降低10kV配網(wǎng)故障跳閘率的技術(shù)分析

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司洞口縣供電分公司，湖南 洞口 422300）

0 引言

隨著配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與技術(shù)都已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，配網(wǎng)的復(fù)雜程度提高，管理難度也不斷增大。針對配網(wǎng)故障，需要采取精準(zhǔn)故障定位技術(shù)以及隔離技術(shù)開展故障檢修，及時處理配網(wǎng)故障，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。10kV配網(wǎng)系統(tǒng)是連接供電系統(tǒng)和用戶的橋梁，是配電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到用戶體驗(yàn)。但是從當(dāng)前的10kV配網(wǎng)運(yùn)行來看，因?yàn)榕渚W(wǎng)故障引發(fā)的跳閘率是影響其穩(wěn)定運(yùn)行的主要問題，10kV配網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，日常檢查不足，導(dǎo)致故障跳閘率居高不下。為了給用戶提供良好的供電環(huán)境，電力工作者應(yīng)該針對配網(wǎng)故障跳閘的成因進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)故障，采用定位技術(shù)手段排查問題，找出故障源，及時消除故障，快速恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行。

1 10kV配網(wǎng)故障跳閘成因分析

以筆者所在的臺區(qū)為例，臺區(qū)內(nèi)的配網(wǎng)環(huán)境因素復(fù)雜，在經(jīng)過配網(wǎng)改造升級后，配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量有了很大提升，但是依然存在著各種故障。2017年至2019年所發(fā)生的10kV配網(wǎng)故障跳閘的事故共73起，引發(fā)10kV配網(wǎng)故障跳閘的主要因素包括設(shè)備因素、自然因素和人為因素。

1.1 設(shè)備因素

10kV配網(wǎng)具有覆蓋面積廣、施工環(huán)境大等特點(diǎn)，而且通常采用架空傳輸。在配網(wǎng)工程建設(shè)過程中，受地形影響對于基礎(chǔ)工程中的設(shè)計、驗(yàn)收不合格，導(dǎo)致緊線、預(yù)偏等不到位，給配網(wǎng)設(shè)施形成額外的張力。配網(wǎng)工程建設(shè)時，清理工作不徹底，導(dǎo)致電纜關(guān)口存在毛刺，電纜絕緣發(fā)生輻射損壞的情況，給配電網(wǎng)故障埋下隱患。除了工程問題之外，設(shè)備問題也是引發(fā)配網(wǎng)故障的重要問題。設(shè)備問題主要包括設(shè)備選用問題、設(shè)備老化問題。10kV配網(wǎng)中的開關(guān)定值十分重要，其具有控制和聯(lián)絡(luò)的作用，如果開關(guān)定值不合理，無法對配網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行控制，嚴(yán)重會造成故障越級。設(shè)備運(yùn)行后缺乏維護(hù)管理，設(shè)備老化、線路松動、絕緣降低等問題，導(dǎo)致配網(wǎng)設(shè)備問題包括，引發(fā)故障跳閘[1]。

1.2 自然因素

引發(fā)10kV配網(wǎng)故障的自然因素主要包括自然災(zāi)害因素和樹害因素。在強(qiáng)風(fēng)、雷擊天氣下，容易造成跳閘，引發(fā)配網(wǎng)故障。10kV配網(wǎng)經(jīng)過的農(nóng)村地區(qū)，主要以架空線路居多，在雷雨天情況下，雷擊可能會造成配網(wǎng)線路導(dǎo)線斷裂、瓷瓶炸裂，從而引發(fā)故障跳閘。農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)未安裝避雷裝置，在強(qiáng)雷雨天氣下，發(fā)生雷擊的概率更高，因?yàn)槔讚粢l(fā)故障跳閘，而配網(wǎng)線路上斷路器一般不具備重合閘功能進(jìn)行復(fù)電，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行[2]。除了雷擊等因素外，高桿植物、樹木、鳥類等因素也是危害配網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素?？拷潆娋€路的高桿植物清理不及時，電力設(shè)備保護(hù)區(qū)內(nèi)樹木沒有砍伐干凈，其生長會影響配網(wǎng)線路，引發(fā)跳閘危害。在雷雨、狂風(fēng)天氣情況下，樹木倒下刮到配網(wǎng)設(shè)備，也給線路安全帶來隱患。配網(wǎng)線路內(nèi)的樹木等吸引鳥類棲息，導(dǎo)致鳥類穿行配網(wǎng)、以配網(wǎng)設(shè)備作窩，引發(fā)短接。

1.3 人為因素

人為因素是引發(fā)10kV配網(wǎng)故障的重要因素，主要表現(xiàn)在工作人員因素、用戶因素和外力破壞因素。10kV的覆蓋面積大，管理難度大，線路巡檢工作不到位，未能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備風(fēng)險并且加以整改，導(dǎo)致風(fēng)險擴(kuò)大引發(fā)故障。日常巡檢工作中，巡線員忽視跌落保險、導(dǎo)線異物等因素的檢查，導(dǎo)致經(jīng)過長期操作后，引發(fā)保險管底座變形和松動，開關(guān)接觸不良。用戶不按照規(guī)范使用設(shè)備，對于所用的用電設(shè)備定地檢查不足，尤其是生產(chǎn)產(chǎn)區(qū)內(nèi)的塵埃等污染嚴(yán)重，最終引發(fā)用戶設(shè)備故障，造成跳閘。配電網(wǎng)絡(luò)后邊的建筑、道路修建、廠房等工程增多，施工過程對配網(wǎng)線路造成影響，外力破壞配網(wǎng)線路安全，造成線路短路，引發(fā)跳閘故障。

2 降低10kV配網(wǎng)故障跳閘率對策

針對10kV配網(wǎng)故障的成因，可以采取以下方式完善配網(wǎng)管理，降低故障跳閘率。首先，加強(qiáng)配網(wǎng)設(shè)備管理與工程建設(shè)管理，配網(wǎng)施工過程中，加強(qiáng)施工細(xì)節(jié)的管理，確保所有細(xì)節(jié)都按照規(guī)范進(jìn)行，避免留下安全隱患，對于電纜接口、線路布設(shè)等進(jìn)行嚴(yán)格檢查；加強(qiáng)設(shè)備的選購管理，確保所有設(shè)備都符合配網(wǎng)需求。其次，定期對用戶設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)工作，加強(qiáng)日常巡檢與定期保養(yǎng)相結(jié)合，加強(qiáng)日常巡檢，及時發(fā)現(xiàn)線路意外，采用定期檢修與保養(yǎng)管理，及時更換老化設(shè)備、針對性的處理電網(wǎng)的故障問題，降低電網(wǎng)故障風(fēng)險[3]。再次，需要在配網(wǎng)加設(shè)防雷設(shè)施，在累計頻率較高的配網(wǎng)安裝避雷器，提升防雷防災(zāi)能力；同時加強(qiáng)配電區(qū)內(nèi)的樹木與高桿植物管理，需要及時開展清除工作。

3 降低10kV配網(wǎng)故障跳閘率的技術(shù)

因?yàn)?0kV配網(wǎng)的分支較多，而且電流較大，與一般的電網(wǎng)線路有所區(qū)別，因此部分較為先進(jìn)的輸電線路防護(hù)技術(shù)不能直接應(yīng)用于10kV配網(wǎng)的人工隔離與故障定位。當(dāng)前的10kV配電線路的人工隔離與故障定位如下。

3.1 人工隔離技術(shù)

在變電站的出線開關(guān)位置，設(shè)定相應(yīng)的過電流保護(hù)和電流斷續(xù)等保護(hù)裝置，但是在線路分段和聯(lián)絡(luò)開關(guān)卻沒有保護(hù)裝置，在配線出現(xiàn)故障時，出線開關(guān)會迅速切換并且保護(hù)關(guān)聯(lián)線路，如果是斷路故障會切除線路，確保電網(wǎng)安全；對于配電網(wǎng)絡(luò)故障，負(fù)責(zé)配網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)人員對所有開關(guān)進(jìn)行排查，通過試送電操作，排查配電網(wǎng)絡(luò)的故障源，對故障源進(jìn)行評估，排除故障。

3.2 基于電流的故障定位技術(shù)

10kV的配網(wǎng)線路上，通常安裝了柱上開關(guān)帶和過電流脫扣線圈的裝置，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范設(shè)定保護(hù)裝置的最大值和最小值，當(dāng)配線網(wǎng)電壓電流數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，開關(guān)裝置會判斷異常并且發(fā)生開端保護(hù)；過電流是判斷電路短路的依據(jù)，如果出現(xiàn)斷路故障，短路電流瞬間增大，開關(guān)跳閘后，不會對其他支線產(chǎn)生影響。

3.3 基于電壓的故障隔離技術(shù)

10kV配網(wǎng)出現(xiàn)故障時，電壓也會發(fā)生變化；在配網(wǎng)中加設(shè)重合器。在出現(xiàn)電壓異常時，重合器的重合閘功能能夠隔離配網(wǎng)故障，從而降低故障跳閘率；該方法可靠性較好，但是需要連續(xù)多次重合閘，增加了開關(guān)開端電流的負(fù)擔(dān)，會引發(fā)重復(fù)停電與送電現(xiàn)象，對于用電設(shè)備的沖擊較大，容易造成用電設(shè)備損壞，而導(dǎo)致糾紛[4]。

3.4 分界負(fù)荷開關(guān)故障隔離技術(shù)

在對10kV電網(wǎng)故障跳閘的分析中，用戶設(shè)備問題和支線問題是引發(fā)故障跳閘的重要因素。針對支線問題，可以根據(jù)用戶設(shè)備和支線情況設(shè)置分界負(fù)荷開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)故障隔離，避免支線問題影響到主網(wǎng)。采用分級負(fù)荷開關(guān)故障隔離技術(shù)，需要根據(jù)用電設(shè)備和支線選擇合理的隔離技術(shù)。對于小容量用戶的隔離技術(shù)而言，可以在搭火點(diǎn)加裝絲具的方法隔離故障，因?yàn)楦邏航z的成本低，能夠有效的切斷故障電流，采用后能夠降低故障跳閘率，而且便于故障分析與查找。針對大容量用戶設(shè)備，高壓絲不能滿足容量需求。在搭火點(diǎn)采用分界負(fù)荷開關(guān)隔離技術(shù)，對于設(shè)備故障進(jìn)行及時斷開，確保主網(wǎng)安全。分界負(fù)荷不適用于主網(wǎng)，只能應(yīng)用于支網(wǎng)或搭火點(diǎn)。

4 10kV配網(wǎng)故障智能定位系統(tǒng)

在10kV配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用故障智能定位系統(tǒng)，能夠?qū)﹄妷弘娏鞯葏?shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控管理，提升電網(wǎng)運(yùn)行水平，降低電能損耗，也能夠降低故障發(fā)生率，為故障檢修與科學(xué)運(yùn)行提供技術(shù)支持。10kV配網(wǎng)故障智能定位是采用電子技術(shù)、無線組網(wǎng)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)上的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障報警數(shù)據(jù)、配網(wǎng)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行集合，對配網(wǎng)進(jìn)行自動化統(tǒng)籌與綜合管理，實(shí)現(xiàn)故障的精準(zhǔn)定位，降低故障跳閘率[3]。

配網(wǎng)故障智能定位系統(tǒng)主要是由遠(yuǎn)程采集器、數(shù)據(jù)化故障指示器、通信通道以及服務(wù)器構(gòu)成。在控制中心，能夠?qū)?0kV配網(wǎng)的主網(wǎng)和支網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，了解發(fā)生故障的情況，并且借助系統(tǒng)的圖形設(shè)置，了解故障發(fā)生位置以及故障成因，必要時刻斷開開關(guān)，避免故障影響配網(wǎng)[5]。智能系統(tǒng)的終端采集系統(tǒng)與用電設(shè)備相連接，能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行情況負(fù)荷電流、終端充電電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，并且傳輸?shù)竭_(dá)控制中心后，形成曲線數(shù)據(jù)，為配網(wǎng)檢查提供分析依據(jù)。對于配網(wǎng)中常見的短路、接地、斷線、絕緣下降等故障因素，報警器會發(fā)出光電警報，控制中心顯示故障位置以及故障情況。調(diào)度人員通知現(xiàn)場人員進(jìn)行故障處理，迅速消除配網(wǎng)故障。

5 結(jié)論

綜上所述，10kV配網(wǎng)故障跳閘率與設(shè)備因素、自然因素和人為因素相關(guān)，為了降低故障跳閘率，需要采用故障定位技術(shù)開展故障隔離，及時處理支線上的用電故障，避免對主網(wǎng)產(chǎn)生影響。采用故障智能定位系統(tǒng)，能夠采用智能化的方式進(jìn)行管理，降低故障跳閘率，對于保障居民用電、促進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展具有重要的意義。