配電網(wǎng)接地故障的診斷與解決

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的快速發(fā)展和電力輸送設(shè)施的不斷建設(shè)發(fā)展，使得社會(huì)的用電量急劇增加，但是由于我國(guó)城市規(guī)劃建設(shè)存在著電網(wǎng)分布不合理的情況，導(dǎo)致輸電網(wǎng)絡(luò)故障數(shù)量和故障形式不斷增加，配電網(wǎng)接地故障就是其中的一個(gè)典型故障，文章將對(duì)配電網(wǎng)接地故障的診斷與解決進(jìn)行深入的研究和探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；接地故障；診斷與解決

前言

配電網(wǎng)接地會(huì)造成配電網(wǎng)絡(luò)中的電能不斷流失，同時(shí)也會(huì)對(duì)接地線所在的電網(wǎng)環(huán)路造成極大的破壞，對(duì)地面人員的人身安全更是有極大的威脅，所以對(duì)這樣一種危害性較大的輸電網(wǎng)絡(luò)故障的診斷和解決，電網(wǎng)運(yùn)維人員要有科學(xué)、合理、安全的方式方法，只有這樣才能在保證安全的情況下，又好又快的解決電網(wǎng)故障，提高供電效率。

1 配電網(wǎng)接地故障的現(xiàn)狀

在當(dāng)前的輸電線路故障中，小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的解決，一直是困擾著電力運(yùn)維部門的重要難題，而這一問(wèn)題也并不是少見(jiàn)的問(wèn)題，在電力局的電力供應(yīng)故障記錄中，每年造成停電的輸電線路故障最多的就是配電網(wǎng)接地故障，占到了所有電網(wǎng)故障的40%，面對(duì)這樣一個(gè)頻發(fā)卻又解決困難的輸電線路故障，相應(yīng)的故障位置診斷和解決卻一直沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，在輸電線路的運(yùn)維工作中對(duì)配電網(wǎng)接地故障還在使用舊有的，分割母線法和拉路試驗(yàn)法進(jìn)行診斷和修復(fù)，分割母線法是對(duì)線路故障的檢測(cè)手段，是問(wèn)題分割法在配電故障診斷中的應(yīng)用，主要是基于發(fā)生供電故障的地區(qū)和線路中電壓的變化，來(lái)對(duì)發(fā)生故障的母線進(jìn)行排除，然后利用拉路實(shí)驗(yàn)法來(lái)對(duì)線路的接地位置進(jìn)行確定，進(jìn)而由線路維護(hù)部門進(jìn)行接地線路的維修。

這一維護(hù)方式最主要的問(wèn)題就在于時(shí)間，需要的維修時(shí)間太長(zhǎng)了，最短也需要一個(gè)小時(shí)的時(shí)間，線路比較復(fù)雜的維修時(shí)間根本無(wú)法確定，這給企業(yè)和城市市民的生產(chǎn)生活都帶來(lái)了嚴(yán)重的影響[1]。

2 配電網(wǎng)接地故障的診斷與解決辦法

2.1 阻抗法

阻抗法是配電網(wǎng)接地故障中實(shí)用性比較強(qiáng)的故障位置診斷方法，在阻抗診斷法中，故障的檢測(cè)原理是假設(shè)整條線路為均勻的電流的介質(zhì)，其中的電阻是均勻的，在不同的線路故障中，整個(gè)線路的電阻與測(cè)量點(diǎn)到故障點(diǎn)的電阻成正比，再結(jié)合線路回路的電阻參考值，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算故障時(shí)測(cè)量點(diǎn)的電阻值除以線路正常運(yùn)行時(shí)的單位電阻值，就能夠大致確定線路中故障點(diǎn)的位置，這種故障診斷方法因?yàn)椴恍枰M(jìn)行故障線路的巡線操作，所以檢測(cè)的時(shí)間較少，能夠在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定線路故障點(diǎn)的位置，提高了配電網(wǎng)接地故障的檢修效率。

抗阻法具有檢測(cè)時(shí)間短，檢測(cè)投資少的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)受被檢測(cè)電網(wǎng)路徑的限制，一旦被檢測(cè)電網(wǎng)中的回路較多，那么阻抗法需要考慮和計(jì)算的參數(shù)就會(huì)以數(shù)量級(jí)為單位增加，導(dǎo)致故障點(diǎn)測(cè)算難度加大，所以阻抗法只適用于對(duì)較為簡(jiǎn)單的線路進(jìn)行檢測(cè)[2]。

2.2 行波法

輸電網(wǎng)絡(luò)因?yàn)楸旧硎请娔艿囊环N傳播通道，所以在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一種信號(hào)波動(dòng)，在發(fā)生線路故障時(shí)，這種線路波動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，電流因?yàn)樵诰€路中的運(yùn)行遭遇障礙，所以本身的波動(dòng)性產(chǎn)生了變化，行波法就是對(duì)這些因?yàn)檎系K而產(chǎn)生的行波進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)位置的判斷，通過(guò)對(duì)故障點(diǎn)發(fā)出的特殊行波在電力環(huán)路中運(yùn)行一周所需要的時(shí)間，或者利用故障行波到達(dá)線路兩端的時(shí)間差，結(jié)合線路的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行線路故障位置的定位。

行波法具有線路故障診斷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，能夠依據(jù)故障行波對(duì)故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，但是在實(shí)際的線路故障診斷中，因?yàn)橐恍┑图?jí)電網(wǎng)連接混亂，連接點(diǎn)多，線路中的連接點(diǎn)造成的行波也在電力環(huán)路中來(lái)回穿梭，導(dǎo)致很難在復(fù)雜的行波中分辨哪一個(gè)是配電網(wǎng)接地故障形成的行波，在實(shí)際應(yīng)用中還有很多問(wèn)題沒(méi)有解決[3]。

2.3 信號(hào)注入法

信號(hào)注入法是依靠故障發(fā)生時(shí)，暫時(shí)閑置的電壓互感器注入交流信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)故障位置的診斷的，因?yàn)樵诎l(fā)生配電網(wǎng)接地故障時(shí)，輸電線路中有一相是接入地面的，這時(shí)在三相電壓互感器的中性點(diǎn)注入特殊信號(hào)，信號(hào)就會(huì)沿著大地傳送，在經(jīng)過(guò)配電網(wǎng)接地位置流回電網(wǎng)，線路維修人員可以在線路監(jiān)視系統(tǒng)中看到這一特殊信號(hào)，從而確定接收到特殊信號(hào)的線路就是故障信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)信號(hào)循跡原理就可以實(shí)現(xiàn)故障位置的定位[4]。

信號(hào)注入法最大的優(yōu)點(diǎn)就在于，可以在環(huán)路鏈接復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)行工作，并能在復(fù)雜的輸電環(huán)路中準(zhǔn)確的找到故障地點(diǎn)，與巨大的優(yōu)勢(shì)相對(duì)應(yīng)該檢測(cè)方法也有很大的劣勢(shì)，因?yàn)樽⑷氲男盘?hào)很容易受到PT容量限制，在復(fù)雜的輸電環(huán)路中信號(hào)會(huì)被分布式電容分流，造成信號(hào)強(qiáng)度的減弱甚至消失，導(dǎo)致故障線路的定位變得困難，如果所尋找的接地線絕緣體并不是完全被電流擊穿，而是微小的穿孔造成了輸電線路的間歇性電弧現(xiàn)象，那么信號(hào)注入法的檢測(cè)信號(hào)就會(huì)變的模糊不清、時(shí)斷時(shí)續(xù)，給故障線路的選線和故障位置的確定都造成極大的困難，而且不停的進(jìn)行特殊信號(hào)注入，會(huì)影響到正常線路的輸電運(yùn)行，過(guò)強(qiáng)的信號(hào)甚至?xí)?dǎo)致線路絕緣體的二次穿孔，造成新的線路接地現(xiàn)象，異常信號(hào)的持續(xù)輸入也會(huì)引起線路監(jiān)控系統(tǒng)的警覺(jué)，很可能會(huì)造成斷路保護(hù)器的虛警，導(dǎo)致跳閘斷電。

3 結(jié)束語(yǔ)

配電網(wǎng)絡(luò)的接地故障是影響供電安全、破壞輸電網(wǎng)絡(luò)、危機(jī)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重電力故障，在這一故障的診斷和解決中，線路運(yùn)維人員一定要本著人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全至上的原則，運(yùn)用科學(xué)的方法，切實(shí)提高線路診斷維修質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

[1]石勇.基于DSP和小波包重構(gòu)算法的配電網(wǎng)接地選線裝置研究[D].天津大學(xué)，2004.

[2]李紹文.輻射狀配電網(wǎng)接地故障診斷方法研究[D].昆明理工大學(xué)，2003.

[3]黃永.配電網(wǎng)線路高阻故障在線識(shí)別方法研究[D].重慶大學(xué)，2012.

[4]田永超.中壓配電網(wǎng)單相接地故障在線定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華北電力大學(xué)，2013.

作者簡(jiǎn)介：黃夢(mèng)一（1981，1-），男，籍貫：福建省泉州市，職稱：調(diào)控中心配調(diào)班調(diào)度員，研究方向：配網(wǎng)調(diào)度經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。