10kV配電線路單相接地故障定位方法的研究

豐浩然

國網(wǎng)長子縣供電公司

10kV配電線路單相接地故障定位方法的研究

豐浩然

國網(wǎng)長子縣供電公司

隨著電力企業(yè)快速發(fā)展和人們?nèi)粘Ｓ秒娦枨蟮脑黾樱?0kV電網(wǎng)越來越多的被應(yīng)用于我國的配電系統(tǒng)中。由于在許多地區(qū)的電力供應(yīng)相對較大，配電線路分散，混亂，嚴(yán)重影響了供電的整體質(zhì)量，導(dǎo)致供電效率和線路穩(wěn)定性降低。除線路故障運(yùn)行過程中的自然因素和人為因素外，線路故障排除和維護(hù)過程的難度較大，運(yùn)維人員在線路故障檢修過程中，無論是排查效率還是檢修效率都不能保證。將故障定位技術(shù)應(yīng)用于10kV電力網(wǎng)絡(luò)，可以大大提高了質(zhì)量和效率的電力系統(tǒng)故障。

10kV電網(wǎng)；單相接地；故障定位

配電網(wǎng)將配電網(wǎng)和區(qū)域電廠按照適當(dāng)?shù)碾妷旱燃壏峙浣o所有類型的用戶，承擔(dān)任務(wù)分配的權(quán)力，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。在我國，10kV配電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)接地方式，城市主要電網(wǎng)都采取此方式。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，單相接地故障占比配網(wǎng)總故障的80%以上。快速找到故障點(diǎn)，盡早恢復(fù)供電，對提高10kV配電網(wǎng)供電可靠性具有重要的作用。

1　單相接地故障的原因

1.1單相接地故障檢測

發(fā)生10kV線路單相接地故障后，相關(guān)變電站通過10kV母線絕緣監(jiān)測裝置檢測接地故障和接地信號，提示值班人員通過查線處理，最終確定單相接地故障相、配電線路，線路中斷，通過在線維護(hù)排除故障。

1.2單相接地故障發(fā)生的原因

在實(shí)際操作中10kV配電線路，單相接地故障有：線路絕緣子或配電設(shè)備絕緣擊穿接地；接地導(dǎo)線破損或丟失；由于天氣原因，如閃電，由地面引起的風(fēng)和雨；因為脫落的樹木或樹枝造成接地；人或車輛造成的接地。在實(shí)際操作中10kV配電線路，10kV配電線路原來基本上都是裸露的導(dǎo)線，由于天氣、線路設(shè)施損壞或絕緣擊穿，經(jīng)常因受到各類原因的發(fā)生而引起跳閘，10kV配電線路故障中單相接地故障率最高，故障率高達(dá)80%。

2　10kV線路單相接地故障的定位方法

2.1以往的故障定位模式

單相接地故障定位的方法通常采用10kV配電線路故障查找人員人工檢查，在故障線路進(jìn)行檢查、查找，找到故障點(diǎn)后逐漸消缺，最終解決故障。這樣的方法往往會延長時間，會增加人力和物力資源的投入和消耗，并會影響用戶的正常使用電，影響供電服務(wù)的質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)的單相接地故障定位方法具有一定的局限性，需要改進(jìn)和優(yōu)化。

2.2改進(jìn)后的故障定位方法

1)阻抗法。當(dāng)發(fā)生故障時，故障線可以通過測量電流和電壓，計算阻抗來確定故障電路。假設(shè)配電線路的均勻性，其長度與阻抗成正比，根據(jù)這種關(guān)系，可以粗略計算故障點(diǎn)的位置。這種故障定位方法具有成本低、簡單和安全的優(yōu)點(diǎn)，但是，它也有缺陷，很容易受到路徑阻抗、功率參數(shù)等因素的影響。常用的阻抗法是適合于應(yīng)用在線路結(jié)構(gòu)比較清晰，配電線路簡單。但是，阻抗法同樣存在著一些缺點(diǎn)，即不能有效地識別出真實(shí)的故障點(diǎn)，不能及時排除偽故障點(diǎn)的排除。因此，阻抗的方法是不適合使用在配電線路分支較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般只用于單相接地故障定位的配電線路阻抗的一個額外的輔助方法，S注入法阻抗法、行波有效組合波的方法，可以有效地定位故障。

2)注入法。交流注入法的具體工作過程是將隔離的電路故障電路分離，然后輸入高電壓信號和電流控制在100 ～ 200ma。探測器沿配電線路檢查一步一步，從孤立的部分的初始位置開始慢慢結(jié)束檢查，一旦發(fā)現(xiàn)之前和之后的檢測部分信號出現(xiàn)兩倍以上的差異，可以得出結(jié)論，可能是在這個位置存在故障點(diǎn)。這種檢測方法也存在一些缺點(diǎn)和弊端，這是由于通常情況下，配電線路和地面之間存在一定距離，更長的距離達(dá)到10米，期間電流也相對較小。然而，因為所測算的信號同流經(jīng)線路的信號之間成正比。這種定位檢測方法無需過高的精度，對于故障點(diǎn)附近較為明顯、強(qiáng)度較高的信號，檢測器就能將其準(zhǔn)確地檢測出，進(jìn)而科學(xué)定位故障點(diǎn)。

3)行波法。配電線路故障時，會產(chǎn)生相應(yīng)的行波，根據(jù)花在線路上的相應(yīng)設(shè)備和故障點(diǎn)實(shí)際來回距離的往返時間，或由相應(yīng)的故障距離測量線兩側(cè)行波到達(dá)時間差異分析，可以確認(rèn)故障點(diǎn)。行波法測距的可靠性和精度在理論上不受線路類型、故障電阻及兩側(cè)系統(tǒng)的影響,但在實(shí)際中則受到許多工程因素的制約。

4)故障在線監(jiān)測系統(tǒng)。在10kV 電網(wǎng)中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)配電線路故障檢測模式。首先，將故障定位裝置安裝在變電站出線端，能夠通過對電路運(yùn)行的具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確合理的判斷，以確定電路故障的具體位置。其次，在用戶設(shè)備附近安裝故障定位裝置，可以準(zhǔn)確地確定電路故障的原因，確定故障屬于公用線路還是用戶。最后，安裝故障定位系統(tǒng)在分線路和電纜運(yùn)維中，當(dāng)電路故障時，可以對故障線路進(jìn)行清晰的判斷，大大降低了運(yùn)維人員的工作難度，提高了線路運(yùn)維的質(zhì)量和效率。

3　加強(qiáng)10kV配電線路單相接地故障的處理

3.1要注意配電網(wǎng)設(shè)備元器件的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化

配電網(wǎng)設(shè)備的組件的標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化，將使更換組件非常方便。如果更換系列設(shè)備部件和設(shè)備是不一樣的，那么它可能會導(dǎo)致設(shè)備部件損壞更換，維修時間將在同一時間分布的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增加，影響其穩(wěn)定運(yùn)行的配電網(wǎng)或停電時間等。配電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、系列化零件，設(shè)備維修時間縮短，設(shè)備部件的采購變得簡化；配電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的成分，但也使操作和維護(hù)設(shè)備的管理和維護(hù)更加方便人員，使維護(hù)工作更高效。

3.2滿足其經(jīng)濟(jì)性建設(shè)

配電網(wǎng)設(shè)備的更新以滿足上述條件，還應(yīng)該選擇更新投資少、能耗低、維護(hù)成本低的組件，它可以降低運(yùn)營成本，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，供電企業(yè)的利潤增長。價格因素也是一個重要因素，它關(guān)系到供電企業(yè)投資能否獲得更高的回報。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，選擇合適的設(shè)備，以滿足最迫切的需求，通過對未來需求的升級，從而最大限度地發(fā)揮投資基金的有效利用。

10kV配電線路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，而且有許多分支線路和節(jié)點(diǎn)，使故障的判斷必然會導(dǎo)致困難，必須加強(qiáng)對單相接地故障定位方法的研究，掌握單相接地故障定位的科學(xué)方法，提高供電質(zhì)量和配電線路的運(yùn)行水平。

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