高壓線路常見故障分析及處理措施

孟令彬

摘 要：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接面向用戶網(wǎng)，配電網(wǎng)決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及人們的生質(zhì)量。本文分別從單相和多相線路的故障特征進(jìn)行分析，最后根據(jù)分析進(jìn)行故障處理。

關(guān)鍵詞：高壓線路；故障分析；處理；

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-08-00-01

目前我國大部分城市采用的是高壓電壓等級(jí)向用戶供電，由于傳統(tǒng)“重發(fā)、輕配、不管用”思想的影響導(dǎo)致我國配電網(wǎng)建設(shè)速度與國民經(jīng)濟(jì)增長速度不匹配，配電網(wǎng)供電可靠性與供電質(zhì)量難以較好的滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求。經(jīng)常出現(xiàn)配電線路的線路故障，嚴(yán)重影響人們生活生產(chǎn)。因此，做好高壓配電線路的線路故障診斷具有重要的意義。

一、高壓線路故障分析

（一）單相線路故障特征分析。高壓配電線路正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，此時(shí)線路產(chǎn)生的負(fù)序電流很小。單相線路后故障線路負(fù)序電流明顯變大，而其它非故障線路負(fù)序電流變化很小。單相線路故障產(chǎn)生的負(fù)序電流絕大部分是由線路故障點(diǎn)沿故障線路流向電源，而非故障線路中流過的負(fù)序電流很小，其方向?yàn)橛赡妇€流向線路。單相線路故障后線路故障點(diǎn)兩側(cè)的電壓變化特征為電源側(cè)故障相電壓升高，最高至故障前相電壓的1.5倍；電源側(cè)零序電壓增大，最大為故障前相電壓的0.5倍，電壓大小與線路故障點(diǎn)位置有關(guān)；兩非故障相電壓降低且相等，最低降至故障前相電壓的0.866倍，電壓大小與線路故障點(diǎn)位置有關(guān)；電源側(cè)線電壓對(duì)稱，不影響對(duì)非故障線路負(fù)荷的供電；負(fù)荷側(cè)零序電壓增大，最大至故障前相電壓的0.5倍，電壓大小與線路故障點(diǎn)位置有關(guān)；負(fù)荷側(cè)線電壓不再對(duì)稱，影響對(duì)故障線路負(fù)荷的正常供電。

（二）兩相和三相線路故障變化特征。兩相和三相線路后線路故障點(diǎn)兩側(cè)的電壓變化特征為電源側(cè)兩故障相電壓相等且升高，最高升至故障前線電壓水平；兩非故障相降低，最低降至0；電源側(cè)零序電壓增大，最大等于故障前相電壓；負(fù)荷側(cè)三相電壓相等且降低，最小降至0；負(fù)荷側(cè)零序電壓增大，最大至故障前相電壓，且與負(fù)荷側(cè)相電壓相等。負(fù)荷側(cè)線電壓不再對(duì)稱，影響對(duì)故障線路負(fù)荷的供電。當(dāng)線路發(fā)生三相線路后，三相電流均為零，則系統(tǒng)中序電流也為零。線路故障點(diǎn)電源側(cè)電壓保持不變，與故障前電壓一致，而負(fù)荷側(cè)由于與線路斷開，失去電壓，故各相電壓降為零。此時(shí)線路如同空載線路，無負(fù)序和零序分量出現(xiàn)。雖然故障后無電流量，但故障前后仍然存在相電流變化量與正序電流變化量。

二、高壓線路故障處理

（一）單相故障區(qū)域定位與處理?？梢葬娪秘?fù)序電流或正序電流變化量為單相線路及接地復(fù)雜故障判據(jù)，實(shí)現(xiàn)線路故障檢測(cè)功能。基于負(fù)序電流故障判據(jù)是利用負(fù)序電流為故障特征進(jìn)行故障檢測(cè)。高壓線路發(fā)生單相線路、單相線路加電源側(cè)接地、單相線路加負(fù)荷側(cè)接地故障后，故障線路的負(fù)序電流變化特征比較明顯，數(shù)值上比非故障線路的負(fù)序電流大很多。其負(fù)序電流的方向與系統(tǒng)的負(fù)序電流方向相反，而非故障線路的負(fù)序電流與系統(tǒng)側(cè)的負(fù)序電流方向相同。同時(shí)單相線路故障前后存在很大的正序電流變化量，可明顯區(qū)分非故障線路。故障發(fā)生后通過故障線路的負(fù)序電流很大，而通過非故障線路的負(fù)序電流很小，以負(fù)序電流為故障判據(jù)。

單相線路與單相線路加接地故障后故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征，所以根據(jù)電壓變化實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域定位與故障類型判斷。線路后故障故障點(diǎn)兩側(cè)的相電壓變化情況不同，兩側(cè)零序電壓變化亦有各自的特點(diǎn)，因此可以將線路分成幾個(gè)區(qū)段，每個(gè)線路節(jié)點(diǎn)處裝設(shè)電壓監(jiān)視裝置（比如電壓互感器）或帶開口三角形的TV，當(dāng)故障發(fā)生后，采集每個(gè)線路節(jié)點(diǎn)的相電壓或零序電壓，上傳至變電站。如果含有兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的相電壓或零序電壓（TV開口三角形電壓）變化情況不同，那么這兩個(gè)線路節(jié)點(diǎn)之間的區(qū)段即為故障區(qū)段。

（二）兩相或多相故障類型與故障處理。1、線路在單相斷線及接地復(fù)雜故障時(shí)可采用負(fù)序電流作為故障判據(jù)，而線路發(fā)生兩相或三相斷線故障時(shí)，電流變化特征相同，可以統(tǒng)一考慮，故障后負(fù)序電流為0。當(dāng)某線路中正序電流變化量值超過整定值時(shí)，表明此線路為故障線路，此時(shí)可能發(fā)生多相斷線及接地復(fù)雜故障。負(fù)序電流不能再作為多相斷線故障判據(jù)，故障前后存在很大的正序電流變化量，因此可以釆用正序電流變化量來作為多相斷線及接地復(fù)雜故障的故障判據(jù)。己知線路發(fā)生多相斷線及接地復(fù)雜故障時(shí)，電流全部變?yōu)?，因此基于故障后電流值作為輔助判據(jù)并不難判斷此種斷線故障，則多相斷線及接地復(fù)雜故障的判據(jù)為檢測(cè)故障后正序電流變化量是否超過整定值，當(dāng)超過時(shí)，若三相TA或兩相TA測(cè)量故障后電流值為零，則確定故障為多相斷線及接地復(fù)雜故障。2、對(duì)于兩相線路故障，線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)兩故障相電壓相等且升高，最高升至故障前線電壓；其它一相電壓降低，最低降至0。負(fù)荷側(cè)三相電壓相等，最小降低至0。電源側(cè)零序電壓增大，最大等于故障前相電壓；負(fù)荷側(cè)零序電壓也增大，最大等于故障前相電壓，但二者不相等可知電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓均小于100V，其大小的具體分配取決于故障發(fā)生位置。當(dāng)末端線路時(shí)，電源側(cè)TV口三角電壓接近0；負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓接近100V。始端線路時(shí)，電源側(cè)TV開口三角電壓接近100V；負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓接近0。3、對(duì)于兩相線路加負(fù)荷側(cè)接地故障，線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)零序電壓等于故障前相電壓，負(fù)荷側(cè)無零序電壓。故電源側(cè)TV開口三角電壓為100V，發(fā)接地信號(hào)；負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓為0電源側(cè)故障相電壓降為0，其余兩相升至故障前線電壓。負(fù)荷側(cè)三相電壓均降至0。對(duì)于兩相線路加電源側(cè)一相接地故障，線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)接地相電壓變?yōu)?，其它兩相升至故障前線電壓。電源側(cè)零序電壓等于故障前相電壓，負(fù)荷側(cè)零序電壓等于故障前線電壓。故電源側(cè)TV開口三角電壓為100V，負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓為173V，二者均發(fā)接地信號(hào)。4、對(duì)于三相線路故障，線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)零序電壓均為0。因此根據(jù)檢測(cè)到的故障點(diǎn)兩側(cè)相電壓值或TV開口三角電壓就能進(jìn)行故障區(qū)域定位與故障類型的判斷。電源側(cè)各相電壓不變，與故障前相電壓相等；負(fù)荷側(cè)各相電壓降為零。

三、結(jié)語

高壓線路長期暴露在外部環(huán)境中，其運(yùn)行環(huán)境惡劣，容易發(fā)生線路故障，影響供電的安全性與可靠性，因此，要更進(jìn)一步提高對(duì)高壓配電線路的故障診斷分析。

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