有显著优势，对相关技术的深入研究显得尤为必要。

关键词：10kV配网；旁路带电作业；更换变压器；技术

1  10kV配网旁路带电作业发展概述

近年来，为避免停电导致的广泛配电调度和配电网联络转供电、开关操作和接地线挂设作业，电力行业中越来越多地采用带电作业的方式来保障电网安全，以防止反复停电和延迟供电，最大限度地降低配网运营的风险。目前，众多企业已设立了专门的配网带电作业团队，致力于提升作业质量，满足高标准的服务和安全标准。此外，一些电力公司还建立了专门的管理团队，对全市的配电网带电作业进行专项管理。在10kV配网旁路带电作业中，会使用绝缘斗臂车、绝缘平台、10kV中压、0.4kV低压负载转移车和仓库车等专业设备。据某市电力公司的初步统计，2022年全年，全市共完成配电网带电操作8985例，相比2021年增长64.85%，额外提供了4.4781×108千瓦时的电力，直接收益超过3347万元。

当前10kV配网旁路带电作业主要包括四个方面的任务：一是进行带电设备更换、线路检修、加装设备、接引流线、消除缺陷、升级改造等，操作隔离棒并执行切割连接；二是常规操作，如关闭电源和更换绝缘体，这些通常由隔离手套操作方式决定；三是涉及大量体力劳动的工作，如搭建和拆除；四是大型设备的安装和替换，例如电源转换器和分流器的更换。鉴于地域用户的用电需求、配电网络的建设需求以及人力资源和设备配置的程度，变压器的更换已成为主要作业内容。同时，考虑到电网规划和国内外行业发展趋势，10kV配网旁路带电作业具有显著的实际价值。

2旁路带电作业低压输出原理分析

低压配电柜设有两路主要输出途径，其一可支持无电自动切换功能，也可用于手动设置以实现短期内的变压器并行运行。另一输出路径则直接提供电力。

1)自动无电切换。在变压器替换过程中，低压输出1连接至待更换的变压器低压端，而箱式变电站的中压环网柜输入端则连至待更换变压器的高压侧。自动切换柜的手动开关置于自动位置，当两边相位差小于10°时，相序正确的绿灯亮起；若相位差超过10°，则显示相序错误的红灯亮，需重新校验相序后操作。相序验证无误后，待换变压器停止运行，其低压侧无电压，无压继电器断电，常闭触点闭合，塑壳断路器闭合。完成变压器更换后，将自动切换柜的自动转换开关转至手动，手动分闸，箱式变电站退出运行状态。

2)手动并行切换。同样在变压器更换期间，低压输出1接至待更换变压器的低压侧，中压环网柜输入连接到待更换变压器的高压侧。此时，自动切换柜的自动开关设为手动。如果两边相位差小于10°，相序正确的绿灯亮；若相位差大于10°，则显示相序错误的红灯亮，需重新进行相序检查。相序正确后，手动合闸开关置于闭合状态，塑壳断路器闭合，变压器并行运行。随后，退出待更换的变压器，开始变压器的维修工作。维修结束后，手动分闸箱式变电站的变压器以退出运行。

310kV配网旁路带电作业应用分析

3.1人力安全

执行带电作业期间，工作人员置身于交流工频磁场之中，其身体可类比为一个导体。当接近带电线路或装置时，电磁感应会在体表积聚一定电荷，从而将工作人员置于特定的电势状态，即形成感应电压。在这种情况下，若身体部分如手臂或肩部接触到接地物体，体内积聚的电荷会流向地，形成的电流一旦超过1mA的安全阈值，就可能导致肌肉痉挛等麻痹现象。此外，当人体与其他物体接触时，由于两者接触时的电压差异，也会引起电荷迁移，进而发生放电。电流强度过高，可能会使工人出现意识模糊、呼吸受阻等严重状况，甚至危及生命。

3.2过电压

执行10kV配电网络旁路带电作业时，必须同时考量正常运行电压以及可能的过电压状况及其潜在影响。遵循带电作业的法规标准，恶劣天气如雷雨期间应禁止此类作业，故此文中专注于正常电压和内部过电压对作业安全的分析。临时过电压涵盖工频电压提升和振荡过电压现象。操作过电压，如间歇电弧接地过电压、切断电感或电容性负载引发的过电压、合闸空载线路过电压以及系统解列过电压，这些是确立带电作业安全间距的关键因素。因此，为了在不停电状态下确保10kV配电网络旁路带电作业的安全，有必要深入研究如何防止工作中过电压对人员、设备及电网造成损害的策略。

3.3电容电流

由于导线与接地线间存在电容效应，所以在执行任务之前，务必对导线的电容特性进行评估，根据检测数据来挑选适宜的灭弧物质，以确保操作过程中的安全性。当执行旁路操作时，需利用高压柔性电缆或绝缘导线建立旁路连接，或者与旁路设备相接，即创建一条非负载导线并验证其对应的电容电流。对于小型设备的旁路作业，例如更换开关或切断负载，通常会使用1.5至3米的绝缘电线。由于这类情况下的相位差和无功功率相对较小，可以采取直接并联的方法。然而，旁路柔性电缆更常用于大型的旁路工程，它们之间的间隔通常保持在200至300米，并需要考虑其承受负荷的能力。

3.4外界环境

执行配电带电作业时，适宜的天气状况至关重要。在雷雨、雪天、大雾等恶劣气候下，不得开展带电操作。如遇突发情况，需在不良气象条件下进行作业，必须基于现场勘查的实际情况，综合考虑气象因素和施工条件。此时，应召集带电作业的专业团队，共同探讨并制定详尽、稳定且全面的安全技术和组织方案，该方案需得到单位主管领导或总工程师的正式批准后才能执行。在作业期间，若气候条件恶化，可能对工作人员、设备或电网安全构成威胁，首要任务是在保障人员安全的前提下，对设备采取稳固和防潮等必要措施。只有当气候条件恢复到安全标准后，才可继续进行作业。

3.5重合闸

重合闸作为一种特殊的继电保护机制，其主要功能在于避免电力系统故障的蔓延，迅速处理短暂性问题，以降低意外停电的概率。在配电网络中，如遇树枝晃动导致的临时接地或大风刮断导线等短暂性短路，一旦保护开关启动跳闸，重合闸随即介入，随后闭合。若导致故障的条件已消除，线路恢复正常运行，重合闸即视为成功；反之，若故障依然存在，开关会再次断开，重合闸将持续作用，直至达到预设的重合闸操作次数上限，此时重合闸才会停止尝试，但开关状态保持断开。在整个过程中，每次的开关分断都会伴随着操作过电压的发生。

结论

进行1kV配电网络旁路带电作业替换变压器的技术探索，旨在使河北南部电网的工作人员在精通绝缘手套作业法和绝缘杆作业法等标准带电作业技术的基础上，也能掌握先进的旁路作业法，实现不间断的配电线路作业，技术水平达到国内一流。全面应用这项技术后，目标是能不间断用户的电力供应和负荷，填补目前配电线路中更换杆上变压器或环网箱变必须停电的空白。借助负荷转移车，可实现在保持带电作业的条件下，执行旁路作业法更换变压器的任务。通过执行该项目，能够在保障用户供电持续性的同时，进行变压器的更换或维修，这不仅能够提升用户满意度，增强供电的可靠性，还能显著提升供电量。

参考文献：

[1]徐斌．10kV配网旁路带电作业风险与预防控制分析[J]．电工技术，2022(6):166-167+170.

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[3]王武双，李杰，陈效，陈显忠，刘德锋．旁路作业技术在配电网工程中的研究与应用[J]．四川电力技术，2021,44(2):73-78.