淺談10kV配網故障分析處理及預防措施

楊軍偉　戴先玉　馬艷

摘 要：10kV配網是用戶能夠正常得到和使用電能的關鍵環節。眾所周知，10kV配網線路由于其數量線路多，供電環境復雜且長期暴露在外界環境中，因此很容易發生故障。在配網線路故障后如何快速準確的判斷、查找和處理故障，是電力專業人員面臨的嚴峻問題，快速隔離或處理故障，爭取在最短的時間內復電，確保系統安全穩定運行。

關鍵詞：配網故障；危害；分析；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.168

1 配網系統接地特點

我國電力系統中性點接地方式主要有三種：一是中性點不接地方式；二是中性點直接接地；三是中性點經消弧線圈接地。針對大接地電流系統、小接地電流系統在國內根據系統電抗的不同進行標準劃分，主要是依據系統的零序電抗X0與正序電抗X1的比值大小確定。當X0 /X1>4～5的系統則屬于小接地電流系統。在這種系統中，一旦系統發生單相接地故障時產生的接地短路電流很小，故也稱其為小電流接地系統。在小電流接地系統中發生單相接地故障時，并不會破壞系統相間電壓即線電壓的三相對稱性，因此系統還可以繼續運行1～2小時。同時，因有一點已經接地的電網系統已存在安全隱患，為防止再有新的接地點造成兩點接地從而造成系統絕緣的破壞，形成更大的系統故障，必須在嚴格的時間內找到單相接地的故障點并給予消除，保證配網系統的安全穩定運行。

2 配網系統故障及危害

2.1 配網系統故障

配網線路故障是配網系統的主要故障。在配網的三相電力系統中線路故障主要是接地或者相間故障，根據短路和接地的相別可分為三類：一是三相短路；二是兩相短路；三是單相短路。其次按照故障時間長短，短路故障分為瞬時性短路故障和永久性短路故障。根據運行經驗可知在配網系統故障中瞬時性故障占據了大部分的故障，因此線路保護也基本配置重合閘功能，一旦線路因故障而跳閘會自動重合一次，如果是永久性故障將加速跳開關。

2.2 配網系統故障危害

配網系統故障一般會影響到電網的安全穩定運行，甚至會破壞電力設備危急到電力系統正常運行，故障對電力系統的危害主要體現在以下五個方面：一是，根據電力系統理論分析可知，一旦電力系統中發生不對稱對地短路故障時，主要是單相短路或者兩相短路，非故障相的電壓會升高到額定電壓的倍，因為正常相的電壓升高會造成對絕緣設備的危害，嚴重時可能會對線路或設備中的絕緣薄弱地方進行放電甚至擊穿；二是，如果線路發生故障會產生巨大的熱量和弧光，此刻產生的電弧可能會對一次設備造成損壞，嚴重時會使設備爆炸，從而影響設備的安全穩定運行；三是，設備故障時會產生很大的故障電流，因為電網系統的原因，這種故障電流一般為感性電流，同時由于短路故障加大了發電機電壓的降低，根據發電機原理可知，距離故障點的電流會急劇的增大，甚至會達到幾百安培，影響設備的穩定運行；四是，故障電流的增大勢必會產生很大的熱量，大量的余熱會對電網的一次設備造成不可回逆的變化，一次設備一旦損壞無法進行復原，從而影響設備運行；五是，設備的短路故障會對變壓器的穩定運行產生不可忽視的影響，在額定電壓運行情況下，變壓器能夠穩定運行壽命很長，一旦發生短路故障，故障電流有可能達到幾十倍的額定運行電流，損壞變壓器的絕緣。

3 配網系統故障分析與處理

3.1 系統故障的特征

我國電力系統供應采取三相交流電形式，三相電壓大小相等，相位依次相差120度，當系統故障就會造成電壓電流的不平衡，系統故障可分為單相故障、兩相故障、三相故障，但是在電力系統實際運行中以單相接地故障最為常見，基本占到故障的85%左右，系統故障的的特征主要體現在三個方面。（1）電壓互感器的高壓側出現一相斷線時，根據電路工作原理，此時發生斷線的相別會出現大于0V的電壓，其實我們可以得到此時的電壓值并不是該斷線相的實際電壓大小。但是電壓互感器A相、B相、C相三相的電壓矢量和會有30V左右大小的電壓值，此時電壓值會原大于設置的電壓繼電器的啟動值，并在后臺會發出接地信號；（2）當線路中某一相發生不完全接地時，也就是高電阻或電弧接地，因為有高電阻或者電弧接地，此時電氣量的大小會因為它們而改變，電壓互感器A相、B相、C相三相的電壓矢量和達到整定值，電壓繼電器動作，發出接地信號；（3）當電網系統中發生某一相完全接地，此刻因為大地會強制把某一相電壓降到零，此時電壓互感器A相、B相、C相三相的電壓矢量和為100V，電壓繼電器動作，發出接地信號。

3.2 系統故障的分析和處理

當故障發生后應立即采取有效措施，通過自動化系統判斷故障發生的原因和地點，然后根據故障類型指揮搶修人員帶足備品備件進行搶修，迅速解決故障，恢復供電。

3.3 避免系統故障的措施

為防止配網系統故障，電力系統管理人員重點從以下五個方面進行管控，把隱患消除萌芽狀態，從源頭上杜絕故障的發生。（1）開展線路的巡檢工作，通過巡檢及時發現配網的樹障，對距離配線較近的房屋等進行及時的處理；（2）在農村或郊區配電線路上根據情況盡可能的加裝分支熔斷器，一旦發生故障，可以最大可能的縮小停電范圍，從而減少停電面積，有利于故障的查找和供電的恢復；（3）通過設備的絕緣升級來提高設備的運行穩定性，即是可以使用比原電壓等級高一級的絕緣子，提高配網設備的絕緣強度，從而杜絕設備的故障；（4）通過測試電網的電容電流適當配置一定容量的消弧線圈，適應復雜的電力系統運行方式和特點，以減小故障帶來的危害；（5）定期對配網設備如配網變壓器、配網線路等進行檢查與試驗，對存在隱患的的設備定期進行維修和更換。

4 結束語

配網供電的持續性、可靠性關乎著人民大眾的衣食住行，當線路發生故障后，如何及時的排除故障進行復電， 是提高供電可靠率和保證電網經濟、安全、可靠運行的重點，作為電力系統運維人員應當及時了解電網設備的運行狀況，在實踐中不斷總結積累經驗，提高處理問題、解決問題的能力，為用戶提供可靠、安全的電力供應。

參考文獻：

[1]丁柏林，張建權，張捷.6～35kV中性點不接地系統電容電流的危害及對策 [J].安徽電力，2008，25（03）：24-27.

[2]國家電力調度通信中心編.電力系統繼電保護實用技術問答[M].第二版.中國電力出版社，1999.

作者簡介：楊軍偉（1985-），男，河南周口人，碩士研究生，工程師，主要從事：電力一次、二次設備運行維護以及檢修管理，變電站設備大修、技改工程管理。