（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000）
摘要：配电是电能供应重要环节,在供电系统占主导地位。很多电网都采取放射式供电,为了适应用电需要,应不断引入新技术和新手段,尤其是在线路故障处理方面,更要借助现阶段得到广泛关注的自动化技术及其配套设备。因为线路故障会造成大范围停电,不仅影响用户正常用电,又影响企业经济效益。
关键词：10kV；配电线路；故障分析；自动化技术；应用
1、10kV配电线路特点
10kV配电线路的结构一致性比较差,有的显示为放射状,一条线路的每个分支上,与几十或者上百台变压器连接,有的是用户专线,只连接一个或者两个用户,类似输电线路。有的线路长,有的线路短。有部分线路是110kV变电所出线,也有部分是220kV变电所出线。有的线路配电变压器有上千千伏安,有的最大是100kVA。10kV配电线路是一种高压配电线路。通常,农村地区、城市远郊地区使用10kV配电线路是架空线路。为保证城市核心区域的安全,主要使用电缆线路。10kV配电线路,点多、面广、线长,并且接线方式难度大,出现故障的概率较大,影响生产和生活用电。10kV配电线路路径复杂,容易受外部因素的影响,设备自身的质量存在差异,供电情况繁杂,不能直接面对用户端,影响正常运行,由此常出现各种故障,并且故障原因复杂。
2、10kV配电线路常见的故障类型
2.1自然灾害造成的故障
线路会发生故障的原因有很多，其中自然原因占有很大部分，特别是雷电天气、大雨冰雹和霜冻等自然灾害，其对线路造成的伤害可以说是非常严重的。其中雷电天气时发生的雷击很可能会把电线击穿断线或者烧毁等等，使得配电器当场报废。电器设备缺乏保护措施和保护技术会使得线路发生故障，这时候快速的抢修效率是非常重要的。
2.2配电设备问题引起的故障
绝缘子破裂，绝缘子破裂会使配电线路异常接地，亦会由于破裂造成绝缘子过脏产生放电、降低绝缘电阻等，另外跳线还可能烧断搭在铁担上酿成事故。配变出现故障或操作不当也会造成线路短路，另外户外杆上的一些油开关设备过于老旧，也会导致配电故障的产生。
2.3人为因素造成的故障
多数都是交通故障或者施工建设等等。在工程建设施工环节，因为人员操作不当而直接触碰杆塔而导致其发生故障问题，或者地下开挖造成的线路损坏情况，道路两侧电杆因为车辆碰撞而出现断裂的问题。
3、自动化技术在10kV配电线路故障中的应用
3.1故障定位自动化
故障指示器是实现故障定位自动化的基础条件一般是在架空线与电缆的上方设置故障指示器。此外,故障指示器还可以与开关柜联合应用,其作为显示故障电流通路的一种机器,在进行故障定位与修复的过程中,故障指示器又可以是具备指导功能的自动化装置。同时,基于显示短路故障,随着装置的不断改建,装置技术水平有了显着的提高,故障定位自动化可以对单相接地与相间短路等其它线路故障进行检测,在分支点与用户进线的位置设置指示器,即可实现故障自动化检测。在发生短路与接地故障后,通过应用新装指示器,及时、准确定位故障的发生位置,扩大故障检测的范围,了解故障对整条线路或系统的具体影响。在检测区域,如果存在故障,指示器会出现灯光一直闪烁的现象。此外,指示器还可以应用在故障与电流信号的处理及收集中,并将收集与处理后的信号通过光纤或无线的传输,将信息传输到通讯终端,再由调度中心发出指令,负责维修线路故障的工作人员在接到指令后立即赶到现场开展维修作业。这样一来,不仅使故障定位的速度得到了大幅度的提升,还相应的减少了故障排查的时间,进而缩短了故障停电的时长,为供电的可靠性与稳定性,提供技术保障。
3.2馈线自动化
3.2.1智能断路器
按要求配置保护单元与控制单元, 通过对零序电流、短路电流与负荷电流的切断, 和带时限过流保护实现良好配合, 从而为重合闸提供有效保护。智能断路器可在馈线干线或支线上安装。
3.2.2智能负荷开关
在通用负荷开关上加设自动化控制单元, 使其可对零序电流与负荷电流进行自动切断, 也可根据实际要求配置成电压型负荷开关或电流型负荷开关。另外, 智能负荷开关还能发挥无压延时分闸与有压延时合闸等新功能, 有利于对故障进行自动隔离。
3.2.3分支用户分界断路器
按要求在整定保护定值的基础上, 充分结合自动化断路器和出线断路器, 自动切除单相接地与用户侧相间短路等故障, 以此避免上级线路与设备因故障跳闸, 有效缩小停电范围。
3.2.4智能控制器
该控制器由三部分构成, 分别为负荷开关、链接断路器与重合闸, 在完成控制参数的配置以后, 可支持多种通信方式, 并提供多种多样的保护功能, 如零序保护和速断保护等。
3.3利用远程遥控处理线路故障
很多电力企业目前已加入了遥测、遥控、遥信的远程通信管理方式,该方式是指开关设备与馈线终端单元(FTU)集成,使之成为一个集传输、采集、控制功能于一体的智能型装置。将此装置与计算机控制中心相连接,便可进行实时通信,以远程遥控方式进行集中控制,当线路发生故障时,通过远程监控,可以一次性完成对故障的定位、隔离、恢复供电,以此来规避短路时电流对配电线路及其设备的冲击。
根据县级供电企业的发展现状,结合配电线路自动化运行的可行性、经济性要求分析可见,利用故障指示器处理线路故障时,虽然具有简单、有效等优点,但其所造成的停电时间较长、供电恢复比较慢,经济性要求难以满足,不建议选择。利用智能开关处理线路故障在目前供电企业中的应用也比较广泛,其能实现故障就地隔离、缩小停电范围,也无需使用其他通信手段,只通过重合器的多次重合及保护动作时间的配合,便能对线路故障进行故障定位、隔离与恢复过程行自动定位、隔离,进而恢复供电,完全达到了按照规定的程序或指令自动进行操作或控制的要求,实现了“快、稳、准”的自动化目的,此种方式比较合理、经济的,可以推广应用。而第三阶段利用远程遥控处理线路故障属于智能化技术,其虽然比自动化技术更先进,但由于其要依靠通信才能运行,且装置结构较复杂,存在有一定的局限性,因此,应该研究基于无线通信的远程遥控装置,才能保证远程遥控的应用效果。
3.4迅速恢复供电的设计
通过实例分析,探讨在架空线路集中智能模式下迅速恢复供电的设计 ⑴可靠性预测模型。配电线路发生故障后,事件的模拟顺序为 :1故障。发生故障,开关跳开,隔离故障 ;2上游恢复供电。将故障的上游分段打开 ;3下游恢复供电。因上开关断开,其他部分仍然失电,便可通过关合联络开关为下游恢复供电 ;4检修。排除故障,将配电线路自动化系统恢复到故障前的状态。
⑵两级恢复供电。如图1所示,当故障发生后,馈线开关断开,馈线上所有用户被停电,若将上游第1个手动开关打开,A段和B段便能恢复供电,但要使A、B段同时恢复供电,便需要较长的时间。基于上述因素的制约,便可选择两级恢复供电方案 :将上游第1个自动开关开断,让A段快速恢复供电,此时B段仍是停电状态,等待手动开关断开后,再合上自动开关,便可使B段恢复供电。这种方案中,A段恢复供电快速,B段恢复供电较慢,但两段都实现了在故障排除前恢复供电,同样的原理,在下游线路中也可使用两级恢复供电方案。
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图1 两级上游恢复供电
结论
配电室电力供应的重要组成部分,在供电系统中占据主导的地位。纵观当前我国电网运行的情况,发现很多地区的电网以放射式为主要的供电方式。综上所述,在10kV配电线路故障处理中,通过应用自动化技术,缩短了故障的查找、诊断与处理的时间,对配电的运行状态进行控制与监测,确保其运行的可靠性与稳定性。
参考文献
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[2]官宝金.10kV配电线路改造过程中需解决的问题[J].黑龙江科学,2018(12).
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