配電網(wǎng)故障及應對措施分析

陳學雷

（廣東電網(wǎng)有限責任公司湛江供電局，廣東 湛江 524000）

0 引 言

配電網(wǎng)是供電過程中向用戶輸送電量的最后一環(huán)，直接決定能否為用戶進行持續(xù)供電，是電力企業(yè)供電能力的體現(xiàn)，所以保障配電網(wǎng)安全運行具有重要作用。但是目前電力行業(yè)管理人員對配電網(wǎng)的重視程度較低，電力體系中配電網(wǎng)出現(xiàn)故障的頻率遠遠大于輸電過程出現(xiàn)故障的頻率。為了使配電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行，本文對配電網(wǎng)出現(xiàn)故障的類型以及產(chǎn)生原因進行分析，并提出一些降低故障發(fā)生頻率的改進方法。

1 配電網(wǎng)故障的類型和產(chǎn)生原因

1.1 配電網(wǎng)故障的類型

對配電網(wǎng)容易出現(xiàn)故障的位點進行分析討論時，可以將配電網(wǎng)故障分為3 類，即斷線故障、短路故障、單向接地故障。斷線故障是配電網(wǎng)變電站最容易出現(xiàn)的故障類型。短路故障主要發(fā)生在各種相之間，在多個不同的相接地時會造成短路，只有一個相接地時不會發(fā)生短路。因為流過接地處的電流不大，供電體系仍然可以正常運行，所以不屬于短路故障。輸電線故障和斷線故障都是由于導線本身出現(xiàn)問題引起的，由于導線受到外力作用發(fā)生損壞，使變電站配電網(wǎng)無法正常工作。

1.2 產(chǎn)生配電網(wǎng)故障的原因

配電網(wǎng)發(fā)生故障的原因有許多。本文將全面的對這些故障產(chǎn)生原因進行介紹，分析這些不良狀況對配電網(wǎng)運行產(chǎn)生的影響。

（1）雷電天氣使電壓超負荷。配電網(wǎng)是進行電處理的最后一個環(huán)節(jié)，與用戶直接相連，所以配電網(wǎng)涉及的領域十分廣泛。無論城市、農(nóng)村還是郊區(qū)都需要配電網(wǎng)對電路做出調(diào)節(jié)，因此配電網(wǎng)受到雷電天氣影響的概率很大，但是目前使用的防雷設備還處于初級階段。尤其是在農(nóng)村配電網(wǎng)絡體系中，由于種種因素不方便進行統(tǒng)一與嚴格管理。為防止接零與接地兩種保護方式混合使用而發(fā)生安全事故，國家有相關條例明確指出“在農(nóng)村配電網(wǎng)的系統(tǒng)中一律不得實行保護接零，而必須采用保護接地方式來進行接地技術保護配電網(wǎng)正常運行”。因此，在所有中性點不接地的低壓配電網(wǎng)絡中要運用保護接地的方式。此外，防雷設備中絕緣能力和耐雷能力都比較差，而且配電線路與輸電線路不同，輸電線路整條線路都設立了防雷裝置，但配電網(wǎng)不具有直擊雷保護防御措施。實際上，在雷雨天氣即便遇到的不是直擊雷而是感應過電壓，也會對配電網(wǎng)造成很嚴重的影響。配電網(wǎng)使用的唯一避雷裝置是避雷器，在雷雨天氣出現(xiàn)較大雷電過電壓時，避雷器工作時絕緣子也會出現(xiàn)閃落，降低避雷器的作用效果。在配電網(wǎng)的施工過程中避雷器的接地工作沒有受到重視，施工人員沒有按照標準施工工藝進行施工，導致一些避雷器接電裝置實際承受的電阻值遠大于標準電阻值，配電網(wǎng)受到雷擊后，電流不能迅速倒入地面，使得配電網(wǎng)持續(xù)處于高壓狀態(tài)。尤其是雷雨特別嚴重的時期，這種現(xiàn)象會給配電網(wǎng)造成嚴重的安全隱患，出現(xiàn)配電線路無法工作跳閘的情況[1]。

（2）污閃。大部分的配電線路鋪設復雜，配電線路架設于馬路邊、山野間、城市內(nèi)等。配電設備長期處于自然環(huán)境下，受到自然環(huán)境中灰塵和污穢的影響，使得絕緣子處發(fā)生損壞造成絕緣子污穢放電，進而影響配電線路與配電設備發(fā)生故障，引起跳閘或單向接地。

（3）內(nèi)部過電壓。配電網(wǎng)是不具有特效性的中性點接地體系，所以也是流過電流較小的接地體系。體系中弧光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓是出現(xiàn)內(nèi)部過電壓的主要形式。配電網(wǎng)中逐漸應用電阻極小的電纜，配電線路中流過的電流逐漸增大。在電流較大的條件下如果線路中出現(xiàn)單向接地，會直接導致配電網(wǎng)內(nèi)部弧光接地過電壓?；」饨拥剡^電壓產(chǎn)生是配電網(wǎng)的間歇性熄弧或重燃對電磁能的震蕩造成影響引起的，在震蕩強烈的條件下，幅值會達到相電壓的3.5 倍，且持續(xù)時間特別長，導致配電網(wǎng)中絕緣薄弱的位置被擊穿，產(chǎn)生極大的危害性。配電網(wǎng)中具有鐵磁式電壓互感裝置。這種裝置在受到雷雨天氣影響時容易發(fā)生單向接地，進而引起配電網(wǎng)內(nèi)部鐵磁諧振，造成線路絕緣閃落，嚴重時會使互感器發(fā)生爆炸，對配電網(wǎng)產(chǎn)生嚴重危害。

（4）設備老化。配電網(wǎng)在施工結(jié)束投入使用后，常年處于自然環(huán)境中接受光照和雨水的打磨，但是沒有維修人員對其進行維修和養(yǎng)護，長此以往使供電設備的供電能力下降。目前，我國經(jīng)濟水平不斷提高，無論是工業(yè)還是生活對電量的需求都不斷增加，但是設備的老化使得供電能力達不到目前人們需要的水平。在未來發(fā)展過程中，還需要不斷提高對配電網(wǎng)設備進行維護的工作效率，避免用電高峰期出現(xiàn)供電能力不足的情況發(fā)生。

（5）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)的建設過程只考慮眼前因素沒有做好長久的規(guī)劃工作，與城市建設內(nèi)容不符。在歷史條件的影響下，現(xiàn)階段城市建設過程中還有很多城市規(guī)劃與電路設定相互矛盾的地點。例如，在城市郊區(qū)的位置，電路錯綜復雜，許多不同的線路交錯在一起，還有一些線路中電線桿發(fā)生損壞或者電線下垂。這都是容易引起配電網(wǎng)故障的地方，影響供電工作的順利開展。

（6）計劃檢修。通常，在配電網(wǎng)施工結(jié)束后，需要定期對線路進行檢查工作，以保證配電網(wǎng)的正常運行。但是為了保證檢查工作徹底，通常在進行電路檢查時需要對整個用電區(qū)域做停電處理。這種停電檢查的方式，對用戶的正常用電造成影響，不能保證可靠供電的進行。

2 降低故障發(fā)生頻率的改進方法

通過對故障原因的闡述，提出一些具有針對性的改進措施，降低故障的發(fā)生頻率。

（1）提高配電網(wǎng)的防雷能力。在配電網(wǎng)施工時，對施工材料進行嚴格把控，安裝過程中選用性能較好的金屬氧化物作為避雷器；提高施工人員的整體素養(yǎng)，在施工過程中嚴格要求施工人員按照施工流程進行；提高桿塔與避雷器的接地效果，把避雷器的接地電阻降低到最小值，使電流可以迅速流過。在環(huán)境惡劣的地區(qū)或雷雨天氣較多的地區(qū)，提前對避雷器的性能做好預測實驗，做出具有針對性的保護措施，提高避雷器導通電流的能力。此外，還要避免配電網(wǎng)出現(xiàn)絕緣薄弱的位置，整體提升配電網(wǎng)的絕緣效果。

（2）加強配電設備的防污閃工作。對配電設備進行定期的打掃和整理，對于重污區(qū)和重點線路，縮短打掃周期，并在污閃頻發(fā)季節(jié)的前一個月就開始打掃。對于產(chǎn)生灰塵多的地區(qū)，需要加強線路的絕緣水平，通過增加絕緣爬距在污染嚴重的環(huán)境中留下適當裕度；當爬距無法達到重污區(qū)處理要求時，需要通過涂刷硅油或防御涂料進行電路保護和防污閃工作[2]。

（3）治理內(nèi)部過電壓。電纜在輸電工作中運用廣泛，但是這種情況使得電負荷量快速增長、配電線路需要的地容性電流都在10 A 以上。研究數(shù)據(jù)和分析結(jié)果表明，在配電網(wǎng)中使用自動跟蹤補償消弧設備可以使電容電流達到10 A 以上。自動跟蹤補償消弧設備可以快速產(chǎn)生感應電流對容性電流做出及時的補償，讓接地電流保持在10 A 以下，這種情況下接地電弧不會出現(xiàn)間歇性熄滅復燃，對弧光接地過電壓產(chǎn)生良好的抑制作用。運用自動跟蹤補償消弧設備還可以使配電網(wǎng)的故障見弧率下降，使配電設備具有更好的防雷效果。自動跟蹤補償消弧裝置中的消弧線圈還可以有效地對鐵磁諧振過電壓做出抑制，特別是在零序回路中，消弧線圈的感抗可以直接與電壓互感器的磁阻抗相互綜合，雖然產(chǎn)生的數(shù)值較小，但是這種作用可以一直持續(xù)下去，兩者相互制約使配電網(wǎng)達到平衡狀態(tài)，使配電網(wǎng)中無法產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓。這種消諧的效果比運用不同類型的消諧設備達到的效果還要高。

（4）提高配電網(wǎng)中設備的質(zhì)量。在配電網(wǎng)中要盡量選用品質(zhì)優(yōu)良的電氣設備。對配電網(wǎng)方案進行規(guī)劃時降低投資成本，不僅體現(xiàn)在規(guī)劃的范圍年限內(nèi)投資的成本，還要對本次規(guī)劃可以使用的年限以及組成中各元件的壽命進行預算。在施工過程中拒絕使用沒有合格證或出廠證明的配電網(wǎng)設備。配電線路在市區(qū)內(nèi)部運用地下電纜或絕緣導線完成供電項目的最后一步，在郊區(qū)和農(nóng)村主要以架空線路的方式進行供電。通過推廣帶電檢測設備在人們?nèi)粘Ｉ钪械氖煜こ潭?，方便人們時刻對電路的供電情況和安全性能做實時監(jiān)控，全面提高配電網(wǎng)供電的性能，加強設備質(zhì)量的提升。

（5）消除干擾。通過保護接地的方式，運用獨立的中性點和不接地的低壓配電變壓器進行電源的測量，需要斷開配電網(wǎng)線路，在檢測過程中使配電網(wǎng)中只流過單向電流，再突然斷開接地網(wǎng)線、不接地的低壓配電變壓器以及配電網(wǎng)中性點，使接地電阻干擾電壓的測量工作可以正常進行[3]。通過這種方式縮小停電范圍，減少電能的不必要消耗，使電能的輸送量增加，讓電能的使用變得更加高效，加強配電網(wǎng)運行的靈活性。

3 結(jié) 論

隨著我國電力體系的不斷完善，電力市場逐步走向了國際化的舞臺。配電網(wǎng)在電力體系進行供電輸出的最尾端，直接與使用者有交集，所以讓配電網(wǎng)穩(wěn)定安全的運行并達到經(jīng)濟環(huán)保的標準具有重要作用。對配電網(wǎng)中的每個部分進行優(yōu)化，以提升電力企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，并減少電力體系中電能的損失，達到節(jié)約能源、保護環(huán)境的目的。