電力系統(tǒng)配電自動化及其故障處理

彭進

摘要：闡述電力系統(tǒng)配電自動化運行常見故障類型，故障的解決措施，包括接地故障、短路故障、雷擊故障、超負荷故障，根據(jù)具體的原因，有針對性地選擇相應(yīng)的處理方案。

關(guān)鍵詞：配電線路;應(yīng)對措施;接地故障;短路故障;雷擊故障

電能的供應(yīng)與經(jīng)濟的發(fā)展的存在密切的聯(lián)系，電力能夠為各類高新技術(shù)設(shè)備提供能源，使其生產(chǎn)效率得到有效的提升。目前，我國已經(jīng)基本上完成了電網(wǎng)的全覆蓋建設(shè)，相關(guān)的電力資源調(diào)度的優(yōu)化改建也在逐步開展。配電線路作為直接聯(lián)系用戶、傳輸電力的最直接環(huán)節(jié)，起到連接著用戶和電網(wǎng)的作用。配電線路分布范圍廣，幾乎長期裸露在露天環(huán)境中，受環(huán)境影響較大，時常造成配電線路故障，導(dǎo)致配電線路的穩(wěn)定性難以得到保障。

1 電力系統(tǒng)配電自動化運行常見故障類型

1.1 接地故障

接地故障作為配電線路運行常見故障，嚴重影響著配電線路的安全運行，根據(jù)當(dāng)前具體實際情況，造成電路接地故障原因包括三個。具體主要體現(xiàn)在：（1）外力破壞：例如冰雪覆蓋、線路遭到雷擊、大風(fēng)導(dǎo)致樹木壓塌配電線路。（2）在配電線路的運行過程中，由于管理不到位造成接地故障。例如，配電線路質(zhì)量未能夠達到國家的標準規(guī)定，絕緣子、變壓器長時期運行，容易出現(xiàn)斷裂及老化等問題，從而造成接地故障。（3）人為因素：相關(guān)工作人員在對配電線路進行檢修時，由于操作不規(guī)范，給線路造成損傷。鑒于此，為了降低故障所帶來的影響，需要對接地故障產(chǎn)生的原因進行分析，有針對性地制定相應(yīng)的措施，降低配電線路的絕緣故障所造成的影響，確保人們的生命安全。

1.2 短路故障

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，短路故障是常見的故障類型。在配電線路當(dāng)中，這一故障的危害源于瞬時過電流對設(shè)備產(chǎn)生沖擊，甚至還會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，使原本線路的薄弱點進一步受到?jīng)_擊，擴大了故障范圍，它是對配電線路造成傷害最大的故障。

根據(jù)短路故障研究發(fā)現(xiàn)，電位導(dǎo)體產(chǎn)生短接現(xiàn)象成為故障發(fā)生的主要原因。同一線路中絕緣層破損也是其故障發(fā)生的原因之一。此外，在配電線路施工過程中，因施工工藝不良、驗收不嚴格，同樣會增加短路故障發(fā)生的概率。

例如，在線路敷設(shè)的過程中，如果沒有嚴格按照相關(guān)標準規(guī)范進行導(dǎo)線對接，接頭施工工藝不良將導(dǎo)致長期運行中接頭發(fā)熱，久而久之將燒斷接頭引起相間短路。

1.3 雷擊故障

雷電故障是配電線路常見故障之一，它的出現(xiàn)具有季節(jié)性、地域性的特點。雷擊故障主要發(fā)生于夏季雷雨季節(jié)、空曠地區(qū)或山區(qū)，云層中電荷聚集過多產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，云層中攜帶的電荷屬性與地面是異性，因此互相吸引，這也是造成雷擊的主要原因。在配電線路的實際運行過程中，由于長期傳輸電流，這就會使線路表面出現(xiàn)輻射場，個別導(dǎo)線、設(shè)備尖銳處在空曠地帶往往會更加容易吸引雷電。當(dāng)發(fā)生雷擊現(xiàn)象的情況下，將會造成線路、設(shè)備損毀，甚至嚴重的情況下，還會造成周圍設(shè)備著火燃燒，嚴重影響區(qū)域內(nèi)配電線路的安全穩(wěn)定。

1.4 超負荷故障

超負荷又稱過負荷，是電流遠大于設(shè)備可承受電流的一種現(xiàn)象。針對超負荷故障而言，通常又被稱之為過載現(xiàn)象。在線路傳輸電流超過自身可承受的范圍時，線路局部連接不良處、薄弱環(huán)節(jié)處會出現(xiàn)過熱等現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣層出現(xiàn)損壞，從而形成短路、斷路故障，嚴重的情況下還會引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)線路出現(xiàn)著火的情況，不但造成周圍設(shè)備出現(xiàn)損壞，而且燒斷的線路與地面接觸，還會造成單相接地故障，有人身觸電隱患。由此可見，超負荷故障與短路、接地故障存在較大的聯(lián)系。

2 電力系統(tǒng)配電自動化故障的應(yīng)對措施

（1）接地故障應(yīng)對措施。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，造成接地故障的原因很多，總體來講是因接地保護體系的平衡遭到破壞所致。在當(dāng)前問題的影響下，導(dǎo)致解決結(jié)構(gòu)的絕緣作用難以得到有效的發(fā)揮，從而造成線路的短接。在接地故障的處理過程中，需要預(yù)先測量需要檢測線路的電阻值。在實際的故障排查過程中，在未發(fā)現(xiàn)明顯斷線的前提下，可采用分段試送逐段隔離的方法，縮小故障范圍，最終找到故障點并及時消缺。當(dāng)前10k V配網(wǎng)中，站內(nèi)開關(guān)及配電線路分段開關(guān)、非界開關(guān)已逐步裝設(shè)單相接地保護告警裝置。在實際的應(yīng)用過程中，相關(guān)設(shè)備通過識別零序電流值大小，判別線路負荷側(cè)是否有接地故障，起到警報、跳閘的作用。即當(dāng)出現(xiàn)單相接地的情況下，該線路段上的警報器會向控制中心發(fā)出警報信息或直接跳閘。在單相接地保護設(shè)備的運行過程中，必須保證警報設(shè)備具備較高的靈敏度，提高故障的快速反應(yīng)率。在對故障進行判斷的過程中，通常可使用GPRS設(shè)備對故障點做出準確的判斷。在實際的維修過程中，需要及時對絕緣子、避雷器等進行更換。

（2）短路故障的應(yīng)對措施。根據(jù)短路故障的特點，在發(fā)生短路故障的情況下，為了減少故障停電范圍，配電線路中的保護開關(guān)會自動斷開故障段線路，縮小停電范圍。在排查短路的故障點過程中，應(yīng)根據(jù)短路類型、線路地域特點、季節(jié)性特點、是否有施工路段等等因素綜合考慮，結(jié)合二遙、三遙故障指示器動作情況，縮小故障點，最終找到故障點并修復(fù)。常見短路類型有柱上斷路器擊穿、外破斷桿斷線、小動物短路等，對不同的故障采取不同的修復(fù)方式，不能一概而論。無論何種修復(fù)方式，都應(yīng)以“先復(fù)電后搶修”“能帶不?！痹瓌t，確保最短時間、最小停電范圍修復(fù)故障。

（3）雷擊故障的應(yīng)對措施。為減少雷擊故障發(fā)生的概率，通?？刹捎玫拇胧┌友b脫落式避雷器（或固定間隙避雷器）、接地線路的電阻測量及更換絕緣子等。各個地區(qū)應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w實際情況，有針對性地采取應(yīng)對措施，確保配電線路防雷設(shè)備能正常運作。現(xiàn)如今，10k V配電線路常采用固定間隙避雷器，傳統(tǒng)的直接式氧化鋅避雷器逐步被淘汰，一旦發(fā)生雷擊故障容易導(dǎo)致避雷器擊穿造成單相接地故障發(fā)生，而固定間隙避雷器能有效地阻止該情況發(fā)生。山區(qū)線路中，雷雨季節(jié)時常出現(xiàn)雷擊故障，而線路避雷器裝設(shè)密集程度又高，運維人員往往束手無策。避雷器起作用地關(guān)鍵在于接地電阻，山區(qū)線路接地電阻往往較高，制約了避雷器發(fā)揮作用，為此可采用減阻劑，減少線路接地電阻?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)陶瓷絕緣子在國內(nèi)廣泛使用，在污染嚴重、污閃頻發(fā)、雷擊高發(fā)區(qū)，該絕緣子無法應(yīng)對配電線路保護需求，需要及時更換掉陶瓷絕緣子，采用硅膠材質(zhì)絕緣子。

（4）超負荷故障應(yīng)對措施。超負荷故障是由配電線路中電流過大所致。其中超負荷故障預(yù)防措施目前較為單一，即電流值穿透、熱成像法等，通過系統(tǒng)電流峰值、發(fā)生時間確定、線路測溫確定等方法，能夠?qū)€路超負荷位置做到全面了解，為后續(xù)維修工作的開展提供了保障基礎(chǔ)。在實際的維修過程中，對卡脖子的線路采取增加線徑、對載流量不足的開關(guān)、刀閘采取設(shè)備更換的方式開展維修工作。必須意識到線路本身的溫度對絕緣層的影響十分重大，要采取措施避免絕緣層電阻值下降后所造成的隱患，與此同時應(yīng)當(dāng)注重檢修過程中的施工工藝，避免線路接頭施工工藝不良引起發(fā)熱，對后續(xù)設(shè)備發(fā)熱情況分析會造成誤判。

3 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)起著積極的推動作用，同時對于電力穩(wěn)定性、安全性有較高的要求。在電力系統(tǒng)的實際運行過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)配電線路方面的故障，不但影響著電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，而且還對電力行業(yè)的聲譽造成較大的影響。在這種情況下，電力企業(yè)需要對常見的故障類型進行詳細分析，并且根據(jù)具體出現(xiàn)的原因，有針對性地選擇相應(yīng)的處理方案，這樣才能夠提高電力系統(tǒng)的運行效果，最大程度發(fā)揮電力系統(tǒng)在經(jīng)濟發(fā)展中的作用。

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