便攜式電能質量分析儀在配電線路故障分析中的應用

陳子輝 劉勇浩 廖浩泉 胡 聰 朱躍勝

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

便攜式電能質量分析儀在配電線路故障分析中的應用

陳子輝 劉勇浩 廖浩泉 胡 聰 朱躍勝

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

本文對兩起10kV配電線路故障進行原因分析，充分利用便攜式電能質量分析儀進行在線跟蹤測試，找出故障原因。最后，對便攜式電能質量分析儀必須具備的功能條件進行總結。

配電線路；故障；電能質量分析儀；在線測試

隨著國民經濟的飛速發展，對供電可靠性及電能質量提出更高的要求。10kV配電網是電力系統與用戶直接相連的最重要的環節，不僅點多、線長、面廣，而且運行環境較為復雜，它的安全運行水平直接關系到供電企業的經濟效益和社會效益。電力系統存在著大量非線性、沖擊性和波動性負荷，配電線路設備的絕緣水平降低，都會造成電網發生波形畸變（諧波）、電壓波動、閃變、三相不平衡、非對稱性。實際工作中，應用電能質量帶電監測等新技術、新設備，對電能質量做出精確的檢測和分析，判斷造成各種電能質量問題的原因，為配電線路故障分析提供依據。

圖1 用戶A負荷電流峰值錄波圖

一、便攜式電能質量分析儀功能簡介

便攜式電能質量分析儀，是用于監測、記錄電能質量數據的在線式電能質量監測儀和隨時攜帶便于現場作業、檢修發現問題的便攜式電能質量分析儀，除了具備一般電能質量分析儀的功能之外，儀器必須內置存儲容量足夠大，連續工作幾天，能準確測量電壓驟升、電壓驟降、過電壓、欠電壓、過電流發生時刻，持續時間，并能記錄發生驟變時刻的波形，供事件發生后分析使用。

二、事件分析

（一）案例一：10kV某甲線中途開關及末端用戶開關異常跳閘

1 故障情況

2014年3月，10kV 某甲線中途開關連續兩天內發生過兩次跳閘，該線路末端用戶A進線開關也曾經出現過跳閘；線路檢修人員現場用鉗形電流表多次跟蹤測量該兩處的運行電流，中途開關基本上都為150A左右，末端用戶開關為140A左右（該線路主要負荷為用戶A的負荷），屬于正常運行狀態，未找出跳閘原因。

2 開關動作整定值情況

為找出原因，我們先了解10kV某甲線中途開關與末端開關的整定值情況，見表1。

表1 定值表

我們發現，這個整定值設定有誤，末端開關一次側速斷動作電流和過流動作電流定值應分別比中途開關小，并且，末端開關的過流開關動作延時時間應比速斷時間長。

3 電能質量分析儀連續1周帶電監測情況

由于線路正常的負荷電流沒有超過整定值而出現跳閘，并且末端用戶A為該線路主要負荷，我們采用電能質量分析儀對線路末端用戶A進行連續1周帶電跟蹤測試，并設置過流錄波功能。

2014年5月14日14時59分58.94秒時，進線錄波顯示（如圖1為波形圖），負荷電流峰值為571A，設置限制電流為480A的話，峰值持續時間將達到0.025s。假如啟動電流超過480A并且持續超過0.1s時，末端用戶A就很容易發生過流動作跳閘。

我們認為，末端用戶A機器啟動電流過大，加上末端用戶A開關動作電流值整定有誤，是引起的中途開關越級跳閘和末端開關異常跳閘的原因。

（二）案例二：10kV某乙線A相頻繁瞬間接地

1 故障情況

2014年12月16日9點20分，110kV某變電站頻發“10kVI段母線接地 動作/恢復、10kVII段母線接地 動作/恢復、消弧線圈接地狀態動作/恢復”異常告警信號。對站內10kV系統高壓設備以及站外10kV線路進行檢查，均運行正常，暫時未發現高壓設備異常。對此，我們懷疑該站10kV系統可能發生諧振。

2 10kV母線電能質量帶電監測情況

為了確認10kV系統是否發生諧振，2015年1月26日～2015年2月6日，在變電站10kV PT二次電壓掛接便攜式電能質量分析儀，在線監測10kV PT二次電壓情況。結果發現：在2月5日3點37分～3點41分、7點12分～13分、9點5分～9點27分、22點28分～22點29分、23點51分～23點57分有接地異常現象。以上各時段發生的異常現象，每個時間段都會有幾次接地現象。而此同時變電站頻發“10kVI段母線接地 動作/恢復、10kVII段母線接地 動作/恢復、消弧線圈接地狀態動作/恢復”異常告警信號。

（1）每次接地時，電能質量分析儀錄到事件波形如圖2所示（每次錄到的波形都差不多一樣）。

圖2 2月5日10kV母線電壓監測記錄

圖2中，上面波形為瞬時值波形，下面波形為有效值的幅值波形，紅線為A相電壓、綠色為B相電壓、藍色為C相電壓、灰色為開口三角相電壓。從分析儀的錄波看出，發生異常現象時，10kV母線電壓UA下降至約0V，同時UB、UC相電壓升高至約線電壓，開口三角電壓UL升高至約100V，三相電壓2-25次諧波分量基本為零，可初步判斷變電站10kV母線A相頻繁瞬間接地。

（2）查看變電站端#1消弧線圈2月5日選線動作記錄，共有26次選線動作記錄，其中10kV某乙線22次、10kV某丙線3次、10kV某丁線1次。

綜合2月5日變電站10kV母線電壓波形記錄及#1消弧線圈選線記錄分析，初步判斷10kV某乙線A相頻繁瞬間接地。

結語

從以上兩起10kV配電線路的故障案例中看出，充分利用便攜式電能質量分析儀在線監測和錄波功能，將為我們分析線路故障提供很大的幫助。儀器必須內置存儲容量≥4GB，連續工作時間一周以上，能準確測量電壓驟升、電壓驟降、過電壓、欠電壓、過電流發生時刻，持續時間，并能記錄發生驟變時刻的波形（發生前1個周期及以上，發生后3個周期及以上，每周期采樣256點及以上）。另外，我們必須結合電能質量其他一般參數，如諧波、電壓偏差、電壓波動、閃變、三相不平衡等參數進行全面的、綜合的分析，以正確判斷配電線路故障原因。

[1] DLT 1053-2007，電能質量技術監督規程[S].

[2]肖湘寧.電能質量分析與控制[M].北京：中國電力出版社，2004.

[3]吳書強.配電線路技術問答[M].北京：中國電力出版社，2004.

[4]郭謀發.配電網自動化技術[M].北京：機械工業出版社，2012.

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