山西配電網(wǎng)2015年10 kV線路故障跳閘分析

郝 捷, 鄭惠萍,郝登樸

（1.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院,山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司運城供電公司,山西 運城 044000）

山西配電網(wǎng)2015年10 kV線路故障跳閘分析

郝 捷1, 鄭惠萍1,郝登樸2

（1.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院,山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司運城供電公司,山西 運城 044000）

針對山西配電網(wǎng)2015年10 kV線路故障跳閘情況進行了統(tǒng)計分析,對10 kV線路故障跳閘主要原因進行了探討,給出了提升10 kV線路供電可靠性的策略,對于全面掌握10 kV線路的故障特征和規(guī)律、提升10 kV線路供電能力和供電可靠性具有重要作用,為提高配電網(wǎng)運行管理水平提供了技術(shù)支持。

配電線路；故障規(guī)律；供電可靠性；策略

0 引言

配電網(wǎng)是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要公共基礎(chǔ)設(shè)施，10 kV線路是配電網(wǎng)接受電能、并通過配電設(shè)施就地或逐級分配電能的重要和復雜環(huán)節(jié)，具有元件繁多、統(tǒng)計資料不足、故障機理分析不夠深入等特點[1]，是提高配電網(wǎng)供電可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是“十三五”電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的一個關(guān)注重點。本文分析了影響2015年山西配電網(wǎng)10 kV線路故障跳閘的主要因素，給出了提高其運行可靠性的關(guān)鍵措施。

1 設(shè)備規(guī)模

1.1 10 kV配電線路狀況

截止2015年底，山西配電網(wǎng)共有10 kV公用配電線路5 542條，總長度103 944.1 km，其中：架空線路長度85188km；電纜線路長度18 756.2 km，電纜化率18%, 見表1。

表1 2015年山西配電網(wǎng)10 kV線路設(shè)備狀況

城市配電網(wǎng)共有10 kV線路1 279條，總長度5142.4 km；其中：架空線路長度2 390.4 km；電纜線路長度2 752 km，電纜化率53.52%。

縣域配網(wǎng)共有10 kV線路4 263條，總長度98801.7 km，其中：架空線路長度82 797.6 km；電纜線路長度16 004.1 km，電纜化率16%。

1.2 10 kV配電變壓器狀況

截止2015年底，山西配電網(wǎng)共有10 kV公用配電變壓器66 915臺，容量14 518.6 MVA；配電室775個，箱式變電站4 308座,見表2。

表2 2015年山西配電網(wǎng)10 kV配電變壓器設(shè)備狀況

表3 2015年10 kV配電線路故障跳閘統(tǒng)計表

2 10 kV配電線路故障跳閘分析

2.1 故障跳閘分布情況[2]

2015年，山西配電網(wǎng)10 kV配電線路故障2485次，跳閘率2.39次/(100 km·a)，其中：架空線路2 281次，電纜線路204次。具體見表3。按故障類型劃分為：單相接地故障115次，相間短路故障2 363次，其他（缺相）7次。

2.2 10 kV線路故障跳閘原因劃分

2015年，按10 kV線路跳閘故障原因劃分為：設(shè)備本體809次，外力因素351次，自然因素320次，運行維護不當637次，安裝不當5次，用戶原因363次。

城市配網(wǎng)10 kV線路故障停電主要原因依次為用戶原因、外力因素、設(shè)備本體、運行維護不當，分別占故障停電總次數(shù)的29.26%、26.06%、24.47%、20.21%?？h域配網(wǎng)10 kV線路故障停電主要原因依次為設(shè)備本體、運行維護不當、自然因素、用戶原因、外力因素、安裝不當，分別占故障停電總次數(shù)的33.22%、26.08%、13.93%、13.41%、13.15%、0.22%。

2.3 10 kV線路設(shè)備故障原因劃分

城市配網(wǎng)10 kV線路設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)的配網(wǎng)故障中，以接頭、戶內(nèi)開關(guān)、避雷器、架空導線、電纜終端等設(shè)備為主，見圖1。縣域配網(wǎng)10 kV線路設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)的配網(wǎng)故障中，以絕緣子、架空導線、跌落熔斷器、接頭、避雷器、柱上變壓器等設(shè)備為主，見圖2。

圖1 城市配網(wǎng)10 kV線路各類設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)配電網(wǎng)故障情況分布圖

圖2 縣域配電網(wǎng)10 kV線路各類設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)配電網(wǎng)故障情況分布圖

2.4 10 kV線路故障分析存在的主要問題

部分單位配電設(shè)備故障記錄資料不全，信息記錄不準確 ；配電線路基本情況簡介缺少分段斷路器、分支斷路器及隔離開關(guān)配置情況；對于線路設(shè)計氣象條件、施工及運維中發(fā)現(xiàn)的主要問題未作說明；部分配電設(shè)備故障未保留數(shù)碼照片等佐證材料。部分單位對于繼電保護、重合閘、配電自動化配置及動作情況未作說明，有些故障現(xiàn)象與原因分析不對應；惡劣氣象條件、外力破壞故障缺少關(guān)鍵判據(jù)。一些配電設(shè)備故障現(xiàn)場處置記錄過于簡單，尤其是配電設(shè)備試驗調(diào)整、接地裝置檢測數(shù)據(jù)不全，采取措施及實施效果不夠明晰。部分單位綜合分析未涵蓋配電設(shè)備規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運維檢修全過程管理，故障歸類不夠系統(tǒng)，原因分析與實際結(jié)合不夠緊密，改進措施可操作性不強。

3 降低10 kV線路故障跳閘的策略

3.1 優(yōu)化線路設(shè)備設(shè)計選型

加強配電設(shè)備的設(shè)計選型、驗收投運、運維檢修過程管控，推廣應用典型設(shè)計、標準物料，應選擇具有良好運行業(yè)績的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，降低配電設(shè)備故障率；落實《配電網(wǎng)架空絕緣線路雷擊斷線防護導則》（Q/GDW 1813—2013）相關(guān)要求，采取綜合防雷措施（包括使用避雷器、安裝放電間隙、增設(shè)耦合地線等手段），進行差異化防雷治理；選用電容器組專用金屬氧化物避雷器應滿足其通流容量要求；同時加大非標設(shè)備更換力度，不斷提升配電網(wǎng)設(shè)備標準化水平。縣域配電網(wǎng)應加強10 kV線路沿線氣象環(huán)境資料收集管理，應對設(shè)計風速、防洪標準、設(shè)計冰厚取值偏低的線路進行差異化改造[3]；對于局部的微氣象條件，如：35 m / s及以上風速、15 mm及以上覆冰、- 40 ℃及以下低溫等，綜合山西省局部微氣象區(qū)特點，組織設(shè)計單位開展差異化設(shè)計，制定配電線路選線、分段、導線選型等差異化設(shè)計原則，并編制配電網(wǎng)工程典型設(shè)計補充方案。

3.2 加強線路設(shè)備隱患治理

城市配網(wǎng)應著力解決設(shè)備重載、過載問題，優(yōu)化提升配電線路分段水平、架空和電纜線路聯(lián)絡(luò)率、N-1通過率等關(guān)鍵指標，切實提高配網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)供、互供能力。加強導線斷股、損傷、過熱變色、嚴重腐蝕、綁扎線脫落開裂、連接線夾螺栓不緊固、引流線接觸不良、三相弛度過緊或過松等缺陷處理，確保導線線間距離、導線與拉線或電桿構(gòu)件的距離符合規(guī)定。配變有載分接開關(guān)動作次數(shù)或運行時間達到制造廠規(guī)定值時，應進行檢修與測試；強化綜合配電箱運行維護，嚴防低壓出口設(shè)備短路引發(fā)配變故障；在嚴重污穢地區(qū)可考慮在配變瓷套管噴涂防污閃涂料；更換部分陳舊老化的跌落式熔斷器設(shè)備，應在開關(guān)柜配置通風、除濕防潮設(shè)備，防止凝露導致絕緣事故；加強對電纜終端絕緣處理、導體壓接等關(guān)鍵工藝監(jiān)督檢查，并進行施工工藝質(zhì)量追溯和考核。合理增設(shè)配電線路分段開關(guān)、分支開關(guān)，加強客戶設(shè)備繼電保護監(jiān)督檢查，盡可能減少客戶設(shè)備故障引起電網(wǎng)設(shè)備跳閘的情況；明確重要客戶設(shè)備驗收標準及要求，加強重要客戶入網(wǎng)管理；建立政府主導、客戶落實整改、供電企業(yè)提供技術(shù)服務的長效工作機制，開展重要客戶技術(shù)監(jiān)督工作，對屬于客戶責任的安全隱患，供電企業(yè)用電檢查人員應以書面形式告知客戶，積極督促客戶整改。

3.3 加強線路設(shè)備帶電檢測

城市配電網(wǎng)應逐步開展斷路器、隔離開關(guān)、開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜局放檢測，對于局放量異常的設(shè)備，應進行綜合判斷和處理；加強相關(guān)設(shè)備導電部分、傳動部分、操作機構(gòu)、瓷絕緣子等檢查，防止機械卡澀、觸頭過熱、絕緣子斷裂等故障的發(fā)生；手車開關(guān)每次推入柜內(nèi)后，應保證手車到位和隔離插頭接觸良好；對溫度異常的開關(guān)柜強化監(jiān)測、分析和處理，防止導電回路過熱引發(fā)的柜內(nèi)短路故障?？h域配網(wǎng)應加強柱上配變負荷監(jiān)控，在大負荷運行期間應增加紅外檢測次數(shù)。

3.4 提高線路故障監(jiān)測能力

綜合運用10 kV線路故障跳閘保護動作、配電自動化監(jiān)控信息、雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測信息、當?shù)貧庀笥^測信息、雨雪冰凍觀測信息、電纜運行實時監(jiān)控等信息[4]，提升配電線路故障原因分析能力。

3.5 提高線路防止外力破壞水平

應及時監(jiān)視臨近配電線路的吊車等施工機械、臨時及老舊建筑物的穩(wěn)定性，及時制止配電線路保護區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)的風箏、塑料薄膜、鐵絲及雜物等引發(fā)的短路故障，發(fā)現(xiàn)異常及時采取防護措施；對配電線路與路燈線路、通信線等交叉跨越距離不符合規(guī)程要求的，要及時對線路進行改造；電纜路徑上應設(shè)立明顯的警示標志，并采取可靠的防護措施監(jiān)視電纜通道結(jié)構(gòu)、周圍土層和臨近建筑物等的穩(wěn)定性?？h域配網(wǎng)應在存在外力隱患的線路區(qū)段設(shè)立限高警示牌或采取其他有效措施，明確保護區(qū)寬度、安全距離，并告知嚴重后果；針對固定施工場所，如鐵路、公路、水利、市政施工等，逐步探索使用限高架（網(wǎng)）、報警裝置等新型防護裝置防止吊車等施工機械撞桿碰線；對易遭車輛碰撞的線路桿塔應設(shè)置防撞墩，并涂刷醒目標志漆。

3.6 提高10 kV線路故障分析管理水平

積累完善工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS系統(tǒng)（PowerProduction Management System)配電設(shè)備基本配置情況、設(shè)計氣象條件、外力破壞情況、二次設(shè)備動作配合情況、施工及運維中發(fā)現(xiàn)的主要問題，應保留設(shè)備故障數(shù)碼照片等故障信息，規(guī)范配電設(shè)備故障分析報告的項目及內(nèi)容，制定實用有效的改進措施，用于指導配電設(shè)備規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運維檢修全過程管控，不斷提升配電設(shè)備故障的快速定位和搶修能力。

4 結(jié)論

a）配電網(wǎng)10 kV線路故障跳閘的主要原因可歸納為設(shè)備本體、外力因素、自然因素、運行維護不當、安裝不當、用戶原因等方面。防范10 kV線路設(shè)備故障是提升其供電可靠性的關(guān)鍵[5]，提升10 kV線路故障跳閘分析管理水平具有現(xiàn)實意義。

b）加強配電設(shè)備的設(shè)計選型、實現(xiàn)配電線路差異化設(shè)計是降低配電線路故障的基礎(chǔ)。

c）推廣運用帶電檢測、故障檢測技術(shù)，可有效提升線路故障識別和防控能力。加強10 kV線路設(shè)備隱患治理，落實配電線路防外力破壞措施，可有效減少10 kV線路故障跳閘發(fā)生的概率。

d）積累完善10 kV線路故障分析信息，規(guī)范配電線路典型故障分析報告的項目及內(nèi)容，制定實用、可操作性強的改進措施，可對提升配電線路供電可靠性提供科學有效的指導。

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[2] 楊凌輝，陳洪崗，司文榮.2012年上海地區(qū)雷電活動及配網(wǎng)輸電線路雷擊跳閘分析[J].華東電力，2012，40（增刊）：154-155.

[3] 周莉梅，屈高強，劉偉,等.配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分方法與實踐應用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（1）：242-248.

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Analysis of Tripping Fault on 10 kV Distribution Power Grid in Shanxi in 2015

HAO Jie1, ZHENG Huiping1, HAO Dengpu2

（1. State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC, Taiyuan, Shanxi 030001, China; 2. State Grid Yuncheng Power Supply Company of SEPC, Yuncheng, Shanxi 044000, China）

Through statistically analyzing the tripping fault on 10 kV distribution power grid in Shanxi in 2015, the main reason of tripping fault on 10 kV distribution system were explored. Meanwhile, some technical solutions are provided in the paper so as to enhance power supply reliability as well as management level of distribution grid operation.

distribution lines；fault principle；reliability of power supply; strategies

TM711；TM726

B

1671-0320（2016）04-0007-04

2016-03-04，

2016-05-19

郝 捷（1988）,男，山西運城人，2015年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學電氣工程專業(yè)，碩士，從事電網(wǎng)分析工作；

鄭惠萍（1972），女，湖北當陽人，1993年畢業(yè)于太原理工大學電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，碩士，高級工程師，從事電網(wǎng)分析工作；

郝登樸（1962），男，河南登封人，1982年畢業(yè)于太原理工大學電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，工程碩士，高級工程師，從事安全監(jiān)察及質(zhì)量管理等工作。