探討配電網(wǎng)兩相接地短路故障定位與供電恢復(fù)

李慶華（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)鶴山供電局，廣東　鶴山　529700）

探討配電網(wǎng)兩相接地短路故障定位與供電恢復(fù)

李慶華
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)鶴山供電局，廣東鶴山529700）

配網(wǎng)兩相接地短路故障是常見(jiàn)的故障，影響了配網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取科學(xué)的措施來(lái)分析、定位并解決這一故障問(wèn)題。首先介紹了接地短路故障的現(xiàn)象和如何科學(xué)定位故障位置，然后采用科學(xué)的故障處理方法使供電恢復(fù)。

配電網(wǎng)；兩相接地短路故障；定位；供電恢復(fù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展逐漸走向自動(dòng)化、信息化、智能化，配網(wǎng)的這些特征能夠有效確保配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。加強(qiáng)配網(wǎng)故障處理是提高配網(wǎng)自動(dòng)化水平的有效途徑，這其中包括故障的定位、隔離以及供電恢復(fù)等等，目前已經(jīng)得出了多種故障處理策略和方法，然而，對(duì)于中性點(diǎn)非有效接地的配電網(wǎng)則要加深研究，探究故障定位與恢復(fù)供電的方法。

1　配網(wǎng)兩相接地短路故障區(qū)域定位

1.1故障問(wèn)題

當(dāng)某一中性點(diǎn)非有效接地配網(wǎng)出現(xiàn)接地短路故障，會(huì)有以下現(xiàn)象：

（1）10kV母線的變化，其零序電壓大于閾值。

（2）接地的兩相，接地點(diǎn)上游的開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障性電流以及斷路器跳閘現(xiàn)象，會(huì)對(duì)故障性電流進(jìn)行遮掩、隔斷。

常見(jiàn)的兩相接地短路故障通常選擇配置繼電保護(hù)的方法，同時(shí)，明確不同級(jí)別保護(hù)的整定時(shí)間以及具體對(duì)應(yīng)的故障類型。

兩相接地故障的類型：

第一，兩個(gè)斷路器S1，S2具有同樣的保護(hù)整定時(shí)間，當(dāng)短路故障出現(xiàn)后，這兩個(gè)斷路器會(huì)同步跳閘，從而遮斷故障，具體如圖1所示。

第二，同S1，S2相比，在保護(hù)整定時(shí)間方面，斷路器J更短，所以，當(dāng)出現(xiàn)兩相接地短路故障，斷路器J先動(dòng)作，阻斷故障電流，其他的斷路器則保持不變，如圖2所示。

第三，同S1對(duì)比起來(lái)，斷路器E的保護(hù)整定時(shí)間更短，所以，當(dāng)出現(xiàn)兩相接地短路故障時(shí)，斷路器E會(huì)先動(dòng)作，阻斷故障，對(duì)應(yīng)的S1保持不變。

第四，出現(xiàn)短路故障后，S1會(huì)動(dòng)作，隔斷故障電流。

1.2科學(xué)定位故障位置

第一，調(diào)動(dòng)定位程序。如果是一個(gè)中性點(diǎn)非有效接地的開(kāi)關(guān)運(yùn)行配電網(wǎng)，如果發(fā)現(xiàn)以上三種情形，就能夠預(yù)測(cè)到出現(xiàn)了兩相接地短路故障問(wèn)題。此時(shí)，就應(yīng)該啟動(dòng)兩相接地短路故障定位系統(tǒng)。

第二，短路區(qū)位的判斷。假設(shè)某一中性點(diǎn)非有效接地的配網(wǎng)，該配網(wǎng)處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)，出現(xiàn)了m相、n相接地短路，其中m/n這兩相屬于以上三種接地情況，那么，m相接地出現(xiàn)在以最末監(jiān)測(cè)到m相過(guò)流開(kāi)關(guān)為端點(diǎn)的下游位置，n相的接地位置判斷同于m。

如：在接地故障類型一中，因?yàn)橹挥虚_(kāi)關(guān)S1、A通過(guò)a相過(guò)流，就能夠得出a相出現(xiàn)了接地短路故障，具體定位于A為端點(diǎn)的下游，也就是ABC之間的部位。同樣，也正是由于只有開(kāi)關(guān)S2/G/K通過(guò)b相過(guò)流，能夠得出b相出現(xiàn)了接地短路故障，具體定位于以K為端點(diǎn)的下游，也就是開(kāi)關(guān)K/M構(gòu)成的部位。

1.3故障信號(hào)的收集

要想達(dá)到以上故障區(qū)位定位的正確判斷，就要加強(qiáng)相關(guān)故障信號(hào)、信息的搜集與采集。

第一，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)則應(yīng)朝著配自動(dòng)化系統(tǒng)傳播各類信息，例如：斷路器的狀態(tài)模式、保護(hù)動(dòng)作情況、零序電壓值等等。

第二，饋線終端單元、故障指示設(shè)備等都要朝著配電自動(dòng)化系統(tǒng)傳播信息，例如：檢測(cè)到的分相過(guò)流情況、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等等。

現(xiàn)階段，投建使用的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通常只在線路故障監(jiān)測(cè)的地方設(shè)置兩相電流互感器，同時(shí)，配網(wǎng)線路終端的過(guò)流信息并非實(shí)行分類報(bào)告，取而代之的是合并成統(tǒng)一的過(guò)流信息上報(bào)，這種現(xiàn)象很可能造成兩相接地短路故障。

2　配網(wǎng)兩相接地短路故障的處理

2.1隔離故障

當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)了兩相接地短路問(wèn)題，斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘，這樣就掩飾了線路故障，然而，通常無(wú)法把接地故障隔斷于最小空間內(nèi)，針對(duì)這一問(wèn)題，就應(yīng)該參照具體的故障定位結(jié)論使配網(wǎng)主站通過(guò)遙控的方法來(lái)隔斷故障。

要想將一個(gè)故障位置有效隔離開(kāi)來(lái)，只需要把故障所在區(qū)位的端口的開(kāi)關(guān)分別斷開(kāi)，對(duì)于第一類故障，為了隔斷a區(qū)域，就要將開(kāi)關(guān)A/B/C分?jǐn)唷?/p>

從相關(guān)規(guī)程中能看到：中性點(diǎn)非有效接地的配網(wǎng)，可以讓其單相接地，工作一段，然而，這一過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致其他兩相對(duì)地電壓上升，影響整個(gè)線路的絕緣效果。所以，單相接地工作過(guò)程中，兩個(gè)接地區(qū)域只需將一個(gè)隔離開(kāi)來(lái)，具體的隔離區(qū)域的選擇標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該確保恢復(fù)供電以后，負(fù)荷同樣得到恢復(fù)。

2.2兩相接地短路故障的供電恢復(fù)方法

其主體思想為：確保深受故障影響的負(fù)荷可以集中恢復(fù)供電，達(dá)到正常的供電水平。

（1）不易實(shí)行單相接地的情況

當(dāng)出現(xiàn)不能實(shí)行單相接地運(yùn)行的情況時(shí)，可以從以下幾步做起，來(lái)想方設(shè)法恢復(fù)供電。

第一步：明確當(dāng)時(shí)不同開(kāi)關(guān)處的狀態(tài)，并將其錄入數(shù)組W1、W2內(nèi)，Wij=0，意味著開(kāi)關(guān)j正在分閘模式，Wij=1，意味著j正在合閘模式。

第二步：把隔離2處接地位置的開(kāi)關(guān)在W1、W2內(nèi)設(shè)成分閘模式，同時(shí)把待分閘開(kāi)關(guān)裝在開(kāi)關(guān)操作隊(duì)列SW內(nèi)。

第三步：對(duì)于一些健全區(qū)位，也就是可以借助原電源供電，卻處于失電的現(xiàn)象，就要把開(kāi)關(guān)在W1/W2內(nèi)設(shè)成合閘模式，同時(shí)把對(duì)應(yīng)的待合閘開(kāi)關(guān)根據(jù)合閘后所恢復(fù)的負(fù)荷量，按照從大至小的規(guī)律置于開(kāi)關(guān)行列SW內(nèi)。

第四步：相反，對(duì)于無(wú)法通過(guò)原電源來(lái)恢復(fù)供電的一些深受影響的部分，同其他饋線之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，就需要把W2內(nèi)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)為合閘狀態(tài)。

第五步：如果運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)了閉環(huán)，就應(yīng)該在環(huán)路中注重開(kāi)關(guān)的選型，優(yōu)選那些分閘后沒(méi)有孤島問(wèn)題的開(kāi)關(guān)，并在W2內(nèi)設(shè)為分閘狀態(tài)，直到消除閉環(huán)問(wèn)題。

第六步：更新算法。對(duì)于兩相接地短路故障饋線無(wú)法依靠原電源獲取電能的配網(wǎng)區(qū)域，可以實(shí)行通過(guò)甩負(fù)荷來(lái)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，相應(yīng)地更正W2中的開(kāi)關(guān)模式。

（2）可以單相接地工作的狀態(tài)

能夠進(jìn)行單相接地時(shí)，要想達(dá)到供電恢復(fù)，可以采取以下步驟：

第一步：明確不同開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，并將其輸入數(shù)組W1/W2內(nèi)，當(dāng)兩處接地出現(xiàn)于同一位置時(shí)，則可采取同上節(jié)中類似的方法。相反，則開(kāi)展下一步。

第二步：隨便選出某一接地區(qū)位，按照第一步中得出的W1/W2的結(jié)果，把接地區(qū)域中的開(kāi)關(guān)設(shè)成分閘模式，同時(shí)把待分閘開(kāi)關(guān)列進(jìn)開(kāi)關(guān)操作行列內(nèi)部。

第三步：實(shí)施上一節(jié)中第一步至第七步的操作，得到供電恢復(fù)方案，明確開(kāi)關(guān)操作順序，同樣把排好的待操作開(kāi)關(guān)依照順序列入Sw1內(nèi)。

第四步：再選擇一塊接地區(qū)位，按照第一步驟得出的W1/W2，把隔離接地區(qū)域的開(kāi)關(guān)在W1/W2。

結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)兩相接地短路故障具有自身的故障特征、狀態(tài)與特點(diǎn)，要科學(xué)定位故障，通過(guò)搜集故障信號(hào)，來(lái)明確故障發(fā)生的區(qū)域，并采取科學(xué)的方法進(jìn)行故障隔離，并針對(duì)故障采用科學(xué)的供電恢復(fù)方法，從而維護(hù)配網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

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