10kV配電網的故障監(jiān)控與處理方案探究

金建新+徐利

摘 要：10kV配電網是我國電網的主干網絡類型之一，因此，有效地對其進行維護與故障處理就成為了電網管理的核心工作，本文對10kV配電網的故障原因及處理方案展開探討，為其發(fā)展提供創(chuàng)新的思路。

關鍵詞：10kV配電網；故障原因；解決對策

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A

1.10kV配網故障主要原因

1.1 電氣連接點的發(fā)熱問題

最常見的故障為配變網的故障，在和母線連接的大電流開關柜更容易出現(xiàn)此類問題。負荷加重會使得電氣連接處出現(xiàn)發(fā)熱，溫度急劇升高，造成絕緣出現(xiàn)損壞，有時可能會造成開關柜出現(xiàn)損毀，母線連接出現(xiàn)大面積故障，給電網運行帶來極大的危害。

1.2 短路容量的配置

一般來說，開關柜內的短路電流為25kA或者31.5kA，可以承受一定范圍內的短路電流，但是開關柜內可能會出現(xiàn)一些容量配置不合理所造成的資源浪費或者電流承受度不夠的情況。主要原因在于套管的質量不夠好，在短路出現(xiàn)時，無法承受大電流的沖擊，同時也可以看出，穿墻套管對于開關柜的短路承受力具有決定性的作用。同時，開關柜本身會存在一些電氣連接質量較差的地方，應當予以重視，在這些線路連接處，最容易出現(xiàn)電流較大引起電弧或者發(fā)熱導致線路故障的情況。

1.3 真空開關的問題

現(xiàn)在的10kV開關柜主要采用的是真空開關，真空開關主要問題在于真空滅弧室，真空開關出現(xiàn)爆炸的情況并不少見，爆炸后容易將真空滅弧室擊穿，導致更加嚴重的問題。問題原因主要集中在兩點：第一是真空室本身質量得不到保證，真空開關的滅弧和絕緣功能主要是因其真空度而見效的，但是如果真空度出現(xiàn)問題，會導致滅弧和絕緣功能變差，結構出現(xiàn)缺陷，導致在將來的使用中出現(xiàn)不可預知的事故。

2.10kV配網故障主要類型

2.1 短路故障

電力系統(tǒng)在正常運行時，除中性點以外，相與相、相與地之間是絕緣的，所謂短路是指相與相或相與地之間發(fā)生短路。造成短路的主要原因是電氣設備載流部分絕緣的損壞，或者是由于誤操作造成，或者是鳥獸跨接導電部分和絕緣損壞所造成。

2.2 斷路故障

斷路是10kV配網中最常見的故障，其主要體現(xiàn)在回路不通等方面。在某些特殊的情況下，斷路不僅會引起過電壓的產生，甚至斷路點產生的電弧還可能造成電氣火災、爆炸等事故。

2.2.1 斷路點電弧故障

在似斷非斷路點中容易發(fā)生斷路點電弧故障，尤其是在斷開瞬間，往往會產生電弧或者在斷路點產生高溫，因此，電力線路中的電弧和高溫現(xiàn)象，都可能會釀成火災等事故。

2.2.2 三相電路中的斷路故障

三相電路中，如果發(fā)生單相斷路故障，一則可能使電動機因缺相運行而被燒壞；二則使三相電路不對稱，各相電壓發(fā)生變化，使其中的相電壓升高，造成事故。

3.配網故障的診斷與定位

3.1 配網故障的診斷

在整個10kV配電網的電力體系中，分別對正常的設施運行狀況和有故障的設施進行調查，得到相關的數(shù)據(jù)，再對這些數(shù)據(jù)進行研究分析。這種通過對比電機正常運行的數(shù)據(jù)得到的結果，只能發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的地方，并不能準確了解這種故障，不能夠對故障進行準確的歸類。此外，在運用這種辦法對相應的電磁型繼電器的正常數(shù)值進行比較時，如果實際檢測的數(shù)據(jù)結果與正常的數(shù)值有很大的差別。要使用一樣的儀器對其他電路中相同的繼電器數(shù)據(jù)進行測量，對得到的結果進行明確，確定其是否發(fā)生了故障，而不是僅僅在測量一會的情況下對其進行修理。而是改變運行狀態(tài)再進一步測量分析。10kV配電網上的配電中心可以對10kV配電網上的所有電路進行劃分，集中檢測，作為一次設備對相當大的一部分電路上主要節(jié)點進行維護，相關的繼電器要求要有足夠大的容納度。單個開關元件能夠對主要線路以及底下的分支電路在第一時間內進行劃分，方便及時找到故障的位置。為了避免線路因為偶然的外界因素造成影響判別，可以在母線的保護電路上設立多條線路，確保在一條線路出現(xiàn)問題狀況的時候，其他線路可以快捷有效的進行工作代替，保障10kV配電網能夠正常持續(xù)的運行。

3.2 配網故障的定位與處理

采用故障指示器來進行定位，故障指示器掛裝于架空線路上，主要由檢測電路、分析算法電路、觸發(fā)電路、無線傳輸電路模塊、電源電路等構成。作用是將檢測到的送電、停電、接地、短路信號通過短距離無線射頻模塊傳輸?shù)郊芸胀ㄐ沤K端。故障指示器3只為一組。利用專用安裝工具，可直接帶電安裝和拆卸。近幾年，對于經常處于熱備用狀態(tài)的10kV配電網分段斷路器，應當加裝氧化鋅避雷器保護，對于電壓過高的部分應當采取多種方法進行降壓控制，對于系統(tǒng)內的鐵磁諧振過電壓情況應當及時進行處理，在較短的時間內把電壓控制住。短時間內造成電壓值出現(xiàn)大幅波動，這種現(xiàn)象的主要危害在于，可能因為瞬時電壓故障而導致線路與設備不可逆的損壞，處理方法主要在10kV配電網采取措施，提供不間斷電源、電壓整流器等。采用不間斷電源（UPS）、無功功率補償器（SVG）等設備可以有效地減輕電壓波動對于設備帶來的影響，起到平波的作用，同時也減輕了對于線路的損耗，是相對科學有效的辦法。

4.案例分析

以某科技公司配電網故障及處理分析為例，對配電網的監(jiān)控與處理方案進行評估。根據(jù)客服及客戶反饋：4月9日10：40左右，某科技公司供電線路的科技園站F26出現(xiàn)“閃斷”，導致客戶電梯、電腦等受影響。經查電能質量監(jiān)測系統(tǒng)，科技園站和高新站110kV側均未發(fā)生電能質量暫態(tài)事件，排除科技園站和高新站上級電源分別對其10kV側的影響?？萍紙@站F14世紀村線（10kV 2AM）接地跳閘，重合不成功，故障原因為：北環(huán)輔科技園站戶外公用柜#4開關電纜出現(xiàn)故障。2015年4月13日高新站10kV 3M 未有暫態(tài)事件記錄。經查SOE數(shù)據(jù)，主配網設備均無異常，但11：07：04高新站#3主變復合電壓啟動又復歸。

2015年4月9日和2015年4月15日，某科技公司電能質量事件均是由于科技園站F14世紀村線跳閘（重合不成功），引起科技園站10kV 2AM母線的電壓波動；由于科技園站10kV 2AM和2BM存在電氣連接，使得10kV 2BM電壓也出現(xiàn)電壓波動現(xiàn)象，造成科技園站F26電能質量事件的發(fā)生。租賃的飛亞達和大族的物業(yè)（分別由高新站F41和F51供電）電能質量事件原因為：高新站10kV 3M站外線路瞬間短路或客戶設備瞬間短路，引起高新站10kV 3M電壓波動，造成高新站F41和F51電能質量事件的發(fā)生。

針對科技園站F14世紀村線近期頻繁跳閘，建議供電局加強對該線路的巡視工作，及時排除故障隱患，減少線路再次跳閘，造成對其余線路客戶的影響。鑒于某科技公司近幾次電能質量事件的發(fā)生，均是由于其余線路或客戶故障對其造成的影響，其承受電壓波動能力不強，建議該公司根據(jù)用電設備實際情況，重新整定其低壓保護設定時間，減少電壓波動對其造成的影響。

結語

10kV配電網的維護技術的更新?lián)Q代是一條光明而曲折的路，在這條路上會出現(xiàn)很多難題與挑戰(zhàn)，這個任務長期而又艱巨，需要結合實際生產經驗，不斷地進行總結歸納。為實現(xiàn)自身的長遠發(fā)展而進行大膽革新，利用創(chuàng)新思維進行現(xiàn)代化建設，從而大踏步地走向科學高效的電網管理目標。

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