10kV配電線路故障與其自動(dòng)化運(yùn)行維護(hù)研究

泉州維盾電氣有限公司 賈冬霞

為了更好地為社會(huì)提供電力資源，需要對(duì)輸配電系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化，借助有效的技術(shù)來(lái)提升線路的運(yùn)行效率。在當(dāng)前的配電線路輸電過(guò)程中，線路故障問(wèn)題帶來(lái)了較大的影響，對(duì)供電的效果造成了不利[1-2]。當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用，為了提升對(duì)線路故障的處理效率，可借助自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)維護(hù)，準(zhǔn)確進(jìn)行故障的定位，使故障問(wèn)題得到及時(shí)解決，進(jìn)而使配電線路的運(yùn)行更加可靠。

1 饋線自動(dòng)化概述

饋線自動(dòng)化可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，作為一種重要的技術(shù)，可在故障發(fā)生的時(shí)候及時(shí)對(duì)故障產(chǎn)生的位置明確，使故障部分與其他部分之間得到隔離處理，并且避免長(zhǎng)時(shí)間停電，使其他部分能夠正常運(yùn)行。在當(dāng)前的10kV 配電線路中，不同線路的自動(dòng)化模式存在一定的區(qū)別。架空線路自動(dòng)化中包括了智能化、主站集中化等類型，在運(yùn)行中自動(dòng)化功能可發(fā)揮出有效的作用。

要想體現(xiàn)出技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可采用智能化、電壓時(shí)間型、主站集中化這三種，使其發(fā)揮出有效作用。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的定位、復(fù)電、隔離，對(duì)于當(dāng)前的架空線路、電纜線路以及混合線路的故障問(wèn)題，可采用智能化處理的方式，使處理能夠達(dá)到實(shí)際的要求。通過(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的情況進(jìn)行分析，在應(yīng)用中不依賴于主站及通信，同時(shí)具有免維護(hù)的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)方面進(jìn)行分析可知，智能化處理方式具有效果快及投資少的特點(diǎn)。目前，智能化處理中可按照主干分段、分支及分解、用戶分界這幾種方式實(shí)施。

2 10kV 配電線路常見(jiàn)故障及產(chǎn)生原因

2.1 接地故障和原因

10kV 配電線路運(yùn)行故障問(wèn)題中接地故障比較常見(jiàn)，接地故障的產(chǎn)生會(huì)帶來(lái)較大的影響，導(dǎo)致變電設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性受到破壞，經(jīng)過(guò)對(duì)接地故障問(wèn)題的分析可知，主要包括以下原因:首先，線路老化嚴(yán)重，其中絕緣體無(wú)法發(fā)揮出相應(yīng)的作用，難以起到良好的效果，在比較惡劣的環(huán)境中，導(dǎo)線會(huì)與環(huán)境產(chǎn)生一定的作用，導(dǎo)致故障[3]；其次，在線路運(yùn)行中產(chǎn)生了電容突然變大的情況，電壓相比接地故障正常參數(shù)小而電流比較大，這種情況下會(huì)使導(dǎo)線被影響，產(chǎn)生了故障的問(wèn)題。

2.2 短路故障和原因

10kV 配電線路短路故障的產(chǎn)生概率比較大，造成短路故障的原因也比較多，例如動(dòng)物、雷電等，對(duì)線路的運(yùn)行造成了一定的影響。通常鳥(niǎo)類會(huì)在密集的配電線路上筑巢，其中鳥(niǎo)窩摧毀、鳥(niǎo)類打斗等活動(dòng)的產(chǎn)生都會(huì)對(duì)配電線路造成影響，形成相間短路，還會(huì)產(chǎn)生短路跳閘的情況。短路故障也受到了腐蝕氣體等影響，由于一些地區(qū)工廠排放的氣體屬于腐蝕性氣體，會(huì)導(dǎo)致配電設(shè)施被腐蝕影響導(dǎo)致短路。在一些街道條件不佳的區(qū)域，線路上被非導(dǎo)體、導(dǎo)體等刮碰之后會(huì)造成短路的情況。

同時(shí)，在外力的影響下，如果沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行線路處理也會(huì)帶來(lái)短路的問(wèn)題，例如電桿倒下、砍伐樹(shù)木等，部分樹(shù)木跌落在導(dǎo)線中對(duì)其造成了影響。10kV 配電線路在空曠環(huán)境中設(shè)置，在外部環(huán)境的影響下會(huì)產(chǎn)生短路故障問(wèn)題。當(dāng)遇到了惡劣天氣的時(shí)候，例如暴雨等，導(dǎo)線會(huì)劇烈震蕩、線路斷裂，或者產(chǎn)生擊穿空氣放電的情況下，會(huì)產(chǎn)生短路的問(wèn)題。

2.3 過(guò)流跳閘和原因

在10kV 配電線路的使用中，短路問(wèn)題的產(chǎn)生會(huì)使電流負(fù)荷變大，其中自動(dòng)保護(hù)裝置會(huì)產(chǎn)生跳閘的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)過(guò)流跳閘情況的分析可知，主要由以下原因?qū)е拢旱谝皇堑蛪壕€路短路問(wèn)題造成了跳閘的情況，而過(guò)流保護(hù)定值比較小使線路負(fù)荷增加，無(wú)法滿足電負(fù)荷的增長(zhǎng)需求，因此會(huì)導(dǎo)致跳閘的問(wèn)題；第二是導(dǎo)線較細(xì)的時(shí)候負(fù)荷電流速度快，會(huì)對(duì)線路產(chǎn)生不良的影響。導(dǎo)線在長(zhǎng)時(shí)間的情況下會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象，還會(huì)引起打火。當(dāng)線路在發(fā)熱比較嚴(yán)重的情況下會(huì)出現(xiàn)跳線等問(wèn)題并且產(chǎn)生短路電流，引起跳閘的情況[4]。另外，在使用大型設(shè)備的時(shí)候，在突然啟動(dòng)的瞬間會(huì)產(chǎn)生較高的電流沖擊，這種現(xiàn)象也會(huì)引起跳閘的問(wèn)題。

3 自動(dòng)化技術(shù)在10kV 配電線路故障中的應(yīng)用

3.1 故障定位自動(dòng)化

在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中，故障指示器可發(fā)揮出定位故障的作用，在架空線設(shè)置該裝置可使其發(fā)揮出相應(yīng)的功能，也可與開(kāi)關(guān)柜配合使用，可進(jìn)行故障的顯示及定位。在定位的時(shí)候裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能，發(fā)揮了有效的作用，可進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)。同時(shí)，結(jié)合顯示短路故障的需求來(lái)看，通過(guò)對(duì)裝置的優(yōu)化其應(yīng)用效果有所加強(qiáng)，故障定位自動(dòng)化可對(duì)單相接地與相間短路等線路故障進(jìn)行有效的檢測(cè)，可在分支點(diǎn)及用戶進(jìn)線位置設(shè)置相應(yīng)的指示器，可使故障自動(dòng)化檢測(cè)順利進(jìn)行。在發(fā)生了短路及接地故障之后，可應(yīng)用新裝指示器及時(shí)地對(duì)定位故障的位置進(jìn)行明確，使故障檢測(cè)能夠更加高效準(zhǔn)確，同時(shí)可明確故障帶來(lái)的影響。

在檢測(cè)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)了故障問(wèn)題的時(shí)候，可發(fā)現(xiàn)指示器燈光亮起，裝置還可在電流信號(hào)處理中起到有效的作用，在收集了相應(yīng)的信號(hào)，借助光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸，將信息傳輸?shù)浇K端上，通過(guò)調(diào)度中心發(fā)出指令，讓負(fù)責(zé)的人員結(jié)合指令來(lái)開(kāi)展維修工作，使問(wèn)題得到及時(shí)的解決，避免對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，使故障定位速度加快的同時(shí)縮短故障排查的時(shí)間，使故障停電時(shí)間減少，可避免對(duì)供電的進(jìn)行造成影響，使配電線路體系獲得有效的技術(shù)支持。

3.2 饋線自動(dòng)化

10kV 配電線路運(yùn)行中，饋線可借助電流來(lái)分?jǐn)喙收?，可使用柱上開(kāi)關(guān)式斷路器來(lái)達(dá)到相應(yīng)的目的，其中負(fù)荷開(kāi)關(guān)可發(fā)揮出分?jǐn)嘭?fù)荷電流的功能。通過(guò)對(duì)這種方式的分析可知，線路斷路器及負(fù)荷開(kāi)關(guān)無(wú)法切除故障，只能起到切斷電流的效果。雖然這種技術(shù)的運(yùn)用成本比較低，可減少投入、使用比較簡(jiǎn)單，但是在當(dāng)前的應(yīng)用中存在較大的問(wèn)題。例如，與故障性質(zhì)之間沒(méi)有直接聯(lián)系，只要產(chǎn)生了故障開(kāi)關(guān)跳閘發(fā)生率會(huì)顯著提升，還會(huì)使非故障線路也產(chǎn)生問(wèn)題，帶來(lái)較大的影響。

饋線發(fā)生產(chǎn)生開(kāi)關(guān)分合閘情況比較頻繁，會(huì)使其他部分也產(chǎn)生斷電的問(wèn)題，不利于供電的進(jìn)行，還會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全性帶來(lái)影響，不利于配電線路的運(yùn)行及使用。在產(chǎn)生了故障之后，需要檢修人員及時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排查，采用人工方式進(jìn)行排查效率比較低，在實(shí)際工作中排查準(zhǔn)確性受到了主觀因素影響，導(dǎo)致工作效果減弱。為了加強(qiáng)排查效果，應(yīng)進(jìn)行饋線自動(dòng)化優(yōu)化，在饋線自動(dòng)化中，可根據(jù)智能斷路器及智能負(fù)荷開(kāi)關(guān)等智能化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)的分析，其中智能斷路器可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置保護(hù)的單元，一般可在支線及饋線干線施工中使用該裝置。智能負(fù)荷開(kāi)關(guān)可通過(guò)設(shè)置自動(dòng)化控制單元，切斷負(fù)荷電流、零序電流，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的隔離。

分支用戶分界斷路器是以整定保護(hù)定值為基礎(chǔ)，根據(jù)出線及自動(dòng)化的斷路器，對(duì)用戶側(cè)相間短路及單相接地故障進(jìn)行排查，可使停電范圍縮小。智能控制器的應(yīng)用中包括了重合閘、鏈接斷路器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)較多的通信方式，提供不同的功能，例如速斷保護(hù)、零序保護(hù)等。通過(guò)對(duì)這幾種方式的有效應(yīng)用，可使線路的維護(hù)得到保障，進(jìn)而提升線路的可靠性。