同期日線損異常預(yù)判配電線路隱患及處置技術(shù)

管順剛 孔曉利 任 俠 劉志明 蘇有功

（國網(wǎng)天津薊州供電公司，天津301900）

1 概述

對于供電經(jīng)營企業(yè)來說，供電線損情況是關(guān)系到企業(yè)生存與發(fā)展的重中之重[1]，供電企業(yè)線損應(yīng)該在正常范圍內(nèi)，導(dǎo)致線損不在正常范圍內(nèi)原因包括理論線損和管理線損，本文重點研究的為電網(wǎng)發(fā)生虛接地故障時對配電線路線損影響這一管理線損。

2 背景及工作概述

2.1 背景

目前10kV 線路單相接地故障占到區(qū)、縣公司總故障數(shù)的50%以上，嚴重影響供電企業(yè)配電網(wǎng)的供電可靠性和盈利水平，隨著同期線損系統(tǒng)深化應(yīng)用和公司降本增效的要求，利用電網(wǎng)中各元件線損日大數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)10kV 線路日線損特殊異常與配電線路隱患缺陷存在一定關(guān)系，經(jīng)過原理分析和實踐證實了這一結(jié)論。為降低10kV 配電線路單相接地故障停電次數(shù)和供電損失，本經(jīng)驗提出可以結(jié)合對日線損特殊異常的治理提前判斷出高度疑似單相虛接地隱患的配電線路，對該類線路提前開展巡視消缺，治理日線損異常的同時減少單相實接地故障的目的。

2.2 工作概述

2.2.1 發(fā)現(xiàn)問題：

在同期線損系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)10kV 配電線路發(fā)生日線損曲線驟降或驟升異常現(xiàn)象且可自行恢復(fù)正常的情況。經(jīng)查這些配電線路線變關(guān)系無誤，異常時間段內(nèi)無計劃檢修和無故障日志記錄，查看營銷系統(tǒng)不涉及這些線路換表和供、售表計故障和表底缺失或跳變異常，同時與竊電日線損曲線突增且穩(wěn)定或有規(guī)律變化的特征也不相同，本經(jīng)驗將該現(xiàn)象稱為日線損曲線“非穩(wěn)態(tài)突變異常”。

2.2.2 問題分析及初步判斷

出現(xiàn)該種日線損特殊異常困擾著線損專責對配電線路日線損不達標的分析和治理。而通過觀察調(diào)控日志和同期系統(tǒng)日線損曲線發(fā)現(xiàn)在配電線路發(fā)生單相接地故障前日線損曲線驟降和驟升特殊異常的現(xiàn)象尤其明顯，后經(jīng)理論分析配電線路存在單相虛接地隱患時確實可導(dǎo)致該種日線損特殊異常現(xiàn)象。

10kV 線路單相實接地故障前往往是一個虛接到實接的過程，而發(fā)生單相接地故障前很有可能接地是不實的，造成間歇性單相對地放電，比如陰雨天氣或者刮風(fēng)天氣期間會造成鳥窩鐵絲搭接虛接、樹搭線虛接、避雷器放電更加頻繁，從而演變?yōu)閷嵔舆@一事實，這一期間沒有配網(wǎng)自動化的地區(qū)調(diào)度員很難通過瞬時報警信號判斷出故障配電線路，而單相虛接放電這一過程會對配電線路電源側(cè)和負荷側(cè)的計量裝置電量造成一定影響，導(dǎo)致日線損曲線異常，因此本經(jīng)驗提出可以通過觀察同期系統(tǒng)中配電線路的日線損曲線特殊異常點來提前發(fā)現(xiàn)隱患線路這一結(jié)論。

2.2.3 隱患預(yù)判及處置

a.判斷過程：由前兩節(jié)分析可以得出配電線路日線損曲線特殊異常判斷條件，在線變關(guān)系沒有調(diào)整的前提下，結(jié)合日線損特殊異常判斷條件可以預(yù)判出高度疑似單相虛接地隱患的配電線路。

b.組織：為做好日線損曲線異常治理和疑似隱患線路的排查處置工作，TJ 供電公司成立了日線損特殊異常治理小組，由于10kV 線路線損涉及10kV 分線線損和母平線損等指標，因此設(shè)備部、調(diào)控中心線損技術(shù)人員均可以是配電線路日線損特殊異常治理的發(fā)起人，其他部門人員協(xié)助排查，發(fā)展部負責日線損特殊異常治理的協(xié)調(diào)、督促，做到排查分析及時，組織有序，治理及時有效。

c.判斷處置流程：如圖1 所示，經(jīng)過對存在日線損異常的配電線路綜合判斷后，判斷出符合高度疑似隱患線路的條件后，由于運維人員需要對線路進行帶電巡視，因此應(yīng)該將判斷結(jié)果向分管生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)匯報并經(jīng)同意后方可開展疑似虛接地隱患線路的巡視消缺工作，最終排查出配電線路日線損異常的準確原因，整改后恢復(fù)日線損曲線正常。

圖1 隱患線路判斷處置流程圖

3 原理及分析

3.1 原理場景

TJ 供電公司10kV 配電線路從主網(wǎng)變壓器出線側(cè)均為三角接線，配電變壓器均為Dyn11，因此10kV 配電線路電源側(cè)和負荷側(cè)均為角形不接地系統(tǒng)，目前薊州地區(qū)10kV 電壓等級配電線路中計量裝置接線均采用三相三線制接線方式且不接地，則有電量計量公式為Q=PT=（UABiA+UCBiC）T，其中P 為瞬時有功功率，T 為時間，因此同一時間段內(nèi)決定電源側(cè)和負荷側(cè)電量多少的為A 和B 相線電壓、C 和B 相線電壓、A 相線電流、C 相線電流。

3.2 單相虛接地原理分析

單相虛接地時屬于暫態(tài)問題情況較復(fù)雜，會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，抵消部分相電壓電位，靠近哪側(cè)對哪側(cè)線（相）電壓影響較大，造成電源側(cè)和負荷側(cè)電量計量異常，從而造成日線損曲線發(fā)生異常。當角形接線系統(tǒng)負載側(cè)變壓器某一相發(fā)生虛接地時，該相電壓虛接點相電位未擊穿前電壓相電位升高，電壓升高與短路時的過渡電阻有關(guān)，過電壓可以達到原來的1.5～4 倍，當過渡電阻較大時，虛接地點電壓升高較小，當過渡電阻較小時，虛接地點電壓升高較大，假設(shè)該負載側(cè)發(fā)生B 相虛接地，由圖2 角形接線三相電壓關(guān)系可以看出：虛接地時間內(nèi)可能導(dǎo)致與該相與相鄰相間的線電壓有效值降低或升高，即虛接地后的U’AB和U’CB均大于或小于原UAB和UCB均可能，而電源測由于一般變電站低壓側(cè)均配置了消弧線圈，因此對電源測各線電壓影響不大。

圖2 角形接線三相電壓關(guān)系

3.3 單相實接地原理分析

當不接地配電線路某點單相實接地時，以C 相實接地為例，如向量圖3 所示，三相對地電壓接地前后變化，故障點對地電壓降為0，對地中性點電壓上升為相電壓，接地后非故障相升高為線電壓，三相線電壓仍保持不變。

圖3 C 相實接地三相電壓變化

當不接地配電線路C 相實接地時，負載電流的大小及流向不受電容電流影響，短路時產(chǎn)生的電容電流由大地流向接地點和電源，這時負荷側(cè)流過的電流仍主要是負載電流，而電源側(cè)流過的電流為電容電流和負載電流的合成電流。因此在不接地系統(tǒng)中單相實接地時，造成電源側(cè)和負荷側(cè)計量產(chǎn)生異常的為兩側(cè)線電流的差異而產(chǎn)生。

4 應(yīng)用效果

總結(jié)上述單相實接地往往是由虛接地發(fā)展而來的經(jīng)驗，并且可以通過查看配電線路日線損曲線異常情況提前予以分析發(fā)現(xiàn)，為驗證該經(jīng)驗具有廣泛適用性，梳理符合疑似存在隱患條件的10 條日線損特殊異常的配電線路，在向生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)匯報情況并經(jīng)研究后，為減少10kV 配電線路故障停電次數(shù)，決定由調(diào)控值班人員向線路運維人員下達帶電巡視線路命令，排除線路存在的重要隱患。經(jīng)過排查10 條線路中有7 條線路均發(fā)現(xiàn)了嚴重的故障隱患，并對該7 條線路進行了消缺處理，處理后日線損異常均得到了治理，下面選擇其中2 條線路進行展示如下：

a. 線路一: 線損信息系統(tǒng)經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)10kV 邦白213 線路5月26 日日線損為-0.25%且能自行恢復(fù)正常，曲線特征為日供電量變化較大，售電量曲線較平緩，日線損存在驟降異常且出現(xiàn)負損，查看該線路正常日線損在9%左右。

經(jīng)生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)同意消缺后，決定由調(diào)控值班人員于5 月29 日向線路運維人員下達帶電巡視線路命令，排除線路存在的隱患，于當日上午4：10 分發(fā)現(xiàn)該線路五百戶支路2 號桿新興莊水利上方刀閘燒毀，于是報調(diào)控人員予以停電消缺處理，，理后線路日線損曲線恢復(fù)正常。

b.線路二：線損信息系統(tǒng)經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)10kV 爾王莊隋21 線路5 月9 日線損率為-12.5%，線損異常且能自行恢復(fù)正常，曲線特征為日供電量無較大變化，售電量呈上揚增大趨勢，日線損存在驟降異常且出現(xiàn)負損，查看該線路正常日線損在5.2%左右。

經(jīng)生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)同意消缺后，決定由調(diào)控值班人員于5 月21 日向線路運維人員下達帶電巡視線路命令，排除線路存在的隱患，于當日上午12：33 分發(fā)現(xiàn)該線路爾王莊隋2100127 桿C 相刀閘絕緣子炸裂，于是報調(diào)控人員予以停電消缺處理，處理后線路日線損曲線恢復(fù)正常。

5 結(jié)論

通過同期日線損信息特殊異常監(jiān)測治理，其作用及成效得以突顯，具體具有三方面意義：拓展了供電企業(yè)配電線路日線損管理異常治理的新渠道，提供了新的思路、方法;在供電企業(yè)春季安全生產(chǎn)檢查、秋季安全生產(chǎn)檢查期間為線路運維單位提供巡視線路的重點對象，可以優(yōu)先開展此類線路巡視;對于未配置配網(wǎng)自動化的地區(qū)，可以提前預(yù)判出存在虛接地隱患的線路，減少供電損失和提高供電可靠性。