10kV配網(wǎng)故障的預(yù)防和處理

李建軍 曾燦林 袁震林

（岳陽供電公司，湖南 岳陽 414400）

10kV 配電線路是分布最廣泛，也是運行環(huán)境最為復(fù)雜的線路。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平日益提高，以及政治活動對電力供應(yīng)的敏感性，要求電力供應(yīng)應(yīng)具有高度的安全和可靠性。10kV 配電線路一旦出現(xiàn)問題造成較大范圍用戶停電，不僅影響人民群眾日常生活，甚至可能引起社會秩序混亂。但由于城市和農(nóng)村的基礎(chǔ)建設(shè)、氣候變化、以及設(shè)備質(zhì)量參差不齊，都會嚴重威脅著配網(wǎng)的安全運行[1]。本文就以如何在復(fù)雜的環(huán)境下，提高配網(wǎng)運行的安全和可靠性進行研究和分析。

1 城市配網(wǎng)介紹

圖1 供配電網(wǎng)絡(luò)圖

如圖1所示，現(xiàn)代供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般都是220kV變電站為電能集散中心，經(jīng) 220kV 降壓變構(gòu)成110kV 輻射性供電網(wǎng)絡(luò)。110kV 或者部分220kV 變電站經(jīng)降壓變成10kV 后，就形成了10kV 配網(wǎng)。為了保證供電可靠性以及方便變電站設(shè)備故障時負荷 轉(zhuǎn)移，110kV 變電站的10kV 配網(wǎng)線路往往建有多條站間聯(lián)絡(luò)線。10kV 配網(wǎng)線路在城市和農(nóng)村延伸時，要求接入的用戶在不斷增多，往往主線上還需要建設(shè)支線、分線和分支線來滿足供電需求。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市規(guī)模的擴大10kV 配網(wǎng)規(guī)模變得變得越來越龐大。由于配網(wǎng)線路桿塔一般較矮，并且在城市街道上和農(nóng)村道路上架設(shè)，一方面容易受到外力破壞引，另一方面由于設(shè)備基數(shù)增多，自身發(fā)生故障次數(shù)也會相應(yīng)增加。在自然因素或設(shè)備自身因素雙重作用下，如何對可能要發(fā)生的故障進行預(yù)防或者故障發(fā)生后如何快速進行故障處理，成了提高配網(wǎng)供電安全性和可靠性的關(guān)鍵。

2 配網(wǎng)故障歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計

本文收集了2010年至2013年岳陽城區(qū)10kV配網(wǎng)的跳閘數(shù)據(jù)見表1至表3。

表1為2010年至2013年本地區(qū)地調(diào)調(diào)度管轄范圍內(nèi)的10kV 配網(wǎng)線路電流速斷保護動作跳閘的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

表1 速斷動作跳閘統(tǒng)計

表2為2010年至2013年本地區(qū)地調(diào)調(diào)度管轄范圍內(nèi)的10kV 配網(wǎng)線路電流過流保護動作跳閘的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

表2 過流動作跳閘統(tǒng)計

表3為2010年至2013年本地區(qū)地調(diào)調(diào)度管轄范圍內(nèi)的10kV 配網(wǎng)線路電流速斷和過流保護動作跳閘后，已投入重合閘線路的重合閘動作情況。

表3 重合閘動作情況（“/”前面數(shù)字代表 重合成功次數(shù)，后面表示動作次數(shù)）

3 配網(wǎng)故障原因統(tǒng)計

結(jié)合近幾年的配網(wǎng)故障歷史記錄，我們可將配網(wǎng)線路故障常見的原因分為以下幾類。

1）外力破壞（如施工導(dǎo)致電纜挖斷、架空線斷線、外物碰線等）。

2）自然災(zāi)害（如雷擊線路、風(fēng)吹倒樹枝倒至碰線）。

3）設(shè)備故障：包括用戶設(shè)備故障和自身設(shè)備故障（如斷線、線夾燒斷、瓷瓶炸裂、跌落保險熔斷、電纜頭擊穿等）。

4）管理方面因素（如巡視不到位、消缺不及時、高負荷線路不進行負荷轉(zhuǎn)移引起線路過負荷等）。

5）還有一類就是查線無異常。

表4至表7是2010年至2013年發(fā)生跳閘的配網(wǎng)故障原因分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為了便于更加直觀的分析，本文還將這些數(shù)據(jù)進行了以圖形曲線描述，如圖2至圖5所示，希望通過這些數(shù)據(jù)和圖形尋找出一定的規(guī)律。

表4和圖2是2010年配網(wǎng)線路跳閘原因的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表和圖形曲線。

圖2 2013年跳閘原因統(tǒng)計曲線

表4 2013年配網(wǎng)跳閘原因統(tǒng)計

表5和圖3是2012年配網(wǎng)線路跳閘原因的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表和圖形曲線。

圖3 2012年跳閘原因統(tǒng)計曲線

表5 2012年配網(wǎng)跳閘原因統(tǒng)計

表6和圖4是2011年配網(wǎng)線路跳閘原因的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表和圖形曲線。

圖4 2011年跳閘原因統(tǒng)計曲線

表6 2011年配網(wǎng)跳閘原因統(tǒng)計

表7和圖5是2010年配網(wǎng)線路跳閘原因的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表和圖形曲線。

表7 2010年配網(wǎng)跳閘原因統(tǒng)計

圖5 2011年跳閘原因統(tǒng)計曲線

4 原因分析

通過表4至表7以及圖2至圖5的數(shù)據(jù)和圖形曲線，我們可以得出以下規(guī)律。

1）從表1和表2可以看出配網(wǎng)線路跳閘的次數(shù)是逐年增加的。

2）線路速斷動作跳閘的次數(shù)大于過流保護動作次數(shù)。這是因為配網(wǎng)線路一般都裝有多個分段斷路器，后端線路故障，分段開關(guān)能夠先于線路主開關(guān)跳開。

圖6 10kV 線路分段開關(guān)

3）配網(wǎng)線路跳閘有一定的季節(jié)規(guī)律性：1月份、2月份、12月份本地區(qū)為低溫雨雪天氣，居民取暖負荷較重，因此配變燒壞、桿塔絕緣子冰凌橋接造成冰閃故障較多；3月份、4月份雷暴、大風(fēng)等惡劣天氣較多，線路易遭雷擊或者因風(fēng)引起的異物碰線；4月份、5月份、6月份、10月份、11月份天氣溫和適合戶外作業(yè)，此時因作業(yè)引起的外破壞跳閘多；7月份、8月份、9月份岳陽地區(qū)天氣炎熱，居民降溫負荷很大，線路和配變重載，因此這時候因高溫高負荷引起的保險熔斷、配變燒壞故障很多。

4）從線路維護單位反饋的查線結(jié)果有不少線路斷線、散股和桿塔傾斜引起的跳閘。這是線路管理和維護不到位所致。

5）從近四年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，存在不少線路跳閘但查線無異常的情況，這一方面是線路瞬時故障，如雷擊，這從表5至表8中3月份、4月份未查明原因條數(shù)較多可以看出，另一方面是線路維護單位責(zé)任心不強，線路瞬時故障后，查線時敷衍了事，或者由于工作忙碌，造成漏報。

6）從重合閘情況統(tǒng)計可以看出，在自然因素如雷暴、大雨天氣引起的跳閘的月份，重合閘成功率較高，及時重合不成功，強送成功概率也較高。而在外力破壞引起跳閘占主要因素的月份，重合閘成功率普遍較低。

5 處理方法和對策

5.1 建立綜合數(shù)據(jù)庫掌握運行配網(wǎng)規(guī)律

調(diào)度機構(gòu)利用自身能掌握的大量信息優(yōu)勢，建立線路跳閘數(shù)據(jù)庫，如圖7所示。通過這個數(shù)據(jù)庫，調(diào)度可以掌握全部配網(wǎng)運行情況，在這個數(shù)據(jù)庫中有跳閘線路的名稱、時間，重合閘動作情況、強送和試送、故障原因記錄。通過檢索還可以查詢各個時間段、月度、季度和年度線路故障情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)。通過掌握這些歷史信息，有助于提高調(diào)度對相關(guān)線路在類似時間段內(nèi)發(fā)生某種故障判斷的準(zhǔn)確性，最大可能的縮短停電時間和停電范圍。

5.2 外破的預(yù)防與處理

為杜絕或減少車輛碰撞桿塔事故，可以在交通道路的桿塔上涂上醒目的反光漆，在拉線上加套反光標(biāo)志管，以引起車輛駕駛員的注意，對遭受過碰撞的桿塔，可設(shè)置防撞混凝土墩，并刷上反光漆。通過媒體宣傳《電力法》、《電力設(shè)施保護條例》，對 廣大群眾進行護線宣傳和電力知識教育。健全線路桿塔、埋地電纜警告牌、標(biāo)志牌等。與城建、規(guī)劃部門加強聯(lián)系，配合做好安全生產(chǎn)中的規(guī)劃、設(shè)計、施工等工作，不留電力事故隱患。在樹木生長旺盛季節(jié)，及時組織人員進行砍青掃障[3]。

圖7 線路跳閘綜合數(shù)據(jù)庫

外破引起的跳閘一般為永久性故障，應(yīng)該避免強送。

5.3 自然因素的預(yù)防與處理

在雷雨季節(jié)到來之前對配網(wǎng)線路和其他各種配電設(shè)備的防雷裝置進行全面檢查和試驗，確保防雷裝置合格。定期檢測接地網(wǎng)，確保接地網(wǎng)的接地阻值合格。加強氣象部門的聯(lián)系，積累資料，達到預(yù)警預(yù)報條件的氣象災(zāi)害時，提前采取防范措施，最大限度地避免和減少氣象災(zāi)害所造成的損失。

因雷電、大風(fēng)、大雨引起的線路跳閘，一般為瞬時性故障，建議強送一次（電纜線路除外）。

5.4 設(shè)備故障的預(yù)防與處理

配網(wǎng)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備眾多。一些早期安裝的設(shè)備經(jīng)歷多年的運行和長期暴露在外，性能和結(jié)構(gòu)強度都在不斷的下降。配網(wǎng)規(guī)模的擴大，新設(shè)備又不停的進入配網(wǎng)系統(tǒng)。因此要為配網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫，對于老設(shè)備運用狀態(tài)檢修方法，科學(xué)地對配網(wǎng)設(shè)備進行檢修安排，在高溫高負荷和雨雪冰凍天氣應(yīng)加強巡視，防止因設(shè)備老化引起線路跳閘。對新設(shè)備要經(jīng)試驗、驗收合格后才允許接入配網(wǎng)，杜絕因引入低品質(zhì)設(shè)備增大故障概率。

5.5 其他原因的預(yù)防與處理

線路維護人員對發(fā)現(xiàn)的設(shè)備異常情況按照危機等級上報，以便安排設(shè)備檢修順序。對一些因線路過負荷引起的跳閘，各部門應(yīng)加強協(xié)調(diào)，在負荷高峰到來之前及時的將負荷進行轉(zhuǎn)移。對于眾多的跳閘線路查線無異常情況，上級應(yīng)制定考核方法同時定期進行專業(yè)技能培訓(xùn)，以防止線路維護人員消極怠工和提高運維人員專業(yè)水平。

6 結(jié)論

10kV 配網(wǎng)直接面向是城市和農(nóng)村用戶，是與生產(chǎn)、生活關(guān)系最近的一層供電網(wǎng)絡(luò)。它的安全運行水平直接影響供電企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。本文在對近些年來岳陽地區(qū)配網(wǎng)線路跳閘情況進行統(tǒng)計之后，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果摸索出了一整套配網(wǎng)故障的預(yù)防和處理方法。這些規(guī)律將有助于以后配網(wǎng)調(diào)度工作，對其他地區(qū)的配網(wǎng)調(diào)度工作也有一定的借鑒作用。

[1] 張宏志.10kV 配網(wǎng)技術(shù)中常見故障及防范措施[J].電力與能源,2013(3):109.

[2] 成華杰.淺析10kV 配電網(wǎng)如何安全運行[J].電力建設(shè),2010(12):120-121.

[3] 潘興東.關(guān)于10kV 配電線路故障原因及措施的分析[J]. 大科技,2012(8).