10kV配電網電壓異常問題處理措施探究

摘要：從過壓故障、斷電故障等角度出發，分析了10 kV配電網電壓異常的影響因素。針對10 kV配電網電壓異常現象制定了有針對性的處理方案，為我國配電網建設和安全運營提供了有效參考。

關鍵詞：10 kV配電網;電壓異常;處理方案

0 引言

配電網電壓異常往往是由設備故障、過壓故障等導致，很容易造成輸配電中斷，嚴重時甚至會引發重大事故。據有關資料顯示，我國10 kV配電網建設過程中對電壓異常問題重視程度不夠，電壓異常故障頻發，僅2019年就出現重大電壓異常故障百余起，在很大程度上影響了配電網運行的經濟效益。如何快速解決10 kV配電網電壓異常問題，做好輸配電防控工作已成為新時期人們關注的焦點。

1 10 kV配電網電壓異常問題分析

某10 kV配電網主要負責區域內居民的生活用電，其總容量為8 055 kVA，線路總長超過6 km。本次研究過程中主要以該配電網為例，對其近年來發生的電壓異常案例進行分析，確定電壓異常影響因素。

1.1? ? 單相接地

線路運行過程中非常容易出現金屬接地和非金屬接地現象，造成單相電壓異常，10 kV配電網單相接地等值電路如圖1所示。在接地瞬間，三相電壓中的接地相側電壓將會驟降，此時其他兩相電壓將會升高，出現過電壓現象，導致線路內電流加大，在很大程度上影響了線路的安全運行和使用壽命。

一般單相接地往往表現為線路接地或線路斷線，前者會導致一相電壓為0，兩相電壓上升;后者會造成一相電壓上升，兩相電壓下降。可以根據上述接地特征和現場檢查情況確認接地相，對10 kV配電網單相接地故障進行處理和防控。

1.2? ? 設備異常

設備出現問題后可能導致10 kV配電網電壓異常，如繼電保護動作不當、空載線路或電容性負載超閾值等。該10 kV配電網于2019年4月運行過程中，保護裝置中的中性點接地絕緣設置出現問題，造成保護器對地絕緣擊穿，導致保護器爆炸及變壓器設備局部線路燒損;于2019年9月運行時因線路氣候較為潮濕時，空氣濕度較大，系統裝置元器件短路，導致配電網過電壓等。除此之外，高低壓熔絲異常也會在一定程度上影響10 kV配電網的運行效果，導致其出現電壓異常。在高低壓熔絲熔斷后，熔斷側電壓驟降，此時非熔斷側電壓不變，三相電壓不均衡，造成系統正常輸配電受到影響。

1.3? ? 操作不當

人為操作不當會引起10 kV配電網運行過程中設備動作異常、線路輸配電異常等，造成電壓升降問題。如電感性負載的拉閘過電壓、空載線路的合閘過電壓，特別是自動重合閘時都很容易引發10 kV配電網電壓異常，造成區域線路過電壓。

以某10 kV配電網中三相四柱式避雷器使用情況為例，該避雷器能夠通過氧化鋅電阻片提升系統的過壓保護效果，三相四柱式避雷器原理如圖2所示。當系統中出現過電壓時電阻片阻抗明顯降低，使其相間電壓控制在過電壓值的50%以內。而系統正常時，電阻片恢復高阻抗，其通過電流值大幅減小，實現“絕緣”保護。這種避雷器很容易出現由人員操作不當引起的性能問題。如在2019年11月份開關合閘過程中就出現接觸不良引起的過電壓擊穿B/C相短路問題，引發弧光三相短路爆炸，造成10 kV配電網中線路燒毀，柜體損壞。

2 10 kV配電網電壓異常故障處理及防控

2.1? ? 檢查和處理單相接地

在對單相接地問題進行處理時，要強調現場檢查，依照智能監測平臺信息和現場檢測方案快速定位接地點，提升故障處理效率。一般現場檢查時可以采用拉路法，按照規定的原則循序查找。若全部拉路后仍無法確定接地點，則可以通過斷電排除法對異常點進行查找。如該變電站在2019年3月對單相接地點進行查找時，發現逐一拉路后單相接地報警并未消失。為此，故障檢測人員對母線中設備逐一切斷排查，在斷開501刀閘后發現電壓恢復正常。拆開刀閘檢查后確認，為501開關斷路器中B相接地，導致電壓異常。

隨著智能電網的不斷完善，在單相接地防控時需利用好智能監測裝置，對重點區域的設備、線路進行實時監測，及時采集用電數據、運行狀態數據等。與此同時，還需要做好防控方案的設置，結合歷史問題、工作經驗形成常見的單相接地故障處理方案，為后續工作提供有效支撐。

2.2? ? 調整和優化設備線路

10 kV配電網運行過程中需加強電壓異常情況檢查，對設備斷路、線路斷路等引起的一相電壓過高問題引起重視，依照實際需求適當提升設備、線路性能。如傳統互感器結構較為簡單，只能夠對中性點接地方式進行檢查，無法實現電壓不穩定、電壓失衡等問題的精準判斷，給配電保護工作帶來了極大的不便。為此，需依照10 kV配電網設備性能狀況、設備運行需求等對不達標或存在問題的繼電保護裝置進行更換。而在熔斷故障處理過程中需先將斷線區域斷電，對故障線路進行切除，重新更換高低壓熔絲即可。

某10 kV配電網在處理保護器問題時，將傳統三相四柱式避雷器更換為氧化鋅避雷器，通過真空斷路器實現斷電異常保護，提升其準確性和有效性。與此同時，該配電網還轉變保護模式，在中性點接地保護基礎上增加間隙保護、電壓失衡保護等。某10 kV配電網中性點接地保護系統優化后的線路圖如圖3所示。

在設備調整后依照互感器中安全運行要求，合理設置中性點接地，并配置放電計數器對間隙情況、中性點狀況進行控制，提升了故障檢測的精確性。

2.3? ? 強調和規范管理培訓

人員管理和培訓是保證10 kV配電網電壓故障管理工作順利開展的關鍵。日常管理中需制定嚴格的10 kV配電網管理規范，明確日常維護、操作管理、定期巡檢等工作中的重點和難點，確保人員能夠嚴格依照上述規范落實各項操作，避免出現違規行為。人員培訓主要包括知識培訓和技能培訓，確保其能夠在日常工作中及時發現電壓異常問題，做好故障處理和防控，最大限度降低電壓異常對10 kV配電網的影響。尤其是在技能培訓中，需結合10 kV配電網電壓異常問題進行模擬測試和實地檢查，增強人員業務技能，使其能夠更好地參與到故障處理工作中。

3 結語

10 kV配電網運行過程中非常容易出現由線路接地、設備損壞、操作不當等引起的電壓異常問題，造成區域斷電或線路燒毀，是影響10 kV配電網安全性和可靠性的關鍵。為此，需加強單相接地故障監測，優化關鍵設備和線路，做好配電網日常管理和維護，從根本上改善10 kV配電網運行的安全性、穩定性和可靠性，全面提升其運行效益。

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收稿日期：2020-03-03

作者簡介：陳耀文（1980—），男，廣東人，工程師，從事配電運行工作。