基于配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題及解決方案的探討

摘 ?要：在配電網(wǎng)運行過程中，線路單相接地故障選線問題是其運行期間存在的主要問題，本文針對配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題進行深入分析，指出單相接地故障對配網(wǎng)線路存在的危害，基于此，制定合理的預(yù)防和故障處理措施，以期為配電網(wǎng)安全及穩(wěn)定運行提供行之有效的建議。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)線路;單相接地故障;選線問題;解決方案

中圖分類號：TM862 ???文獻標(biāo)識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）07-0000-00

電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)發(fā)揮著重要的作用，其直接負(fù)責(zé)將電力輸送給廣大用戶。為了更好的提升配電網(wǎng)運行的安全性以及穩(wěn)定性，保證能夠為用戶提供更多的便利，國家在電力建設(shè)以及改造層面，不僅加大了資金以及人力等的投入力度方面，而且加大了對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改善。一般而言，配網(wǎng)線路接地方式眾多，主要包括：經(jīng)電阻接地、經(jīng)消弧線圈接地以及不接地等。為了有效的解決系統(tǒng)不接地或經(jīng)中高電阻接地所帶來的配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題，在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)該依照具體的問題，有針對性地制定解決方案。

1 配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題分析

1.1 中性點不接地的過電壓

針對中性點不接地的運行方式，由于不需要在中性點安裝任何設(shè)備，并且結(jié)構(gòu)較為簡單，所以被廣泛應(yīng)用在以架空線為主的輻射形或者樹狀形供電網(wǎng)絡(luò)中。對于該運行方式，如果遇到雷擊、樹障壓線等引起的單相接地故障，則由于線路相對較短，導(dǎo)致接地電容電流值相對較小，線電壓仍然可以保持穩(wěn)定的運行，并且允許帶電接地運行一個小時到兩個小時，配電網(wǎng)不會因穩(wěn)定接地電弧而導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘停電的情況。但如果線路長度相對較長，會造成單相接地故障，就容易導(dǎo)致出現(xiàn)較高的弧光接地過電壓。而對于該情況來說，若相關(guān)技術(shù)人員不能夠第一時間進行解決和處理，就可能對電網(wǎng)中的其他設(shè)備安全性以及穩(wěn)定性造成影響，如果情況嚴(yán)重，甚至還會引發(fā)斷線等惡性事故。

而當(dāng)線路2的A相發(fā)生接地故障的時候，其向量關(guān)系具體如圖1所示。

1.2 中性點經(jīng)電阻接地的過電壓

一般，中性點經(jīng)電阻接地方式主要可以分為三種，分別為：經(jīng)小電阻接地、中電阻接地以及高電阻接地。其中，針對中性點經(jīng)高電阻接地方式來說，其接地電阻值一般可以達到幾百歐姆甚至幾千歐姆。但是，對該方式而言，其可以對大部分的諧振過電壓進行消除，并具有較強的限制單相間歇性弧光接地過電壓的作用。

2 配網(wǎng)線路單相接地故障選線規(guī)律及原理

2.1 基于穩(wěn)態(tài)量的選線方法

基于穩(wěn)態(tài)量的選線方法主要有零序電流相對相位法、最大值法、五次諧波分量法等。零序電流幅值法主要適合中性點不接地系統(tǒng)，即通過判斷電流幅值大小來選擇故障線路。原理就是利用故障線路的零序電流方向來進行判斷。有功分量法就是以檢測線路零序電流中的有功分量發(fā)小來檢測故障線路。最大值就是在中間選擇一個中間參考信號，找出線路發(fā)生故障前后零序電流的相位關(guān)系，把所有線路上的零序電流都在上面投影，計算出投影值，如果差值大于零就說明出現(xiàn)了線路故障。

2.2 基于暫態(tài)量的選線方法：

基于暫態(tài)量的選線方式有很多，大概有相關(guān)分析法、小波分析法、相電流特征分析法等。首半波法的原理就是利用零序電壓的瞬時值和正常線路的零序電流瞬時值在第一個半波內(nèi)有相同極性，故障線路零序電流瞬時值在第一個波內(nèi)的極性正好和正常線路相反。相關(guān)分析法就是利用中性點輕消弧線圈接地系統(tǒng)和線路故障零序電流特點進行適當(dāng)?shù)姆治龊瓦x線。相電流特征分析法的原理就是分析線路里面的暫態(tài)電流頻帶，如果線路發(fā)生了故障這個時候暫態(tài)電流特征頻帶值就大于非故障相的特征頻帶值。無功檢測選線法的原理就是計算線路的暫態(tài)無功功率，當(dāng)線路發(fā)展故障時暫態(tài)無功功率應(yīng)大于正常線路，此時所有線路里面功率最大的就是故障線。

3 配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題解決對策

3.1 改造不接地或經(jīng)中高電阻的變電站

湛江廉江供電局目前有2個220kV變電站、13個110kV變電站和1個35kV變電站。其中，經(jīng)消弧線圈接地或不接地的變電站有11個，包括：10個110kV變電站和1個35kV變電站。同時，10kV公用線路138回、線路總長5064.85km、公變4425臺、開關(guān)1012臺，其中自動化開關(guān)522臺。近期湛江廉江供電局接地方式改造計劃如表1所示。

3.2 配網(wǎng)線路單相接地故障選線的優(yōu)化

為了有效降低配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題出現(xiàn)幾率，應(yīng)強化對現(xiàn)代化先進技術(shù)的應(yīng)用。一方面，單相接地故障檢測系統(tǒng)。在配出線出口的位置，需要安裝信號源，在配電線路的初始端以及終端等，加裝單相接地故障指示器，以便對故障區(qū)段進行指示，保證配電線路在出現(xiàn)單相接地故障之后，可以依照指示器的顏色變化，快速的對故障范圍進行明確，及時的對故障點進行查找。另一方面，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的工程自愈系統(tǒng)。通過對配網(wǎng)線路狀態(tài)監(jiān)測以及自愈控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，能夠使用饋線遠方終端FTU成套裝置，在閉環(huán)運行線路出現(xiàn)故障的時候，能夠在第一時間將故障數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C中，以便系統(tǒng)可以快速并且準(zhǔn)確的將故障的位置判斷出來，及時的將解決指令發(fā)出去，直接跳開區(qū)段兩側(cè)斷路器，有效的對故障進行切除，并能夠?qū)⒙?lián)絡(luò)開關(guān)合上，讓非故障區(qū)段的用戶不會受到任何供電影響，從而讓故障能夠得到有效的處理以及解決。

由于湛江廉江供電局配網(wǎng)自動化建設(shè)仍然處于發(fā)展階段，并且隨著日化進程的進一步推進，在今后的發(fā)展過程中，供電局也應(yīng)該結(jié)合實際現(xiàn)狀，制定一套符合現(xiàn)階段發(fā)展的自動化模式。同時，在提高供電可靠性以及客戶滿意度的層面，應(yīng)該從提升線路對故障的分段隔離能力以及減少故障停電事件等方面進行綜合的考量，以保證線路運行的更加穩(wěn)定且安全。在日常運維工作中，各地市局應(yīng)每年開展中壓架空線路防雷運行分析，積極總結(jié)線路雷擊跳閘率，分析雷擊跳閘原因，存在問題等。并且，加強典型雷擊跳閘案例分析，對于年度雷擊跳閘3次以上或雷擊斷線的線路，必須上報省公司，由電科院提供技術(shù)支持，進行原因分析并出具分析報告。同時，應(yīng)該加大對配網(wǎng)巡視以及維護的力度。一般而言，配網(wǎng)防雷裝置運行中是免維護的，裝置故障后直接更換。而對于接地裝置，應(yīng)開展周期性接地電阻測試，此外，配電運行單位應(yīng)在次年4月前完成對不合格接地裝置的整改;對于因地質(zhì)因素或青賠困難等難以整改的接地裝置，可通過延長接地極等方法降低接地電阻。

4 結(jié)語

綜上所述，在電力系統(tǒng)的運行過程中，針對配網(wǎng)線路單相接地故障選線問題，其不僅會嚴(yán)重影響配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性以及安全性，還會對配電設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此，為了可以有效的解決該故障，在今后的實踐過程中，應(yīng)該積極總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，強化對新設(shè)備以及新技術(shù)的應(yīng)用。同時，應(yīng)該加大對故障選線問題的分析，了解問題出現(xiàn)的原因，制定科學(xué)的解決方案，提升供電可靠性，最大程度的減少安全隱患，讓電網(wǎng)運行更加經(jīng)濟且穩(wěn)定。

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收稿日期：2019-09-19

作者簡介：陳歡（1985—），男，廣東廉江人，本科，高級工程師，研究方向：配電。

Discussion on the Problem and Solution of Single-phase Grounding Fault Line Selection Based on Distribution Network

CHEN Huan

（Zhanjiang Lianjiang Power Supply Bureau， ?Lianjiang ?Guangdong ?524400）

Abstract： During the operation of the distribution network， the problem of line single-phase ground fault line selection is the main problem during its operation. This article makes an in-depth analysis of the problem of line single-phase ground fault line selection in distribution networks， and points out that single-phase ground fault matching Based on the hazards of the network lines， based on this， reasonable preventive and troubleshooting measures are formulated to provide effective recommendations for the safe and stable operation of the distribution network.

Keywords： distribution network line; single-phase ground fault; line selection problem; solution