配电线路单相故障分析与处理.docVIP

精品论文 参考文献 配电线路单相故障分析与处理 高杰 　　（江苏省电力公司徐州供电公司 江苏 徐州 221000） 　　摘要：10kV配电线路发生单相接地或单相断线都会造成母线电压不平衡，由于未专门设置零序保护，只能依靠调控人员的判断去处理，若判断不准将造成不应有的损失。本文基于电路理论分析配电线路发生单相接地、单相断线后系统电气量的变化规律，从中找出两者区别，并针对调度运行工作提出相应的处理措施，对于准确地判断和处理这两类故障具有一定的指导意义。 　　关键字：配电线路；单相接地；单相断线 　　1 引言 　　电力系统中性点的运行方式主要有直接接地和不接地（包括消弧线圈接地）两种。10kV配电系统位于电力系统末端，担负着为用户直接供电的重任，为提高供电可靠性常常采用中性点不接地的运行方式。但在实际应用中，电网监控人员经常监视到10kV母线电压不平衡现象。 　　10kV配电线路分布面广。总长度长、运行环境复杂恶劣，单相接地和断线故障时有发生，是造成10kV母线电压不平衡的主要原因，并导致母线侧PT三角开口电压升高，严重威胁供电的安全性和可靠性。当PT开口电压值达到电压继电器整定值时（一般为20~30V），继电器动作，发出接地信号。由于10kV线路未设置专门的零序保护，在继电器发出接地报警信号后，只能依靠调控人员的判断来处理故障。若接地和断线分辨不清，判断不准，将会造成不应有的损失，甚至扩大事故影响范围。因此，正确区分10kV配电线路单相接地与单相断线有重要的实际意义。 　　2 配电线路单相接地时电气量分析 　　图1 单相接地等值图 　　为简化分析，假设10kV配电线路仅有一条出线，忽略线路压降及对地导纳支路的影响，电源为理想电源，幅值U=E，星形接线，中性点N不接地，负荷侧为对称的三角形负载，阻抗大小为Z。等值电路如图1所示。 　　图2 配电线路单相接地电压向量图 　　10kV配电线路A相接地时，故障点处三相电压向量如图2所示。故10kV配电线路发生单相接地时，接地相对地电压降为0，非接地相电压升高为线电压，PT三角开口电压U达到电压继电器动作条件，发出接地信号。 　　3 配电线路单相断线时电气量分析 　　图4 线路单相断线时电压相量图 　　显然，非断线相B、C的电压幅值降为相电压的0.866倍，断线相A的电压幅值升为相电压的1.5倍。PT三角开口电压值同样达到继电器动作条件，继电器发出接地信号。由于10kV配电线路不止一条出线，线路对地电容的容抗一般不为0，接地点会在发生变化，配电线路单相断线时，断线相相电压会有所降低，最低降为相电压的0.866倍。 　　特别指出当断线位置在PT安装位置之前，则电网遥测数据中断线相的相电压数值为负荷侧的电压值，由图四中相量图知其范围为相电压的0~0.5倍。对于一般架空线路而言，对地电容很小，断线相电压值接近于0，这种断线故障最易被误认为单相接地。 　　4 单相接地与单相断线的区别及处理方案 　　10kV配电线路单相接地与单相断线最主要的区别在于相电压的变化。单相接地时系统相电压一相降低，两相升高，但线电压保持不变，对于用户供电基本没有影响，按照规程规定可以继续运行2小时。单相断线时系统相电压一相升高，两相降低，破坏了系统的对称性，缺相运行极易烧毁电动机、降低电能质量及供电可靠性，直接影响对用户的供电，继续保持线路运行已经没有意义，需要立即拉路。 　　4.1单相接地处理方案 　　造成单相接地的原因大致有：配电变压器台上的熔断器绝缘击穿，导线断线落地或搭在横担上，导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上，因风力过大，导线与树木刮擦，配电变压器高压引下线断线搭落在横担上，鸟害，绝缘子、避雷器等绝缘击穿，同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上，漂浮物（如锡箔纸、铁丝等）及其它偶然或不明原因。 　　当10kV配电线路发生单相接地时，监控人员应及时汇报调度员并做好记录。调度员下令给监控人员进行拉路，一般可以通过逐条试拉找出接地线路。试拉时要遵循以下原则：先拉架空线路，后拉电缆线路；先拉分支多线路，后拉分支少线路；先拉较长线路后拉较短线路；先拉负荷轻的线路后拉负荷重的线路。当拉开某条线路时，系统接地信号消失，则该线路就是发生单相接地的线路。找出接地线后，调度员应立即通知变电运行人员到站检查设备，并通知配电运维人员巡线，通知高压用户检查站内设备。在系统未发生谐振前，接地线路一般仍可以继续运行2小时。 　　虽然10kV配电线路单相接地时允许继续向用户供电，但这时非故障相电压会升高，很可能击穿绝缘薄弱点，从而引起两相接地短路故障，对电网设备造成损坏。因此，需要在较短时间内消除接地故障。对于较长线路，为了能及时隔离故障点，可以采取分段试拉判断法将后段线路分段开关