低壓配電系統電氣故障分析

劉國棟

摘要：在電力系統之中，低壓配電網是重要組成部分，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行合理的設計，就可能會導致各種故障的出現。所以，本文在簡單介紹低壓配電系統的基礎上，基于低壓配電系統常見的故障進行仿真分析，希望可以解決電氣故障。

關鍵詞：低壓配電系統；電氣；故障

社會的發展，使得電能成為現今社會重要的樞紐，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，難免會出現一些問題，如配電線路結構復雜、設備種類較多。因此，針對配電線路電氣故障產生模式，就需要進行合理的分析，這樣才能做好故障的分析與處理。

一、低壓配電系統

在電網建設中，低壓配電系統作為重要組成，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的配套保護設備。其中，配電場所需要發揮電壓降低的功效。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，低壓配電系統主要是在民用建筑之中應用，通常包含了單相與三相用電兩種設備。單相用電設備，其本身需要與單相電源相互連接，而三相用電設備則需要配合上三相電源，否則就會影響到正常的工作。低壓配電系統需要實現接地安裝，并且因為不同的線路走向、地點、設備金屬外殼等，其接地裝置的連接方式也會產生一定的變化[1]。

二、低壓配電系統常見故障仿真分析

基于圖1不同位置的四個點，進行單相接地故障仿真，并且對其結果進行分析，從而得出具體的現象與結果。

（一）低壓側單相接地故障

根據圖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，通過高壓側的電壓可以知道系統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的強大電磁力，就會引起變形，甚至還會出現扭斷，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，導致用電設備也會直接停止工作。

如果QF1因為失靈導致未動作，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備以及三相用電設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生之前的 倍。此時，通過QF2能夠將故障切斷，但是如果QF2出現同樣的情況，如果三相用電設備線路的QF3帶有斷相保護功能或者是三相不平衡的保護功能，那么也會將故障線路斷開；否則，會導致其都處于缺相的情況。如果三相電機都處于空載狀態，雖然其相電流為鼓掌之前的 倍，但是故障電流也無法達到三相電機過電流保護裝置的實際斷開值，其單相用電設備都處于過電壓的狀態之下，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，但是三相電機擁有一定轉速，其電機依舊處于缺相狀態，那么因為溫度升高，就會導致電機繞組被燒毀。針對故障相A的單相用電設備，其相電壓會直接降低至0，用電設備也會直接停止工作；非故障相B、C所在的用電設備，一旦故障電流達到QF5的動作值，就會直接切斷故障線路；否則，就會導致其處于過電壓的狀態之下，如果達到或者是直接超出自我保護的電壓，就會直接停止工作；否則，就會引起擊穿甚至是火災事故[2]。

（二）輸電線路的單相接地故障

基于輸電線路圖1中的②發生A相接地故障的時候，其電壓與電流波形見圖4所示。當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生之前的 倍。不同之處在于，中性點直接接地系統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絕緣放電擊穿的情況，直接降低絕緣性能。剩余的電流保護短路，就能夠將這一類的故障直接的切斷。如果QF3與QF4沒有動作，在這一時刻，單相用電設備以及三相用電設備基于類似于變壓器低壓側的單相接地故障。

（三）小結

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

三、結語

總而言之，電能作為社會發展的樞紐，為人類創造了諸多的便捷條件。所以，本文基于低壓配電系統介紹的基礎上，對于常見的單相接地故障進行分析，就是希望能夠對其有更多的了解，能夠為今后的研究奠定良好的基礎條件。

參考文獻：

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

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

[3]潘宗英.低壓配電系統常見故障及防范措施[J].重慶工貿職業技術學院學報，2016（02）：27-29.