配網臺區異常線損分析

胡 波

（智方設計股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430000）

在當前的供配電網絡中，配網臺區線損異常問題非常普遍，嚴重影響了配電網的供電質量，給企業帶來了巨大的經濟損失，如果不能及時解決配網臺區線損異常問題，不僅會影響企業的經濟效益，還會對企業造成嚴重的負面影響。因此，如何降低配網臺區線損、提升配電網供電質量是當前供配電系統需要解決的重要問題[1]。本文主要對配網臺區線損異常進行分析研究。在實際工作中，要結合配網臺區線損異常現象和原因采取合理措施進行解決，只有這樣才能提升配電線路的供電質量，提升企業經濟效益。

1 配網臺區異常線損的概念

配電網線路的正常運行狀態和短路故障主要是由于電力系統中存在大量不等序弧而引起。在三相電路的情況下，當發生單相接地時，會造成絕緣子串形成一個小電感，同時也可能產生另一個大電容[2]。如果出現了兩相或兩線接通，而未裝設避雷器或者安裝有缺陷、斷線以及短路故障，由于配電網中存在大量不等序弧導致線路在跳閘的過程中會引起三相電壓不平衡現象發生；當三相電壓不平衡，線路的絕緣老化，導致其跳閘；在發生兩相短路時或相間故障時，如果配電網中存在一些不可避免的因素（如外部環境、人為操作）會引起上述情況。當發生單相接地故障時，會造成三相電壓不平衡，在這種情況下，線路中的絕緣子串可能產生短路或者是接觸不良等，而這些問題都將導致發生閃絡現象。所以，需要對配電網運行狀態進行分析來識別和判斷是否出現了一相或二類極端接地故障以及異常線損源位置；同時也要根據相關規定判別出異常點，并做出相應處理以保證電力系統穩定運轉，對配電網異常線損進行準確檢測。

2 配網臺區異常線損的影響因素

2.1 配電設備原因

由于在高壓下運行，線路出現了短路、斷線等現象，導致絕緣子老化和破損以及相間金屬導線產生接地電流時發生跳閘問題，造成絕緣子表面開裂或者鐵損。導致母線上發生銅與金接觸不良情況的原因主要有以下幾種：一是檢修人員沒有按照要求進行操作而引起設備故障或帶電部分接地異常；二是檢查工作不夠細致。同時，配電設備絕緣子老化。由于絕緣子發生了破損，從而導致線路電壓降低，產生相間短路，形成“孤島”現象，或者是設備運行時受到溫度變化而引起的損壞或過熱等原因[3]。此外，配電變壓器套管存在著接地故障、雷電過電流和自然放電問題，油質異常等因素也可能會造成繞組上出現局部開弧、接觸不良及絕緣子表面破損等情況。

2.2 變壓器原因

變壓器的接頭處由于絕緣老化，導致鐵心及其他金屬發生氧化作用，造成短路。在配網系統中運行時出現過電壓、跳閘開關等故障引起的相間異常和單相接地故障也是產生異常線損最常見的原因之一；另外，還有運行人員操作不當以及設備安裝錯誤而產生誤相或斷開三相負荷回路引起的接地點未形成有效電弧等因素，導致變壓器絕緣老化，從而造成線路及其他電氣裝置過熱或者短路。配電變壓器的接地故障也是引起線路異常線損最常見的原因[4]。在實際工作中，由于電力系統存在著中性點不敷設避雷器等設備，因此發生了相間短路和單相接地兩種形式的斷路事故；電纜損壞以及跳閘開關，導致三相負荷對稱運行時產生的故障接地電流也是引起配網變壓器常見的問題。

2.3 電磁損耗

在配電網線路的正常運行時，會產生電磁感應。當設備、導線以及通信電纜等發生故障時，就有可能引起各種電氣元件和負載之間出現不同程度或不均勻的物理變化，這些都會導致電力系統中各個部分受到影響。由于分布式電源接入引起變壓器內部電流增大而使電壓降低，同時由于安裝了大量電子儀表與配電線路進行連接，所以也會產生電磁感應現象，這些都會引起線路的損耗。而在配電網中，由于分布式電源接入導致內部電流增大，所以就有可能出現電磁感應現象，這種情況下產生了較大的影響電壓；同時也使得電力系統發生故障時無法進行正常供電或者是不能得到及時處理所造成損失等問題，另外一種就是變壓器中性點接地電容以及輸電線絕緣被破壞而引起損耗等問題。對于配電網中的電磁暫態故障，主要是由變壓器中性點接地以及饋線、引下線產生問題引起，而在這些影響因素下導致的損耗大小與絕緣材料和電流之間存在著一定程度上的關系。

2.4 負荷分布不均勻

在配電線路中，配網臺區線損異常的現象很容易受到負荷分布不均勻的影響，因此，在配電線路中，要重點分析負荷分布不均勻的問題，通過對線路中的配變負荷進行統計和分析，以此來掌握配電線路中臺區線損異常的現象。由于配電線路中的配變數量較多，如果負荷分布不均勻，就會造成線路負荷不平衡問題的出現，從而影響到電壓質量和電流質量，造成供電電壓過高或過低現象。而配網臺區線損異常問題則會對電壓質量造成影響，還會影響到電能質量。除此之外，還要根據用戶用電的實際情況來對線路負荷進行計算，以此來確定配變容量和配變位置。

2.5 線路負荷較低

根據配電線路的負荷大小和運行方式，可以將其分為兩種類型：一種是長時間處于低負荷狀態，另一種則是短時間處于高負荷狀態。這兩種類型的線損情況也會存在較大的差異。其中，長時間處于低負荷狀態，其主要表現為配變的實際載流量低于額定載流量，這就導致了線損問題的出現。同時，如果用戶長時間處于低負荷狀態下運行，那么在供電過程中，電流會在電壓的作用下發生改變，這就會導致電能損耗問題出現。從目前來看，大部分配電線路的負荷較低，在供電過程中主要表現為配變實際載流量低于額定載流量。因此，在這一前提下，就會導致配變實際電流過小，這不僅會增加線損問題出現的概率，還會嚴重影響電力系統的正常運行。

2.6 臺區計量裝置安裝不合理

臺區計量裝置安裝不合理，主要是由于計量裝置安裝位置不當，造成計量裝置誤差，同時也會導致臺區線損異常。這一問題出現的原因主要有以下幾個方面：一是在安裝配網臺區時，沒有根據實際情況進行安裝，造成安裝位置不準確；二是在臺區安裝時，沒有將線路負荷參數考慮在內，導致配網臺區的線損計算不準確；三是在對配網臺區進行檢查時，沒有根據實際情況對其進行逐一排查，從而導致有一部分線路沒有被排查出來；四是在安裝配網臺區時，沒有根據實際情況來對計量裝置的電流、電壓進行全面檢查。針對上述問題，需要在安裝配網臺區時結合實際情況來對其進行綜合考慮，這樣才能提升計量裝置安裝的合理性。

3 配網臺區異常線損識別存在的問題

3.1 相鄰臺區線損率的此消彼長

在配網運行過程中，線路故障會造成配電網不正常的跳閘、停運，從而導致整個系統停電；同時由于設備損壞或人為操作誤入等原因也可能引起異常電弧事故，例如：斷線。當出現短路時對三相負荷進行識別和分析是有必要且實際可行。但由于各種因素的影響，計算量綱較大而且誤差很大，所以通常采用人工方法來確定故障類型以及確定主要的損傷模式，從而實現可靠性預測及絕緣水平判別技術提高配電網運行安全系數。另外，由于人工神經網絡的局限性，在故障識別時往往需要對大量數據進行訓練以獲得所需信息，因此，應采用基于特征提取與BP 神經網絡相結合的配網異常線損預測方法[5]。

3.2 同一臺區在一段時間內出現較大的線損率變化

在配網線路的運行中，由于存在著很多不穩定因素，如：電力系統故障、人為操作以及設備老化等原因。當出現異常時往往會導致整個線損識別不準確，為了能夠準確地對異常進行區分和分析，降低此類問題的措施方法是十分重要的。另外，針對不同類型臺區，要選擇合適的型號及容量大小來進行檢測、判斷是否需要更換新的繼電保護裝置也是非常必要的，同時還要根據相關的檢測數據進行綜合分析。配網線路中的異常主要是指變壓器、斷路器等故障，這些都是引起配電網出現較大變化的因素。所以，在對其進行識別時可以考慮以下幾種方法：分析歷史數據、利用現有設備和技術手段判斷是否存在著不穩定因素、通過現場調查來獲取原始信息并加以篩選處理后獲得相關結論或建議措施。

3.3 臺區線損率在短時間內出現較大的波動

配電網發生的異常是指當線路出現短路、斷相以及接地故障后，導致其跳閘，造成整個網絡崩潰，影響正常供電。由于各種原因引起的停電事故占電力系統總發熱量最大比重，在長時間內（5-10 年）會使絕緣子損壞或老化嚴重，而產生大量污閃和相間電容等缺陷；同時也有可能發生變壓器油氣腐蝕、線路短路或者是其他異常情況導致內部斷線及單相接地故障，造成跳閘開關誤動作等故障。由于配電網絡的絕緣子老化，導致線路短路或跳閘。在發生故障時，因為絕緣子表面污穢引起的接地電流會使母線電壓升高，當出現了相間電容型過流而造成單相接地體損壞后就可能產生兩相諧波等問題；另外，也有部分原因是變壓器中性點直接接通，而間接性接觸不良引起的單相接地異常導致兩相諧振，從而產生了多分件故障。

4 配網臺區線損異常問題識別及解決措施

4.1 平衡相鄰臺區線損率

由于配電線路在三相負荷之間的絕緣程度不同，其相對于中性點和相鄰兩點間發生跳合，引起兩相接地短路故障。當電網中存在單側相間諧波時（即單側相）會產生相間閃絡、接地過流以及雙回線等不對稱斷路上的短路，這就要求對配網進行分段檢修來確定各段母線上是否需要切除或者切除其他部分，同時還應考慮相鄰絕緣程度不同而引起的斷相接觸點處電流變化情況。在配電網中，由于線路上的絕緣程度不同，導致相鄰兩相接地電流也存在差異，為了保證電力系統處于正常狀態下以及避免短路情況對配電設備和用戶產生影響等原因，可將三相不平衡相切除或進行重合接法來實現，對于單側電源可采用對稱故障分析方法確定各相是否需要分段檢修、分段后檢查各點斷路器有無問題及絕緣度判斷出是哪個母線上的故障，然后再通過計算電流值求出線損。

4.2 減少同時段線損率的波動

在配電網發生異常的時候，由于各臺區出現故障所引起線路跳閘，導致其他臺區無網損，當某一處線路因為有短路而斷電時造成另一處三相負荷不平衡或單相電壓超過系統要求分壓，此時需要對該區段進行絕緣處理。為了防止此情況持續發展下去，可以利用人工識別手段來實現異常線的定位和分析，并結合故障類型判斷是否存在故障；同時還可通過異常重合閘、接地自動切除等方式有效減少停電范圍，在異常情況下，還可以對三相負荷進行識別，并結合故障類型判斷是否有單相短路，避免在同一時刻發生線路的斷線，通過人工分析和計算將配電網中某一元件切除后，可能引起相間短時電流增大，而導致跳閘等風險事故。

4.3 加強配電線路的基礎建設，提高配電網供電能力

為了提升配網臺區線損的管理效果，需要加強配電網基礎建設，比如提高配電線路的絕緣性能、加強電力線路的防盜裝置等，從而降低配電網的故障率，避免線路運行過程中出現故障。另外，還要在電力線路中安裝先進的儀器設備，以此來提升配電線路的檢測能力。

4.4 加大對用電客戶的管理力度

供電企業要嚴格按照相關規定對用電客戶進行管理，對有竊電行為的用電客戶要及時進行處理，避免出現線損異常問題。另外，供電企業還要做好電量計量工作，加強對計量裝置和采集系統的檢查和維護工作，使其可以正常運行。同時還應該在用電客戶中開展反竊電活動，使其能夠及時發現竊電行為，并將其制止。

4.5 建立科學合理的線損管理機制

供電企業要建立科學合理的線損管理機制，設置專門的線損管理部門，并配備專業人才來加強線損管理工作。另外，還要定期開展線損分析和討論活動，結合實際情況來制定出更加有效的線損管理措施。

5 總結

配網臺區線損異常問題給供電企業帶來了嚴重的經濟損失，為了降低配網臺區線損，供電企業要全面掌握配網臺區的供電情況、設備運行狀況、用戶用電情況等，對配網臺區線損異常進行準確的判斷。當配網臺區線損異常時，要對問題進行全面分析，明確問題的原因和性質，然后再采取有效的解決措施。只有這樣才能有效降低配網臺區線損率，提升供電企業的經濟效益和社會效益。