配網主供線路的故障自愈技術

文/楚群飛，國網河南省電力公司遂平縣供電公司

1 造成配網線路故障的原因分析

1.1 雷擊方面

我國有些地區的雷雨天氣眾多,比如：熱帶地區、亞熱帶地區,同時有眾多農村以及城市的配電線路的方式都是使用架空方式進行,若這些設備在相對空曠的地方放置,那么很容易會產生線路故障的情況；若這些設備承受的電壓超出了最大耐受值,則會造成更加嚴重的事故,如直接停電。在雷擊的作用下也會破壞絕緣介質,導致導電線路出現故障,且這種故障是永久性的,產生停電情況。

1.2 外力破壞方面

外力破壞中大約有 80%左右的故障因素都是外部施工,發展地區的線路運行一般情況下會由于外力的影響導致線路故障。從我國當前城市化進程不斷加快的背景下分析,施工項目會越來越多。在進行施工的過程中,若沒有積極保護配電設備,那么毫無疑問會破壞配電線路,導致電網故障的嚴重后果。

1.3 設備老化方面

在配電線路運行中設備是最為重要的因素之一。設備問題一般情況下可以分為老化和質量不達標兩種。其中對于設備質量不達標,社會上有很多生產配網設備的廠家,相對的也有很多型號可以選擇,只需要制造的技術水平和能力達標即可,還有些設備是在使用的一段時間之后,才會出現問題。但是質量較好的設備,一般是在使用了很長時間之后,才會出現如金件生銹、連接松動等問題,同時配網運行中具有眾多設備,當前造成線路故障的最主要因素之一則是設備問題。

2 配網線路的常遇故障

2.1 短路故障

一是自然因素的影響，線路屬于架空線路，一般出現在人跡罕至的山林或者曠野地區，容易受到自然因素的影響，如雷擊、狂風、暴雨等，出現線路斷裂或者絕緣擊穿等問題，引發短路故障；二是鳥害的影響，一些鳥類喜歡停留在電線上，或者將巢穴建在配電線路密集的區域，可能導致配電線路的相間短路問題，引發跳閘斷電；三是外力破壞，主要是指人類活動造成的破壞，例如，車輛在行駛過程中撞倒電線桿，或者掛斷電線；樹木砍伐過程中缺乏保護措施，導致樹枝或者豎桿碰斷電線等，都會引發短路故障。

2.2 接地故障

在供電過程中，配電線路的電容出現突變，電流與接地故障正常數值相比要高出許多，同時由于接地故障正常參數高于此時電壓，進而燒斷了導線，導致接地故障的出現；配電線路老化也是接地故障的一大原因。

2.3 雷擊造成故障

雷電對架空線路有多重影響，雷電可能擊穿絕緣子或使其爆裂，發生斷線、配變燒毀等。架空線路處于高空容易被雷擊中，但設備容易發生故障也有設備本身的問題，其可能的因素有：絕緣子對雷電抵抗性不高。線路上的P－15T、P－1025針式瓷瓶不能達到抗雷的強度，近年來農網改造后，設計者雖然將氧化鋅避雷器更換到配電變壓器上，但并沒有在架空線路上進行安裝。線路過引線連接采用并溝線夾，甚至連并溝線夾都不用而用鋁線繞接法連接線，由于并溝線夾和用鋁線繞接法存在質量問題，導致導線連接不良，經受不住強大雷擊電流的沖擊。避雷器接地裝置不合格，出現氧化鋅絕緣低的設備就會被擊穿。

3 智能配網單相接地故障自愈技術分析

3.1 故障檢測

作為智能配網中最常見的單相接地方式—中性點非有效接地。當單相接地故障發生時，系統會檢測到接地相電壓發生降低，健全相電壓升高，同時系統還會檢測到零序電壓升高。通過智能配網中單相接地故障自愈技術系統，可以結合電壓以及電氣量來有效判定整個系統中是否發生了單相接地故障。目前常用的故障檢測系統一般在母線上添加電壓互感器開口三角側電壓實現。當智能配網單相接地系統正常的時候，電壓互感器開口三角側電壓僅僅表現為不平衡電壓；當故障發生時，電壓發生變化，一般升高為原來三倍的相電壓。通過電壓互感器開口三角側電壓的測量，能夠判斷系統是否發生了單相接地故障。

3.2 接地選線

一旦智能配網中發生單相接地故障時，故障點會顯示產生故障行波，當故障行波傳播到測量點母線時，根據物理原理發生折射與反射。經過折射和反射的行波一部分經過非故障線路，另一部分會經過故障線路。這樣能夠保證故障線路和非故障線路均檢測到初始行波，但是對于兩者而言檢測到的故障行波幅值會有所不同，一般故障線路的初始行波幅值較大，且極性和非故障路線相反，通過這一原理能夠正確的選擇單相接地線路，能夠很好應用于單相故障接地選線中。

3.3 故障區段識別

要進行故障隔離，首先必須要準確的進行故障區段的識別。不僅僅行波選線技術能夠在智能配網單相接地選線中應用，而且合理的運用行波選線技術能夠確定故障區段。在智能配網的變電站和開關站中綜合運用行波選線技術進行行波選線，綜合相鄰行波選線技術的選線結果進行分析，最終能夠確定故障區段，實現故障區段識別。

3.4 故障隔離

當發生單相接地線路故障之后，通過檢測以及故障區段識別，然后進行故障隔離，主要是對故障線路的電源側和負荷側進行隔離。常用的故障隔離方式有兩種，一種是先斷開電源側開關，并斷開負荷側的開關。另一種故障隔離方式是先斷開側負荷開關，然后再斷開電源側開關。這兩種故障隔離方式中第一種能夠保證設備的安全。在單相接地故障中，發生故障并不會造成短路回路，這樣就不會對負荷供電造成影響，因此對于閉環的配電系統而言，可先閉合負荷側的聯絡開關，然后斷開負荷側的進線開關，實現接地線路負荷側與系統隔離，還能夠保證負荷不失電，最后再斷開電源側的開關，最終實現了故障隔離。

4 結束語

隨著配網智能化、自動化的發展，新的問題被提出。智能配網故障自愈技術作為保證智能配網可靠性的基礎，加強自愈技術的研究對其發展具有重要的實踐意義。