10kV配電線路單相接地故障分析

付加順 范海龍 金成日 于凱 白東平

摘 要：現階段，我國的10kV配電系統一般用中性點不接地形式運轉，在電力系統中，經過大量的現場數據統計證明，單相接地故障在所有電力系統故障中所占比重最大，因此，為了保障整個配電線路的穩固和安全，必須采取有效、合理的對策。本文簡述了10kV配電線路系統故障分析及應對措施，以降低此類故障發生的概率，提升電能質量。

關鍵詞：配電網;單相接地;故障測距

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.169

0 前言

隨著電力系統的不斷地發展過程中，10kV配電線路系統逐步成為電力系統中的重要組成部分，而且10kV配電線路涉及范圍比較大，因此，在電力系統所有發生的故障統計中，單相接地故障統計數量占所有故障數量的五分之四左右。因此，在電力系統故障的時候快速對故障位置進行定位，盡快的找到故障地點，排除故障，恢復供電，成為首當其沖的重要應對措施，目前的故障定位方法越來越制約電力系統故障排除的效率，本文對單相接地故障定位方法進行了簡單地闡述[1-2]。

1 10kV配電線路系統故障定位的研究意義

在10kV配電網中，發生單相接地故障的概率占總故障概率的五分之四左右。按照規定，假設產生單相接地的系統故障，該系統依然可運轉1～2小時，為保障了供電的安穩性。然而，10kV配電網所處的地理環境復雜，一般采用單電源輻射性供電，總體長度長，配電線路分支較多。如果10kV配電網發生單相接地故障。傳統的定位措施依托人工檢測，操作人員對線路沿線的系統故障點進行檢測。這不但耗費了大批人力物力，而且延長了停電時間，給用戶帶來巨大的不便，降低了供電的安穩性。因此，迫切需求一種快速的系統故障定位技術。

2 10kV配電線路系統單相接地故障定位

目前，當產生單相接地系統故障時，產生的短路電流很小，三相間的線電壓保持對稱，對負載電源沒有影響。因此，一般來說，它允許繼續運行1-2小時。在此時期，其余兩項對地電壓都要升高，為了避免系統故障進一步擴展，就應該及時發出信號，工作人員必需盡快查明短路線路和短路點，以便采取相應對策解除故障，恢復系統正常運行。

由于對系統的安全性不會構成嚴重影響。一直沒有受到足夠的重視，線路系統故障后，基本上沿線路找出系統故障點。但是線路故障會造成對用戶的供電中斷，快速的故障定位將使用戶的停電時間大大縮短，減小停電造成的損失。所以更有效的故障定位方法、供電恢復方法以及高質量的用戶服務是供電部門未來的工作目標。

單相接地故障定位主要包括三部分：（1）進行系統故障選線;（2）確定系統故障區段或分支;（3）確定系統故障點。目前，10kV配電網單相接地系統故障定位措施按原理能夠分為阻抗法系統故障定位、注入法系統故障定位、區段查找法系統故障定位、智能法系統故障定位和行波法系統故障定位。

2.1 單相接地故障行波定位

行波定位方法有兩類，一類是先手工向故障系統發送脈沖信號，然后捕捉由故障點反射回來的行波，從而找到故障點。另一類是通過檢測系統故障產生的行波進行雙端或單端故障定位。10kV線路結構復雜，分支較多，確定故障區段難度較大，對于故障點定位將更加困難。C型行波法是離線系統故障定位。關于此類線路發生的單相接地故障，該措施不受信號故障時行波信號強度的影響。在進行故障定位時可反復判斷。當一個接收信號明晰的剖析和系統故障點位置，又能再次發一個行波信號范圍，該措施在對10kV配電網單相接地故障定位有一個巨大的優勢。故該方法具有靈活，經濟，可靠性高等優點。

2.2 行波定位方法分析

該方法具有精度高、速度快等優點。A型行波定位辦法是采納單端定位;B型行波定位辦法是采納雙端系統故障定位;C型行波定位辦法切除系統故障段后在單端通過人工注入脈沖信號定位;D型行波定位辦法是采納電流脈沖定位。

2.3 各種行波定位方法特點

A、B、D型行波定位方法均屬于在線定位方法，因而它們都具有實時特性，故障反應靈敏，相比較而言，A型行波定位方法裝置簡單，投資最低，但是相對缺點是行波在折反射過程中產生很大的衰弱，對檢測產生很大的干擾，甚至難以區分是故障點還是其他的波阻抗過渡點。B型行波定位只需要準確的檢測首個反饋行波就能夠確定故障點的位置，信號幅度較大，容易識別，分析計算也比較簡單，缺點在于，需要在線路的兩端裝設檢測設備，而且設備造價較高，準確性要求也更高一些，還需要GPS系統使時鐘同步，相較其他方法來說，投資巨大，性價比不高，實用性差。

由于故障發生與電網結構，故障原因，線路狀況等因素有關系因而它的時刻是不確定的，如果在電壓過零處附近發生單相接地故障，在該點電壓行波變化平緩，產生的電流小，很難檢測到行波。此時較大誤差將會進入A， B型行波定位方法使故障定位不準確，甚至會失效。而D型行波定位方法可以解決A、B行波的不足。

C型行波定位是離線定位，故該定位方法和故障所產生的行波強弱關系并不相關，而且在故障定位時，可以進行多次實驗，以取得比較準確的結果，同時由于故障線路已經隔離，安全性高，時間要求不算嚴格，檢測的時候之需要一條一條的線路進行檢測就好，不用事先在線路上裝設固定裝置，投資低，實用性強。

3 結束語

10kV配電線路系統單相接地故障雖然在選線技術得到了突飛猛進的發展，但是在中性點非接地系統或者弱接地系統中，單相接地故障的精準定位是至今沒有得到很好解決的難題。因此，仍需沿線路手動搜索故障點。伴隨配電網結構復雜、分支增多采用人工巡線的方式，這需要大量的人力和物力。而且造成長時間停電問題，給配電網供電的平穩性造成嚴重的影響。另外在發生災難性事件，惡劣環境下尤為困難。故傳統人工方法已無法滿足配電網發展的需要，因此，本文提出了一種行波理論的系統故障定位措施，由于C型行波測距是在其它實時定位的方法中無法完成的;同時由于這一方案不需要在每一條線路上都安裝設備，極大的節省了一次性投資。

參考文獻：

[1]梁保球.電力系統10kV配電線路安全運行維護措施分析[J].技術與市場，2018，25（11）：213-214.

[2]葉永圳.10kV配電線路常見故障原因分析及防范[J/OL].中國戰略新興產業.

作者簡介：付加順（1984-），男，吉林琿春人，?？?，工程師，研究方向：10kV配電網線路斷線分析。