Причини заземлення кабельних ліній та принципи обробки інцидентів

Наша підстанція на 220 кВ розташована далеко від міського центру у віддаленому районі, оточена в основному промисловими зонами, такими як Ланьшань, Хебін та Таша. Основні споживачі з великим навантаженням у цих зонах, включаючи заводи по виробництву карбиду кремнію, феросплавів та карбиду кальцію, становлять приблизно 83,87% загального навантаження нашої управи. Підстанція працює на напругах 220 кВ, 110 кВ та 35 кВ.

Нижчий ступінь напруги 35 кВ головним чином забезпечує підключення до заводів феросплавів та карбиду кремнію. Ці енергоємкі заводи побудовані близько до підстанції, що призводить до великих навантажень, коротких ліній підключення та суттєвого забруднення. Ці лінії переважно підключені за допомогою кабелів, які діляться спільним каналом для кабелів. Тому будь-яка аварія на лінії представляє значну небезпеку для підстанції. У цій статті аналізуються причини аварій на лініях 35 кВ та обговорюються відповідні протидії. У лютому 2010 року підстанція на 220 кВ нашої управи часто досіджувала заземлення на II і III шинах 35 кВ, як детально описано у таблиці 1.

1 Аналіз причин заземлення на кабельних лініях
Згідно з нашими статистичними даними за 2010 рік щодо інцидентів з кабелями, основні причини аварій на кабельних лініях були такими:

• Вплив температури: На об'єктах, таких як "Сань Юй Хімія", високі температури в перетворювальних трансформаторах та кінцевих частин кабелів призводили до пробою ізоляції. Це сталося приблизно 18 разів, було виготовлено 15 кінцевих частин кабелів.

• Висока щільність кабелів у каналі для кабелів: На заводі "Ронгшень Інбей Феросплави" при падінні криш люків були пошкоджені кабелі в каналі, що призвело до коротких замикань та пожеж, які вплинули на кабелі інших заводів. Всього було виконано 51 соединення кабелів.

• Суттєве перевантаження споживачів: Заводи, такі як "Хуанхе Феросплави", "Пеншень Металургія", "Лінгюнь Хімія" та "Ронгшень Інбей Феросплави", эксплуатували кабелі при довгостроковому перевантаженні, що пришвидшило старіння кабелів та збільшення температур. Особливо в гаряче літо, термічний стрес призводив до пробою ізоляції кабелів та кінцевих частин, було необхідно виготовити приблизно 50 кінцевих частин кабелів.

• Механічне пошкодження: Екскаватори під час будівництва та земляних робіт перерізали кабелі, що призвело до тріщин та пошкодження ізоляції. Всього було виконано 25 кінцевих частин та соединень кабелів.

• Проблеми якості кабелів: Дифекти, такі як повітряні кульки в ізоляції або зламаний екран під час виробництва, призвели до 9 аварій, було необхідно виготовити 9 кінцевих частин та соединень кабелів.

• Пошкодження під час прокладки кабелів: Завдяки довгим прокладкам кабелів, надмірна натяжна сила призводила до подірвання гострими предметами, що призвело до 13 аварійних ситуацій з кабелями.

• Низька якість робіт по закінченням кабелів: Недостатня технічна кваліфікація та неправильні процедури під час встановлення призводили до попадання вологи в ізоляцію кабелів. Всього було виготовлено 16 соединень та кінцевих частин кабелів.

• Поверхневий розряд на кінцевих частинах кабелів: Суттєве забруднення від енергоємких заводів призводило до осідання забруднювачів на обладнанні кабелів. Брудні поверхні кінцевих частин кабелів, поєднані з дощем або вологою погодою, призводили до поверхневого розряду, що пошкоджує ізоляцію та призводить до пробою. У таких випадках було замінено 13 кінцевих частин кабелів.

2 Принципи вирішення аварійних ситуацій з заземленням кабельних ліній
Існують стандартні процедури для вирішення аварійних ситуацій з заземленням на лініях 35 кВ. Однак, у нашій управі, ці лінії напруги переважно забезпечують енергією енергоємких споживачів з великою індивідуальною потужністю (мінімум 12 500 кВА), пряме питання, великі навантаження та великі струми. 

Неочікуване відключення навантаження призводить до значних завад у мережі. Крім того, аварії з заземленням кабельних ліній важко локалізувати, а тривалість аварійного стану збільшує ризики. Якщо не вирішити проблему негайно, такі аварії можуть загрожувати безпеці мережі, що ставить високі вимоги до диспетчерів. Деякі споживачі 35 кВ - це вугільні шахти або хімічні заводи, які класифікуються як ключові користувачі. Відключення електроенергії для цих користувачів може призвести до жертв, пожеж або вибухів. Тому споживачі класифікуються як загальні або ключові, з наступними принципами вирішення:

• Для загальних споживачів (основно заводи карбиду кремнію та феросплавів), коли виявлена аварійна лінія, немедля зв'яжіться з користувачем, щоб відключити навантаження та відключити аварійну лінію. Для некоректних користувачів застосуйте відключення навантаження з попередженням.

• Для ключових споживачів, таких як вугільні шахти та хімічні заводи, покладіть їм перенести навантаження на резервні джерела живлення. Якщо резервних джерел немає, підготуйтеся до відключення перед відключенням аварійної лінії.

• З урахуванням високої перевантажувальної здатності плавильних печей, для підстанцій та ліній, які працюють при довгостроковому великому навантаженні, якщо струм перевищує 90% номінального струму трансформатора, посилийте контроль, повідомте користувачів про зменшення навантаження та реалізуйте триступінчастий процес: повідомлення → попередження → примусове відключення, щоб забезпечити безпеку обладнання.

• Для користувачів з частими аваріями кабелів, вимагайте посилення інспекції ліній та регулярного обслуговування під час планових відключень, проведеного кваліфікованими професійними підрядниками, щоб забезпечити надійну роботу.

• Строгий контроль якості з джерела: Для користувачів спеціальних ліній вимагайте подання всіх відповідних документів до диспетчерського центру та підписання "Договору про диспетчеризацію" перед введенням в експлуатацію. Користувачі без підписаного договору або з неповними/недостатніми документами не повинні бути підключені до мережі.

• Для каналів для кабелів з надмірною та щільною проводкою, рекомендується обмежити кількість кабелів, щоб запобігти розповсюдженню аварій та зменшити масштаб інцидентів.

3 Висновки
Безпечна робота мережі потребує не лише обережного диспетчерування та присвяченості, але й впевненого використання правових інструментів для захисту як особистого складу, так і обладнання. Особливо при роботі з електроенергетичними користувачами, "Договір про диспетчеризацію" повинен бути повністю використаний для регулювання поведінки користувачів, забезпечення правильного функціонування та запобігання спорам. Необхідно добре зрозуміти характеристики ліній, профілі навантаження, потужності та моделі використання користувачів у повсякденній роботі, щоб забезпечити швидку, точну та вирішальну реакцію на аварії, та забезпечити безпечну та стабільну роботу електроенергетичної мережі.