低壓線路故障查找與線路保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

麥子南

[摘? ? 要 ]低壓線路運(yùn)行狀態(tài)直接影響著配網(wǎng)安全性能，已經(jīng)成為新時(shí)期人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本次研究過程中主要從低壓線路的常見故障出發(fā)，分析低壓線路故障查找與保護(hù)工作的要點(diǎn)，確保線路漏電或線路接地后能夠第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)報(bào)警與投切保護(hù)。并根據(jù)智能裝置和云端系統(tǒng)，形成實(shí)時(shí)監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，從根本上提升了低壓線路運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，為新時(shí)期電網(wǎng)建設(shè)提供了參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]低壓線路;故障查找;線路保護(hù);設(shè)計(jì)

[中圖分類號]TM75[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）08–00–03

Low Voltage Line Fault Finding and Application Analysis of Line Protection System

Mai Zi-nan

[Abstract]The operation status of low-voltage lines directly affects the safety performance of distribution network， which has become the focus of attention in the new era. In the process of this study， starting from the common faults of low-voltage lines， this paper analyzes the key points of fault finding and protection of low-voltage lines， so as to ensure that the alarm and switching protection can be realized at the first time after the line leakage or line grounding. According to the intelligent device and cloud system， a real-time monitoring and protection system is formed， which fundamentally improves the safety， reliability and stability of low-voltage line operation， and provides a reference for power grid construction in the new period.

[Keywords]low voltage line; fault finding; line protection; design

為了降低配電網(wǎng)線路故障率，提高用戶用電質(zhì)量，在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中必須加大線路管理和監(jiān)測力度，從智能化、高效化角度出發(fā)安裝保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)行的在線監(jiān)測和故障防控。近年來我國加大了對低壓線路的重視力度，開始在低壓線路運(yùn)行過程中設(shè)置保護(hù)裝置，尤其是漏電保護(hù)、過流保護(hù)等，在一定程度上減少了低壓線路故障率，提升了電網(wǎng)運(yùn)行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 低壓線路故障查找與保護(hù)要點(diǎn)

1.1 低壓線路故障分析

低壓線路運(yùn)行過程中由于負(fù)荷不平衡、長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行、惡劣環(huán)境等，均容易造成線路損毀，導(dǎo)致區(qū)域輸配電故障。一般低壓線路故障主要表現(xiàn)為短路故障、斷路故障和接地故障。

（1）短路故障主要是由裝置損壞、擊穿等造成線路中出現(xiàn)過高電流導(dǎo)致，一般會致使線路燒毀、跳閘。

（2）斷路故障大多是由外部因素所致，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備燒毀、人員傷亡等。斷路故障一般發(fā)生在線路較為復(fù)雜區(qū)域或氣候環(huán)境較為惡劣區(qū)域。

（3）接地故障主要是由線路受損所致。在線路絕緣護(hù)套、絕緣子等出現(xiàn)故障后非常容易發(fā)生單相接地，造成裝置擊穿或燒毀，致使相間輸配電中斷。

1.2 故障查找與保護(hù)要點(diǎn)

低壓線路故障查找與保護(hù)工作開展時(shí)應(yīng)從短路故障、斷路故障和接地故障出發(fā)，做好線路電壓、功率等數(shù)據(jù)的監(jiān)測。一旦出現(xiàn)電壓畸變或過流過載，由保護(hù)裝置切斷或投切到備用線路上，快速實(shí)現(xiàn)故障隔離和處理，提升低壓電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（1）線路異常報(bào)警。智能裝置在監(jiān)測到低壓線路中末端電壓值異常后，應(yīng)及時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)告警，確保檢修人員能夠快速發(fā)現(xiàn)線路異常情況并有效處理。

（2）故障單元定位。根據(jù)低壓線路常見故障類型，在故障點(diǎn)查找和現(xiàn)場保護(hù)的過程中應(yīng)做好單元網(wǎng)格的劃分，依照線路實(shí)際狀況及故障發(fā)生率，對線路區(qū)域進(jìn)行合理劃分。保證在故障發(fā)生后能夠第一時(shí)間根據(jù)單元網(wǎng)格確定故障點(diǎn)。如可以將農(nóng)村低壓電網(wǎng)按照環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置成不同層次的單元網(wǎng)格，當(dāng)分支線路故障斷電后，直接將網(wǎng)格中的電力數(shù)據(jù)、線路報(bào)警信息等傳輸?shù)街悄芟到y(tǒng)中，快速判斷斷電區(qū)域和故障情況，從而第一時(shí)間解決線路問題，最大限度減少區(qū)域停電時(shí)間。

（3）設(shè)置保護(hù)動作。低壓線路故障查找與保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)在實(shí)際線路運(yùn)行狀態(tài)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)投切保護(hù)。如低壓線路中性線斷線時(shí)可以設(shè)置保護(hù)裝置投切到臨時(shí)接地點(diǎn)，初步穩(wěn)定三相電壓;線路短路故障后，保護(hù)裝置直接跳閘切斷線路，降低對區(qū)域用電設(shè)備的影響;區(qū)域斷線時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)第一時(shí)間從上游切斷電源，避免出現(xiàn)斷線導(dǎo)致的區(qū)域漏電，保證電網(wǎng)和人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 低壓線路故障查找與保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本次研究過程中主要以X地區(qū)低壓線路故障保護(hù)系統(tǒng)為例，分析故障查找與故障隔離中的注意事項(xiàng)，現(xiàn)結(jié)果如下。

2.1 設(shè)計(jì)方案

（1）故障依據(jù)。為進(jìn)一步提升X地區(qū)低壓線路故障查找和保護(hù)動作的準(zhǔn)確性和有效性，本次裝置設(shè)計(jì)過程中主要以該區(qū)域低壓電路相電壓為依據(jù)，判斷低壓線路異常情況。一般短路故障和接地故障多為漏電或中性線斷線導(dǎo)致，可根據(jù)三相負(fù)載均衡情況快速判斷;斷路故障則往往會造成一相無電壓，可直接根據(jù)三相電壓數(shù)值判斷，如表1所示。

（2）保護(hù)方案。確定為斷路故障、短路故障或接地故障后，根據(jù)現(xiàn)場情況快速實(shí)現(xiàn)對應(yīng)動作保護(hù)。X地區(qū)低壓線路短路和接地故障處理時(shí)DLB-1型裝置直接將線路投切到到臨時(shí)接地點(diǎn)，從而保證三相電壓均衡;斷路故障處理時(shí)DLB-1型裝置將信息傳輸?shù)较到y(tǒng)中，由系統(tǒng)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)實(shí)施支線斷電，并第一時(shí)間開展現(xiàn)場搶修，避免斷線、漏電等造成的低壓電網(wǎng)安全事故。

2.2 裝置設(shè)計(jì)

X地區(qū)低壓線路主要采用DLB-1型低壓線路故障查找與保護(hù)裝置，其包括前端裝置和云端系統(tǒng)兩部分，兩者通過無線通信裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和指令控制，并通過可視化處理實(shí)時(shí)展現(xiàn)線路運(yùn)行狀況。故障數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫讼到y(tǒng)后，經(jīng)專家診斷判斷低壓線路故障狀況，形成智能決策并將控制指令發(fā)送到前端裝置，實(shí)現(xiàn)快速故障隔離見圖1。

（1）前端裝置。為DLB故障查找和保護(hù)裝置，可直接通過內(nèi)置儀表測量線路電壓、電流等數(shù)據(jù)，采集低壓線路運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫讼到y(tǒng)中。

（2）云端系統(tǒng)。由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫等組成。計(jì)算機(jī)云端系統(tǒng)中可直接將采集到的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)對比，經(jīng)過專家診斷快速完成數(shù)據(jù)處理和分析。數(shù)據(jù)庫則主要存儲低壓線路運(yùn)行中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為智能決策提供依據(jù)。

（3）多元服務(wù)。在設(shè)計(jì)的過程中需要做好可視化顯示，在可視化功能基礎(chǔ)上形成圖像檢測，讓檢修人員能夠直觀檢查線路情況，掌握線路運(yùn)行狀態(tài);為保證檢修人員能夠第一時(shí)間了解線路故障情況，設(shè)計(jì)中將移動APP和云端系統(tǒng)互聯(lián)，人員能夠通過系統(tǒng)認(rèn)證直接在APP中訪問并修改保護(hù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和有效保護(hù);要設(shè)置好報(bào)警提醒，可通過聲光報(bào)警提醒檢修人員線路異常，或通過短信、消息等形式將故障報(bào)警信息發(fā)送到檢修人員手機(jī)上，確保人員第一時(shí)間開展檢修工作，從根本上縮短低壓電網(wǎng)故障停電時(shí)間。

2.3 安裝操作

設(shè)計(jì)完成后將DLB-1型裝置直接安裝在X地區(qū)低壓支線上，各裝置均通過接地線接地，避免過電壓擊穿或過流燒毀等情況，提升故障查找和保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用效益。為提升故障查找和保護(hù)效益，本次安裝過程中在各個線路支線首端均安裝DLB-1型故障查找和保護(hù)裝置，使其能夠在發(fā)現(xiàn)異常后從支線前端快速切斷電流或?qū)崿F(xiàn)投切保護(hù)，其具體安裝方式見圖2。

2.4 應(yīng)用效益

2020年1月X地區(qū)低壓電網(wǎng)中安裝DLB-1型裝置后，到2020年6月份一共故障報(bào)警423次，其中短路報(bào)警296次，現(xiàn)場檢查后確定大多為中性線故障、線路漏電接地導(dǎo)致，經(jīng)裝置投切和人員檢修處理后恢復(fù)正常。其它為斷路報(bào)警，現(xiàn)場檢查后確定為人為偷電、惡劣氣候等造成的線路斷損導(dǎo)致，經(jīng)現(xiàn)場重新接線處理后，供電恢復(fù)正常。該地區(qū)上半年低壓電網(wǎng)可靠性提升到99.8%，平均用戶故障停電時(shí)間僅為1.9h，低壓線路故障查找和保護(hù)效果顯著。

2020年3月18日10：32，X地區(qū)10 kV配電網(wǎng)中榕茅甲線中N168支線DLB-1型裝置短路報(bào)警，顯示B相電流瞬時(shí)升高、電壓數(shù)值驟降，存在故障短路?，F(xiàn)場檢查后確定榕茅甲線中N168支線B相橫擔(dān)絕緣子串外飄物，經(jīng)人工爬梯清理，11：41恢復(fù)供電。本次短路事故中該裝置能夠根據(jù)區(qū)域單元網(wǎng)格和故障信息快速實(shí)現(xiàn)故障定位，減少了不必要的檢修時(shí)間，在一定程度上提升了故障檢修工作效益。尤其是故障信息中可以直接反映支線電壓、電流等情況，確定具體為短路故障或斷路故障，可以使檢修人員有針對性地開展故障查找和處理工作，從根本上改善了低壓線路故障處理工作成效。

而在日常運(yùn)行方面，人員也可以從平臺或APP中的各項(xiàng)信息快速把握線路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，依照線路運(yùn)行狀態(tài)配合換相開關(guān)等設(shè)備調(diào)整線路的負(fù)荷，從而達(dá)到負(fù)載均衡和三相不平衡治理的目的，這對保障低壓線路安全運(yùn)行具有至關(guān)重要的意義。

3 結(jié)束語

低壓線路運(yùn)行過程中非常容易出現(xiàn)由人為因素、環(huán)境因素、設(shè)計(jì)因素等造成的短路故障、斷線故障、接地故障等。在故障檢查和處理過程中應(yīng)根據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)需求，做好智能一體化監(jiān)測和保護(hù)設(shè)計(jì)，利用DLB-1型低壓線路故障查找和保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)各個線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，并針對異常情況及時(shí)投切保護(hù)，為故障檢修提供全面數(shù)據(jù)支撐，最大限度減少低壓電網(wǎng)故障停電時(shí)間。

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