低壓線路故障查找與線路保護系統的應用

摘要：在三相四線制低壓供電系統中，中性線斷線是一種常見故障（如輸電線路中性線被竊賊盜割或大風刮斷;施工機械違章操作，導致中性線被掛斷;三相不平衡，導致中性線線路過流，進而發展為中性線過熱熔斷），而配電負荷大部分為單相負荷，因用戶電器的啟停具有很大的不確定性，所以難以做到三相負荷完全平衡，同時在負荷較重的情況下供電距離較遠的供電區域還易出現末端低電壓現象。以上這些都是低壓線路的異常情況。

當發生中性線斷線時，中性點向重負荷相產生位移，使相電壓降低，而輕負荷相電壓升高。三相負荷不平衡度越嚴重，中性點位移量越大，負荷側相電壓越不對稱，電壓畸變越嚴重，一旦中性點位移偏大，不可避免地引發過電壓燒毀用戶電器的事故。一旦人體接觸這些電氣設備外殼，會造成觸電傷亡事故。因此，本文針對低壓線路故障查找與線路保護系統的應用進行了分析。

關鍵詞：低壓線路;故障查找;線路保護系統

一、應用背景與系統功能

農村低壓電網一般都是三相四線制供電，當中性線因故斷開，同時三相負荷不平衡時，將引起線路的各相電壓畸變，從而導致某相的負載電壓升高而造成該相部分電器設備燒毀。若此時中性線斷路點后側電器設備存在外殼漏電時，相當于帶相電壓，一旦人體接觸這些電器設備外殼，就會造成觸電事故。為杜絕此類事故發生，同時提高農村低壓線路的故障查找水平，國網安徽宿州供電公司在原10kV配網智能架空線路故障查找系統的基礎上，研發成功了低壓線路故障查找與線路保護系統（本文簡稱系統），實現了斷相線失電和斷中性線2種狀態的故障報警與線路保護。

（1）該系統將農村380V低壓電網分成有多個分支的網狀系統，當某個分支失電時，裝置將發出報文到后臺主站，通知低壓臺區哪一低壓分支停電了。這時，供電所的人員就可主動上門進行維修，變被動停電維護為主動停電維護，從而降低客戶的投訴率。

（2）在檢測到三相四線制供電系統中性線斷線后，一方面，在中性線斷線點后側自動投入臨時工作接地點，使三相電壓達到基本平衡，用戶電壓在用電設備額定范圍內，保證設備的正常運行和防止事故的進一步發展;另一方面，在檢測到斷中性線故障后及時動作，可使變壓器下面綜合配電箱跳閘，避免燒毀電器設備。同時，將故障信息發送到后臺的故障查找系統，通知相關人員進行維修。當供電所人員完成維修后，系統自動恢復原來的中性線工作。

該系統還可實時監測低壓線路的末端電壓值，對三相不平衡發出告警，供電所人員可以根據此信息動態平衡線路負荷;監測到的末端低電壓狀況，還可為線路的低電壓治理提供依據。

二、系統結構

系統由前端的智能故障指示與斷中性線保護裝置、物聯網云端系統以及相關的手機APP組成。運維人員主要依靠安裝在手機上的APP軟件獲得相關的設備信息，并對整個保護系統進行參數的設置和更改。應用低壓線路故障查找與線路保護系統，需要在線路上安裝DLB-I型低壓故障指示與斷中性線保護裝置（以下簡稱DLB-I型裝置），如圖1所示。

三、工作原理

相線失電：DLB-I型裝置直接檢測相電壓，當相電壓低或無電壓時，可判斷線路該相失電。

斷中性線：DLB-I型裝置利用中性線斷線故障時，由于三相負載不平衡導致的各相電壓不平衡形成保護判據，在準確判別故障后，自動投入臨時工作接地線，使三相電壓基本保持平衡，以此保證用戶設備正常工作。

系統可同時將故障信息傳送至供電公司的故障查找物聯網云端上，物聯網云端綜合判斷后，將故障信息發送到相關檢修人員的手機上，提醒檢修人員查找故障點，以盡早排除故障，提高供電可靠性，保證用戶安全用電。同時，它也可以將停電信息發送給該條線路的用戶，提高供電服務的滿意度。

四、安裝與應用

將DLB-I型裝置安裝在農村低壓線路的分支線路首端合適的電桿上，其后任何位置斷中性線、失電時系統都能起到告警保護作用。如圖2所示。

運維人員用自己的手機號登錄APP，可以實時得到自己所管理配電線路的運行情況，當故障發生時，會知道線路發生了哪些故障（接地、短路），哪些故障在哪些相線上發生。即使沒有故障，也會收到一些運行信息，提示用戶提前進行運行與維護。在低壓線路這一側，也能夠實時得到線路的三相末端電壓等實時數據。用戶可以根據這些數據，配合換相開關等設備調整線路的負荷，從而達到負載均衡和三相不平衡治理的目的。同時，當發生低電壓現象時，也可通知供電公司進行線路調整。

參考文獻：

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（作者單位：國網通遼市供電公司城東供電服務中心）

作者簡介：郭世輝，男，吉林四平人;漢族;學歷：大專;職稱：高級工;職務：工作負責人;研究方向：高低壓線路及設備。