低壓配電系統(tǒng)電氣故障分析

劉國棟

摘要：在電力系統(tǒng)之中，低壓配電網(wǎng)是重要組成部分，隨著居民對于用電需求的不斷增大，低壓配電端如果不能進(jìn)行合理的設(shè)計，就可能會導(dǎo)致各種故障的出現(xiàn)。所以，本文在簡單介紹低壓配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于低壓配電系統(tǒng)常見的故障進(jìn)行仿真分析，希望可以解決電氣故障。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；電氣；故障

社會的發(fā)展，使得電能成為現(xiàn)今社會重要的樞紐，為人們帶來了諸多便利。但是隨著最近幾年用電量的不斷增加，難免會出現(xiàn)一些問題，如配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備種類較多。因此，針對配電線路電氣故障產(chǎn)生模式，就需要進(jìn)行合理的分析，這樣才能做好故障的分析與處理。

一、低壓配電系統(tǒng)

在電網(wǎng)建設(shè)中，低壓配電系統(tǒng)作為重要組成，在正常情況下，其主要包含了高壓配電線路、配電變壓器、配電變電場以及相應(yīng)的配套保護(hù)設(shè)備。其中，配電場所需要發(fā)揮電壓降低的功效。為了滿足日常的生活與工作需求，配電變壓器的線路高壓需要≥1000V，低壓則需要控制在1000V之下。一般來說，低壓配電系統(tǒng)主要是在民用建筑之中應(yīng)用，通常包含了單相與三相用電兩種設(shè)備。單相用電設(shè)備，其本身需要與單相電源相互連接，而三相用電設(shè)備則需要配合上三相電源，否則就會影響到正常的工作。低壓配電系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)接地安裝，并且因為不同的線路走向、地點(diǎn)、設(shè)備金屬外殼等，其接地裝置的連接方式也會產(chǎn)生一定的變化[1]。

二、低壓配電系統(tǒng)常見故障仿真分析

基于圖1不同位置的四個點(diǎn)，進(jìn)行單相接地故障仿真，并且對其結(jié)果進(jìn)行分析，從而得出具體的現(xiàn)象與結(jié)果。

（一）低壓側(cè)單相接地故障

根據(jù)圖1中的①以及電流波形圖2所示。在圖2的A相接地故障時，通過高壓側(cè)的電壓可以知道系統(tǒng)電源電壓沒有任何的變化，其電流上升到原本的1.2倍，非故障相相電流上升為1.1倍。這時候的變壓器繞組因為過電流出現(xiàn)的強(qiáng)大電磁力，就會引起變形，甚至還會出現(xiàn)扭斷，直接損壞絕緣。另外，如果變壓器繞組過熱，但是繼電保護(hù)裝置未動作，那么就可能會燒毀繞組。這一時段，其用戶端直接斷電，導(dǎo)致用電設(shè)備也會直接停止工作。

如果QF1因為失靈導(dǎo)致未動作，那么其主線路依舊會將故障電壓傳輸給用戶，具體的電壓與電流波形見圖3所示，在用戶端的單相用電設(shè)備以及三相用電設(shè)備的電壓電流波形基于類似于主電路。故障A相的相電壓和逐漸減少，趨近于0；非故障的B、C相電壓和電流為故障發(fā)生之前的 倍。此時，通過QF2能夠?qū)⒐收锨袛?，但是如果QF2出現(xiàn)同樣的情況，如果三相用電設(shè)備線路的QF3帶有斷相保護(hù)功能或者是三相不平衡的保護(hù)功能，那么也會將故障線路斷開；否則，會導(dǎo)致其都處于缺相的情況。如果三相電機(jī)都處于空載狀態(tài)，雖然其相電流為鼓掌之前的 倍，但是故障電流也無法達(dá)到三相電機(jī)過電流保護(hù)裝置的實(shí)際斷開值，其單相用電設(shè)備都處于過電壓的狀態(tài)之下，如果不能及時的排除，那么就可能增加絕緣擊穿的幾率，并且還可能會降低使用壽命。

如果QF2、QF3、QF4都沒有動作，但是三相電機(jī)擁有一定轉(zhuǎn)速，其電機(jī)依舊處于缺相狀態(tài)，那么因為溫度升高，就會導(dǎo)致電機(jī)繞組被燒毀。針對故障相A的單相用電設(shè)備，其相電壓會直接降低至0，用電設(shè)備也會直接停止工作；非故障相B、C所在的用電設(shè)備，一旦故障電流達(dá)到QF5的動作值，就會直接切斷故障線路；否則，就會導(dǎo)致其處于過電壓的狀態(tài)之下，如果達(dá)到或者是直接超出自我保護(hù)的電壓，就會直接停止工作；否則，就會引起擊穿甚至是火災(zāi)事故[2]。

（二）輸電線路的單相接地故障

基于輸電線路圖1中的②發(fā)生A相接地故障的時候，其電壓與電流波形見圖4所示。當(dāng)主線路故障相電壓趨于0的時候，其非故障相相電壓以及相電流都是故障發(fā)生之前的 倍。不同之處在于，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)故障的相電流會急劇的上升，大概是13倍，但是非故障相的相電流只有3倍。這一相的輸電線路就可能出現(xiàn)絕緣放電擊穿的情況，直接降低絕緣性能。剩余的電流保護(hù)短路，就能夠?qū)⑦@一類的故障直接的切斷。如果QF3與QF4沒有動作，在這一時刻，單相用電設(shè)備以及三相用電設(shè)備基于類似于變壓器低壓側(cè)的單相接地故障。

（三）小結(jié)

經(jīng)過結(jié)果的分析來看，其仿真的結(jié)果與理論值以及試驗結(jié)果基本上是一致的。所以，基于電壓與電流的實(shí)際變化特點(diǎn)，就可以為今后的模式識別提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，同時也能夠為電氣火災(zāi)的鑒定提供理論方面的支持[3]。

三、結(jié)語

總而言之，電能作為社會發(fā)展的樞紐，為人類創(chuàng)造了諸多的便捷條件。所以，本文基于低壓配電系統(tǒng)介紹的基礎(chǔ)上，對于常見的單相接地故障進(jìn)行分析，就是希望能夠?qū)ζ溆懈嗟牧私?，能夠為今后的研究奠定良好的基礎(chǔ)條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅順.低壓配電系統(tǒng)電氣故障分析[J].科技風(fēng)，2017（07）：210-211.

[2]劉珊珊，劉迎偉.低壓配電系統(tǒng)電氣故障與安全保護(hù)措施分析[J].門窗，2017（02）：214.

[3]潘宗英.低壓配電系統(tǒng)常見故障及防范措施[J].重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2016（02）：27-29.