淺析粵北山區10kV 配電網故障自愈技術的應用

馮俊杰

（廣東電網有限責任公司韶關供電局，廣東韶關512026）

0 引言

隨著智能化建設的不斷深入，人們對配電網運行提出了新的要求，即從多方面降低故障停電時間、停電次數，實現故障自愈控制。粵北山區10 kV配電網線路運行環境較為惡劣，雷擊斷線、用戶故障出門等故障頻發，嚴重影響了當地居民生產、生活用電。為此，必須從故障自愈控制技術出發，做好山區10 kV配電網智能化建設，使其供電可靠性得到大幅提升。

1 配電網故障自愈技術路線分析

1.1 自愈對自動化配置的要求

配網線路饋線自動化應以自愈為目標，即在故障發生時能快速隔離故障、非故障段自我恢復、不影響用戶正常供電或將影響降至最小。故障快速隔離可通過電壓電流型、智能分布式就地饋線自動化就地實現，自愈可通過電壓電流型就地自動轉供主站輔助、智能分布式就地饋線自動化自愈實現。配網線路饋線自動化技術路線如表1所示。

表1 各供電區域配網線路饋線自動化技術路線

1.2 粵北山區自愈技術路線分析

粵北山區的配電網自愈處于剛起步階段，受限于主站功能的不完善以及配網通信方式的制約（山區無線公網信號丟失或時延較高），目前較為適合開展電壓電流型就地自愈功能的應用。粵北山區普遍存在小水電混供線路以及小電流接地系統單相接地故障隔離準確性不高的問題。小水電混供線路故障饋線開關跳閘短時間內線路不失壓導致重合閘不成功引起電壓時間型、電壓電流型技術路線故障隔離失敗，小電流接地系統單相接地故障選線不正確或重合閘后選線跳閘間隔時間不確定性引起電壓時間型技術路線閉鎖準確率降低等問題都制約著配網就地自愈成效的發揮，甚至增加了對側線路因自愈失敗帶來的跳閘風險。

2 粵北山區10 kV配電網故障自愈技術應用

2.1 自愈應用基本情況

粵北山區某電網企業共投入6個就地自愈饋線組，2019年1月—8月就地自愈動作6次，其中3次成功、3次失敗。自愈成功率僅為50%。引起就地自愈失敗的原因均為反向閉鎖失敗（未能準確進行殘壓閉鎖）。2019年9月，在采取相關反向閉鎖優化措施后共動作3次，3次均成功自愈。粵北山區某供電局2019年配網自愈動作情況如表2所示。

2.2 引起就地自愈失敗的主要原因分析

（1）小電流接地系統單相接地故障，選線時間超過殘壓脈寬上限。小電流接地系統切除單相接地故障完全依賴選線裝置，選線裝置的靈敏度很大程度上決定了殘壓閉鎖的準確性。一來接地故障初期的不穩定可能造成選線裝置未達到持續接地時間而復歸；二來選線裝置實際出口時間與定值有較大誤差，導致選線時間進一步增加；三來殘壓脈寬時間是從達到殘壓上限開始計時，低于殘壓下限結束計時，時間比得電合到失壓分時間稍長。主要受這三方面因素影響，小電流接地系統單相接地故障殘壓閉鎖容易失敗。

（2）斷線故障導致殘壓無法被檢測。雷擊斷線在粵北山區是較為常見的故障之一，主要出現在絕緣導線與裸導線的駁接處或電纜與架空線的連接部位。架空線路PT配置通常為電源側三相PT、負荷側單相PT。在三相PT的條件下，任意兩相或三相均斷線，變電站重合時的殘壓脈寬就無法傳遞至下一級配網自動化開關PT處，從而導致殘壓閉鎖失敗。在單相PT的條件下只能采集Uab，只要A相或B相任意一相出線斷線，均會造成殘壓閉鎖失效。

（3）相間短路導致殘壓值低于定值。相間短路主要因樹木壓線、外力破壞及單相接地故障發展而形成，相間短路也是粵北山區較為常見的故障之一。相間短路或三相短路會造成較大的短路電流，并使故障點及后段線路的電壓大幅降低，尤其是長線末端短路故障，甚至可以降低至額定電壓的20%以下，將導致殘壓值無法達到殘壓定值而造成殘壓閉鎖失敗。

表2 自愈動作統計表

2.3 提升就地自愈（殘壓閉鎖）成功率的主要措施

2.3.1 針對選線超時的措施

由于選線裝置從開始接地到變電站開關跳閘的時間存在一定的不確定性，根據大量數據分析，通常情況下從選線裝置檢測到不穩定的接地開始計算，到實際變電站分閘一般為選線裝置定值的1.5～2倍。因此可以適當延長殘壓脈寬上限、故障檢測時間以及得電合閘時間，增加選線裝置動作殘壓閉鎖的成功率。一般情況下，可將殘壓脈寬與故障檢測時間同步放大至選線裝置定值的3～4倍。

2.3.2 針對殘壓值低于定值的措施

針對相間短路及三相短路的情況，一是可采用適當降低殘壓定值的方式，通常可將殘壓定值整定為25%Un，略高于失壓定值（失壓定值通常整定為20%Un）；二是可在三相短路高發的線路上，在電源側及負荷側均采用三相PT的形式，提升相間及三相短路故障殘壓閉鎖成功率。

3 結語

粵北山區自愈的應用處于較為初級的階段，受限于主站功能的不完善以及無線公網通信可靠性低的特點，結合粵北山區自愈的實際應用情況，本文對配網就地自愈反向閉鎖失敗的主要影響因素進行了分析，并找到了相應的解決措施，提出了現階段粵北山區自愈的較優方案，為進一步提升粵北山區配網自動化應用水平打下了堅實基礎。