10kV配電線路單相接地故障定位方法的研究

豐浩然

國網長子縣供電公司

10kV配電線路單相接地故障定位方法的研究

豐浩然

國網長子縣供電公司

隨著電力企業快速發展和人們日常用電需求的增加，10kV電網越來越多的被應用于我國的配電系統中。由于在許多地區的電力供應相對較大，配電線路分散，混亂，嚴重影響了供電的整體質量，導致供電效率和線路穩定性降低。除線路故障運行過程中的自然因素和人為因素外，線路故障排除和維護過程的難度較大，運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。將故障定位技術應用于10kV電力網絡，可以大大提高了質量和效率的電力系統故障。

10kV電網；單相接地；故障定位

配電網將配電網和區域電廠按照適當的電壓等級分配給所有類型的用戶，承擔任務分配的權力，是電力系統的重要組成部分。在我國，10kV配電網主要采用中性點接地方式，城市主要電網都采取此方式。據有關統計，單相接地故障占比配網總故障的80%以上。快速找到故障點，盡早恢復供電，對提高10kV配電網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

發生10kV線路單相接地故障后，相關變電站通過10kV母線絕緣監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，通過在線維護排除故障。

1.2單相接地故障發生的原因

在實際操作中10kV配電線路，單相接地故障有：線路絕緣子或配電設備絕緣擊穿接地；接地導線破損或丟失；由于天氣原因，如閃電，由地面引起的風和雨；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線，由于天氣、線路設施損壞或絕緣擊穿，經常因受到各類原因的發生而引起跳閘，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，在故障線路進行檢查、查找，找到故障點后逐漸消缺，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，影響供電服務的質量。由此可見，傳統的單相接地故障定位方法具有一定的局限性，需要改進和優化。

2.2改進后的故障定位方法

1)阻抗法。當發生故障時，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。假設配電線路的均勻性，其長度與阻抗成正比，根據這種關系，可以粗略計算故障點的位置。這種故障定位方法具有成本低、簡單和安全的優點，但是，它也有缺陷，很容易受到路徑阻抗、功率參數等因素的影響。常用的阻抗法是適合于應用在線路結構比較清晰，配電線路簡單。但是，阻抗法同樣存在著一些缺點，即不能有效地識別出真實的故障點，不能及時排除偽故障點的排除。因此，阻抗的方法是不適合使用在配電線路分支較多，結構復雜，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束檢查，一旦發現之前和之后的檢測部分信號出現兩倍以上的差異，可以得出結論，可能是在這個位置存在故障點。這種檢測方法也存在一些缺點和弊端，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，對于故障點附近較為明顯、強度較高的信號，檢測器就能將其準確地檢測出，進而科學定位故障點。

3)行波法。配電線路故障時，會產生相應的行波，根據花在線路上的相應設備和故障點實際來回距離的往返時間，或由相應的故障距離測量線兩側行波到達時間差異分析，可以確認故障點。行波法測距的可靠性和精度在理論上不受線路類型、故障電阻及兩側系統的影響,但在實際中則受到許多工程因素的制約。

4)故障在線監測系統。在10kV 電網中的應用，改變了傳統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，能夠通過對電路運行的具體情況進行準確合理的判斷，以確定電路故障的具體位置。其次，在用戶設備附近安裝故障定位裝置，可以準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，安裝故障定位系統在分線路和電纜運維中，當電路故障時，可以對故障線路進行清晰的判斷，大大降低了運維人員的工作難度，提高了線路運維的質量和效率。

3　加強10kV配電線路單相接地故障的處理

3.1要注意配電網設備元器件的標準化、系統化

配電網設備的組件的標準化和系統化，將使更換組件非常方便。如果更換系列設備部件和設備是不一樣的，那么它可能會導致設備部件損壞更換，維修時間將在同一時間分布的網絡設備的增加，影響其穩定運行的配電網或停電時間等。配電網設備標準化、系列化零件，設備維修時間縮短，設備部件的采購變得簡化；配電網設備標準化和系列化的成分，但也使操作和維護設備的管理和維護更加方便人員，使維護工作更高效。

3.2滿足其經濟性建設

配電網設備的更新以滿足上述條件，還應該選擇更新投資少、能耗低、維護成本低的組件，它可以降低運營成本，提高供電企業的經濟效益，供電企業的利潤增長。價格因素也是一個重要因素，它關系到供電企業投資能否獲得更高的回報。根據實際應用，選擇合適的設備，以滿足最迫切的需求，通過對未來需求的升級，從而最大限度地發揮投資基金的有效利用。

10kV配電線路結構相對復雜，而且有許多分支線路和節點，使故障的判斷必然會導致困難，必須加強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方法，提高供電質量和配電線路的運行水平。

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