配網(wǎng)主供線路的故障自愈技術(shù)

文/楚群飛，國網(wǎng)河南省電力公司遂平縣供電公司

1 造成配網(wǎng)線路故障的原因分析

1.1 雷擊方面

我國有些地區(qū)的雷雨天氣眾多,比如：熱帶地區(qū)、亞熱帶地區(qū),同時有眾多農(nóng)村以及城市的配電線路的方式都是使用架空方式進行,若這些設(shè)備在相對空曠的地方放置,那么很容易會產(chǎn)生線路故障的情況；若這些設(shè)備承受的電壓超出了最大耐受值,則會造成更加嚴重的事故,如直接停電。在雷擊的作用下也會破壞絕緣介質(zhì),導(dǎo)致導(dǎo)電線路出現(xiàn)故障,且這種故障是永久性的,產(chǎn)生停電情況。

1.2 外力破壞方面

外力破壞中大約有 80%左右的故障因素都是外部施工,發(fā)展地區(qū)的線路運行一般情況下會由于外力的影響導(dǎo)致線路故障。從我國當(dāng)前城市化進程不斷加快的背景下分析,施工項目會越來越多。在進行施工的過程中,若沒有積極保護配電設(shè)備,那么毫無疑問會破壞配電線路,導(dǎo)致電網(wǎng)故障的嚴重后果。

1.3 設(shè)備老化方面

在配電線路運行中設(shè)備是最為重要的因素之一。設(shè)備問題一般情況下可以分為老化和質(zhì)量不達標兩種。其中對于設(shè)備質(zhì)量不達標,社會上有很多生產(chǎn)配網(wǎng)設(shè)備的廠家,相對的也有很多型號可以選擇,只需要制造的技術(shù)水平和能力達標即可,還有些設(shè)備是在使用的一段時間之后,才會出現(xiàn)問題。但是質(zhì)量較好的設(shè)備,一般是在使用了很長時間之后,才會出現(xiàn)如金件生銹、連接松動等問題,同時配網(wǎng)運行中具有眾多設(shè)備,當(dāng)前造成線路故障的最主要因素之一則是設(shè)備問題。

2 配網(wǎng)線路的常遇故障

2.1 短路故障

一是自然因素的影響，線路屬于架空線路，一般出現(xiàn)在人跡罕至的山林或者曠野地區(qū)，容易受到自然因素的影響，如雷擊、狂風(fēng)、暴雨等，出現(xiàn)線路斷裂或者絕緣擊穿等問題，引發(fā)短路故障；二是鳥害的影響，一些鳥類喜歡停留在電線上，或者將巢穴建在配電線路密集的區(qū)域，可能導(dǎo)致配電線路的相間短路問題，引發(fā)跳閘斷電；三是外力破壞，主要是指人類活動造成的破壞，例如，車輛在行駛過程中撞倒電線桿，或者掛斷電線；樹木砍伐過程中缺乏保護措施，導(dǎo)致樹枝或者豎桿碰斷電線等，都會引發(fā)短路故障。

2.2 接地故障

在供電過程中，配電線路的電容出現(xiàn)突變，電流與接地故障正常數(shù)值相比要高出許多，同時由于接地故障正常參數(shù)高于此時電壓，進而燒斷了導(dǎo)線，導(dǎo)致接地故障的出現(xiàn)；配電線路老化也是接地故障的一大原因。

2.3 雷擊造成故障

雷電對架空線路有多重影響，雷電可能擊穿絕緣子或使其爆裂，發(fā)生斷線、配變燒毀等。架空線路處于高空容易被雷擊中，但設(shè)備容易發(fā)生故障也有設(shè)備本身的問題，其可能的因素有：絕緣子對雷電抵抗性不高。線路上的P－15T、P－1025針式瓷瓶不能達到抗雷的強度，近年來農(nóng)網(wǎng)改造后，設(shè)計者雖然將氧化鋅避雷器更換到配電變壓器上，但并沒有在架空線路上進行安裝。線路過引線連接采用并溝線夾，甚至連并溝線夾都不用而用鋁線繞接法連接線，由于并溝線夾和用鋁線繞接法存在質(zhì)量問題，導(dǎo)致導(dǎo)線連接不良，經(jīng)受不住強大雷擊電流的沖擊。避雷器接地裝置不合格，出現(xiàn)氧化鋅絕緣低的設(shè)備就會被擊穿。

3 智能配網(wǎng)單相接地故障自愈技術(shù)分析

3.1 故障檢測

作為智能配網(wǎng)中最常見的單相接地方式—中性點非有效接地。當(dāng)單相接地故障發(fā)生時，系統(tǒng)會檢測到接地相電壓發(fā)生降低，健全相電壓升高，同時系統(tǒng)還會檢測到零序電壓升高。通過智能配網(wǎng)中單相接地故障自愈技術(shù)系統(tǒng)，可以結(jié)合電壓以及電氣量來有效判定整個系統(tǒng)中是否發(fā)生了單相接地故障。目前常用的故障檢測系統(tǒng)一般在母線上添加電壓互感器開口三角側(cè)電壓實現(xiàn)。當(dāng)智能配網(wǎng)單相接地系統(tǒng)正常的時候，電壓互感器開口三角側(cè)電壓僅僅表現(xiàn)為不平衡電壓；當(dāng)故障發(fā)生時，電壓發(fā)生變化，一般升高為原來三倍的相電壓。通過電壓互感器開口三角側(cè)電壓的測量，能夠判斷系統(tǒng)是否發(fā)生了單相接地故障。

3.2 接地選線

一旦智能配網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，故障點會顯示產(chǎn)生故障行波，當(dāng)故障行波傳播到測量點母線時，根據(jù)物理原理發(fā)生折射與反射。經(jīng)過折射和反射的行波一部分經(jīng)過非故障線路，另一部分會經(jīng)過故障線路。這樣能夠保證故障線路和非故障線路均檢測到初始行波，但是對于兩者而言檢測到的故障行波幅值會有所不同，一般故障線路的初始行波幅值較大，且極性和非故障路線相反，通過這一原理能夠正確的選擇單相接地線路，能夠很好應(yīng)用于單相故障接地選線中。

3.3 故障區(qū)段識別

要進行故障隔離，首先必須要準確的進行故障區(qū)段的識別。不僅僅行波選線技術(shù)能夠在智能配網(wǎng)單相接地選線中應(yīng)用，而且合理的運用行波選線技術(shù)能夠確定故障區(qū)段。在智能配網(wǎng)的變電站和開關(guān)站中綜合運用行波選線技術(shù)進行行波選線，綜合相鄰行波選線技術(shù)的選線結(jié)果進行分析，最終能夠確定故障區(qū)段，實現(xiàn)故障區(qū)段識別。

3.4 故障隔離

當(dāng)發(fā)生單相接地線路故障之后，通過檢測以及故障區(qū)段識別，然后進行故障隔離，主要是對故障線路的電源側(cè)和負荷側(cè)進行隔離。常用的故障隔離方式有兩種，一種是先斷開電源側(cè)開關(guān)，并斷開負荷側(cè)的開關(guān)。另一種故障隔離方式是先斷開側(cè)負荷開關(guān)，然后再斷開電源側(cè)開關(guān)。這兩種故障隔離方式中第一種能夠保證設(shè)備的安全。在單相接地故障中，發(fā)生故障并不會造成短路回路，這樣就不會對負荷供電造成影響，因此對于閉環(huán)的配電系統(tǒng)而言，可先閉合負荷側(cè)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，然后斷開負荷側(cè)的進線開關(guān)，實現(xiàn)接地線路負荷側(cè)與系統(tǒng)隔離，還能夠保證負荷不失電，最后再斷開電源側(cè)的開關(guān)，最終實現(xiàn)了故障隔離。

4 結(jié)束語

隨著配網(wǎng)智能化、自動化的發(fā)展，新的問題被提出。智能配網(wǎng)故障自愈技術(shù)作為保證智能配網(wǎng)可靠性的基礎(chǔ)，加強自愈技術(shù)的研究對其發(fā)展具有重要的實踐意義。