淺談10kV配網(wǎng)故障分析處理及預(yù)防措施

楊軍偉　戴先玉　馬艷

摘 要：10kV配網(wǎng)是用戶能夠正常得到和使用電能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。眾所周知，10kV配網(wǎng)線路由于其數(shù)量線路多，供電環(huán)境復(fù)雜且長期暴露在外界環(huán)境中，因此很容易發(fā)生故障。在配網(wǎng)線路故障后如何快速準(zhǔn)確的判斷、查找和處理故障，是電力專業(yè)人員面臨的嚴(yán)峻問題，快速隔離或處理故障，爭取在最短的時間內(nèi)復(fù)電，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)故障；危害；分析；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.168

1 配網(wǎng)系統(tǒng)接地特點(diǎn)

我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式主要有三種：一是中性點(diǎn)不接地方式；二是中性點(diǎn)直接接地；三是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。針對大接地電流系統(tǒng)、小接地電流系統(tǒng)在國內(nèi)根據(jù)系統(tǒng)電抗的不同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)劃分，主要是依據(jù)系統(tǒng)的零序電抗X0與正序電抗X1的比值大小確定。當(dāng)X0 /X1>4～5的系統(tǒng)則屬于小接地電流系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，一旦系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時產(chǎn)生的接地短路電流很小，故也稱其為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，并不會破壞系統(tǒng)相間電壓即線電壓的三相對稱性，因此系統(tǒng)還可以繼續(xù)運(yùn)行1～2小時。同時，因有一點(diǎn)已經(jīng)接地的電網(wǎng)系統(tǒng)已存在安全隱患，為防止再有新的接地點(diǎn)造成兩點(diǎn)接地從而造成系統(tǒng)絕緣的破壞，形成更大的系統(tǒng)故障，必須在嚴(yán)格的時間內(nèi)找到單相接地的故障點(diǎn)并給予消除，保證配網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 配網(wǎng)系統(tǒng)故障及危害

2.1 配網(wǎng)系統(tǒng)故障

配網(wǎng)線路故障是配網(wǎng)系統(tǒng)的主要故障。在配網(wǎng)的三相電力系統(tǒng)中線路故障主要是接地或者相間故障，根據(jù)短路和接地的相別可分為三類：一是三相短路；二是兩相短路；三是單相短路。其次按照故障時間長短，短路故障分為瞬時性短路故障和永久性短路故障。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知在配網(wǎng)系統(tǒng)故障中瞬時性故障占據(jù)了大部分的故障，因此線路保護(hù)也基本配置重合閘功能，一旦線路因故障而跳閘會自動重合一次，如果是永久性故障將加速跳開關(guān)。

2.2 配網(wǎng)系統(tǒng)故障危害

配網(wǎng)系統(tǒng)故障一般會影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至?xí)茐碾娏υO(shè)備危急到電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，故障對電力系統(tǒng)的危害主要體現(xiàn)在以下五個方面：一是，根據(jù)電力系統(tǒng)理論分析可知，一旦電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱對地短路故障時，主要是單相短路或者兩相短路，非故障相的電壓會升高到額定電壓的倍，因?yàn)檎Ｏ嗟碾妷荷邥斐蓪^緣設(shè)備的危害，嚴(yán)重時可能會對線路或設(shè)備中的絕緣薄弱地方進(jìn)行放電甚至擊穿；二是，如果線路發(fā)生故障會產(chǎn)生巨大的熱量和弧光，此刻產(chǎn)生的電弧可能會對一次設(shè)備造成損壞，嚴(yán)重時會使設(shè)備爆炸，從而影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行；三是，設(shè)備故障時會產(chǎn)生很大的故障電流，因?yàn)殡娋W(wǎng)系統(tǒng)的原因，這種故障電流一般為感性電流，同時由于短路故障加大了發(fā)電機(jī)電壓的降低，根據(jù)發(fā)電機(jī)原理可知，距離故障點(diǎn)的電流會急劇的增大，甚至?xí)_(dá)到幾百安培，影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；四是，故障電流的增大勢必會產(chǎn)生很大的熱量，大量的余熱會對電網(wǎng)的一次設(shè)備造成不可回逆的變化，一次設(shè)備一旦損壞無法進(jìn)行復(fù)原，從而影響設(shè)備運(yùn)行；五是，設(shè)備的短路故障會對變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不可忽視的影響，在額定電壓運(yùn)行情況下，變壓器能夠穩(wěn)定運(yùn)行壽命很長，一旦發(fā)生短路故障，故障電流有可能達(dá)到幾十倍的額定運(yùn)行電流，損壞變壓器的絕緣。

3 配網(wǎng)系統(tǒng)故障分析與處理

3.1 系統(tǒng)故障的特征

我國電力系統(tǒng)供應(yīng)采取三相交流電形式，三相電壓大小相等，相位依次相差120度，當(dāng)系統(tǒng)故障就會造成電壓電流的不平衡，系統(tǒng)故障可分為單相故障、兩相故障、三相故障，但是在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中以單相接地故障最為常見，基本占到故障的85%左右，系統(tǒng)故障的的特征主要體現(xiàn)在三個方面。（1）電壓互感器的高壓側(cè)出現(xiàn)一相斷線時，根據(jù)電路工作原理，此時發(fā)生斷線的相別會出現(xiàn)大于0V的電壓，其實(shí)我們可以得到此時的電壓值并不是該斷線相的實(shí)際電壓大小。但是電壓互感器A相、B相、C相三相的電壓矢量和會有30V左右大小的電壓值，此時電壓值會原大于設(shè)置的電壓繼電器的啟動值，并在后臺會發(fā)出接地信號；（2）當(dāng)線路中某一相發(fā)生不完全接地時，也就是高電阻或電弧接地，因?yàn)橛懈唠娮杌蛘唠娀〗拥?，此時電氣量的大小會因?yàn)樗鼈兌淖儯妷夯ジ衅鰽相、B相、C相三相的電壓矢量和達(dá)到整定值，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號；（3）當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生某一相完全接地，此刻因?yàn)榇蟮貢?qiáng)制把某一相電壓降到零，此時電壓互感器A相、B相、C相三相的電壓矢量和為100V，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。

3.2 系統(tǒng)故障的分析和處理

當(dāng)故障發(fā)生后應(yīng)立即采取有效措施，通過自動化系統(tǒng)判斷故障發(fā)生的原因和地點(diǎn)，然后根據(jù)故障類型指揮搶修人員帶足備品備件進(jìn)行搶修，迅速解決故障，恢復(fù)供電。

3.3 避免系統(tǒng)故障的措施

為防止配網(wǎng)系統(tǒng)故障，電力系統(tǒng)管理人員重點(diǎn)從以下五個方面進(jìn)行管控，把隱患消除萌芽狀態(tài)，從源頭上杜絕故障的發(fā)生。（1）開展線路的巡檢工作，通過巡檢及時發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)的樹障，對距離配線較近的房屋等進(jìn)行及時的處理；（2）在農(nóng)村或郊區(qū)配電線路上根據(jù)情況盡可能的加裝分支熔斷器，一旦發(fā)生故障，可以最大可能的縮小停電范圍，從而減少停電面積，有利于故障的查找和供電的恢復(fù)；（3）通過設(shè)備的絕緣升級來提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，即是可以使用比原電壓等級高一級的絕緣子，提高配網(wǎng)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，從而杜絕設(shè)備的故障；（4）通過測試電網(wǎng)的電容電流適當(dāng)配置一定容量的消弧線圈，適應(yīng)復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和特點(diǎn)，以減小故障帶來的危害；（5）定期對配網(wǎng)設(shè)備如配網(wǎng)變壓器、配網(wǎng)線路等進(jìn)行檢查與試驗(yàn)，對存在隱患的的設(shè)備定期進(jìn)行維修和更換。

4 結(jié)束語

配網(wǎng)供電的持續(xù)性、可靠性關(guān)乎著人民大眾的衣食住行，當(dāng)線路發(fā)生故障后，如何及時的排除故障進(jìn)行復(fù)電， 是提高供電可靠率和保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全、可靠運(yùn)行的重點(diǎn)，作為電力系統(tǒng)運(yùn)維人員應(yīng)當(dāng)及時了解電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，在實(shí)踐中不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，提高處理問題、解決問題的能力，為用戶提供可靠、安全的電力供應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：楊軍偉（1985-），男，河南周口人，碩士研究生，工程師，主要從事：電力一次、二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及檢修管理，變電站設(shè)備大修、技改工程管理。