配网自动化技术在10kV线路故障处理中的运用 李燕雄

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:李燕雄
[导读] 摘要:我国主要的配电网供电线路是10kV配电线路,因此其供电的稳定性与持续性是我国社会、经济发展的重要保障。
        广东电网有限责任公司惠州博罗供电局杨侨供电所  广东惠州  516100
        摘要:我国主要的配电网供电线路是10kV配电线路,因此其供电的稳定性与持续性是我国社会、经济发展的重要保障。本文分析了10kV配电线路故障类型,并讨论了配电自动化技术在其故障处理中的应用,为供电企业的故障修复提供一些参考。
        关键词:配电自动化技术;10kV线路;故障处理
        现阶段,配电网自动化技术已广泛应用于配电线路中。配电自动化技术可以强化对配电网的监测、控制,并能及时排除故障,能有效提高配电网运行的稳定性,不仅能提高供电公司的供电质量,同时还能满足现阶段社会日益复杂的用电需求。提高配电自动化技术在10kV配电线路故障处理中的应用率,对提高10kV配电线路的安全性与可靠性是十分重要的。
        1 10kV配电线路故障分析
        1.1 短路故障
        引起10kV配电线路短路故障的因素有很多,比如鼠害、鸟害、高空异物等,此外,风沙天气会把一些杂物(带有铝箔的塑料纸、废铁丝等)吹至线路上,从而造成10kV配电线路导线短路或接地。在夏季,尤其是在农村位置的10kV配电线路,会与周围茂盛的树木混在一起,当雷雨天气时,树木容易会被雷击或被风吹断,导致树枝落在导线上,从而引起短路故障。
        此外,人为引起的短路故障,也是10kV配电线路经常碰到的故障问题。由于我国公路事业的快速发展,很多偏远地区也已接入我国公路交通系统中,部分车辆在乡下行驶时超速、违规驾驶,从而导致车辆撞毁电线杆、超高车辆碰断导线等事故频频发生。
        1.2 设备故障
        10kV配电线路会配备包括配电变压器、避雷器、熔断器、断路器、隔离开关等设备,这些设备本身出现故障会导致10kV配电线路失去保护机制,从而容易受到破坏。
        此外,在10kV配电线路施工、修建的过程中,设备的安装质量不合格,比如导线、线夹处连接不牢固、绝缘子安装不合理,导致10kV配电线路在一段时间的运行后发生故障。
        1.3 运行环境的影响
        10kV配电线路受运行环境影响产生的故障体现在两个方面:
        第一,环境污染问题。部分企业、尤其是化工企业,其生产所排放的气体不达标,产生一些粉尘、或腐蚀性的气体,当这些物质附着在配电线路上时,不仅会腐蚀导线外皮、腐蚀架体等金属构造,同时还会引起线路短路故障,从而导致线路越级跳闸,给10kV配电线路带来不稳定因素。此外,部分粉尘附着在绝缘子表面上时,会增加绝缘子的导电性,导致线路出现闪络故障,降低线路运行的稳定性。
        第二,用户电气设备运行不够规范,安全系数较低,是供电企业难以解决的一个问题。一部分用户配电室设置不科学、不合理,同时缺乏有效的管理,甚至一些配电室兼具杂物室的功能,另一部分用户的配电设备老化、绝缘状况差,没有专业的电工进行定期维护,进而导致配电线路故障。
        1.4 设备管理的影响
        配电网设备管理对故障的影响主要体现在两方面:
        其一,10kV配电线路电缆管理中存在问题。由于对10kV配电线缆管理的重视程度不够,导致线路运行后线路建设图纸丢失、部分电缆线路的标识缺失,电缆线路接头出绝缘处理缺乏依据等问题,给线路后期的维护运营造成了很大阻碍,难以进行及时的修复,从而影响了电缆的安全运行。同时,线路设计图纸的丢失也是造成地下线缆被挖出的主要原因。此外,由于后期线路巡视人员工作不认真,巡视不到位,导致线路中潜在的危险难以被察觉。这些都是10kV配电线路电缆管理中存在的问题。
        其二,私自接线现象严重。由于10kV配电线路覆盖面较广,部分偏远地区缺乏管理,导致私自接线现象严重,严重危害线路安全。


        2 配电自动化技术在10kV配电线路故障处理中的应用
        2.1 运用录波仪进行快速故障定位
        录波仪是一种针对电力系统故障检测而开发的便携式瞬态信号记录仪器。录波仪不仅可以显示短路故障,还可以检测单相基地故障、相间短路故障,同时具备丰富的软件组件,能进行图形分析、组合运算,有效值计算、功率分析、三项对称性分析、频谱谐波分析、非线性分析等。当线路故障后,使用录波仪可以检测故障位置的指示电流,对故障处的电力系统进行试验以及瞬态信号分析,同时能隔离不同的模拟通道,同时避免试验中不同点位点的连接问题导致二次故障的发生。通过录波仪对故障的分析,可以快速并且准确地确定此处配电网的故障原因,帮助抢修人员提高维修效率。
        2.2 馈线自动化技术
        传统的10kV配电线路通常采用的是柱上开关断路器,并采用负荷开关,因此其断路器可以分断故障电流和负荷电流,负荷开关可以分断负荷电流。然而,这两种设备都无法自动切断故障部分,都需要手动配置。虽然传统的10kV配电线路故障隔离成功率较高,但是容易引起大面积停电,隔离故障的馈线出线开关需要多次开合,因此会导致多次停电,此外,维修人员排查故障时还需要有人专门负责开合闸,降低了维修效率,也难以实现正常监控。
        现阶段的馈线自动化技术的核心是馈线自动化开关,主要有以下几种常用的馈线自动化开关:
        其一,智能柱上断路器,它可以根据馈线的实际情况,配置其自动控制单元和保护单元,同时完成切断短路电流、负荷电流、零序电流的工作,还可以配合过流保护箱进行重合闸的保护工作。智能柱上断路器需要安装在馈线干线和支线上。
        其二,智能柱上负荷开关,通过在负荷开关上添加自动化控制单元实现自动化的,能切断负荷电流、零序电流,同时也可以根据实际情况配置成电流型或电压型。除此以外,智能柱上负荷开关还能实现有压延时合闸、无压延时分闸功能,因此可以自动隔离故障区。智能柱上负荷开关一般安装在馈线干线和支线上。
        其三,分值用户分解断路器,它可以根据实际情况,调节保护值、通过与馈线、干线上的额断路器配合,可以自动切除用户侧相间短路、单相接地等故障,减少上一级设备、线路的跳闸,这样可以极大减少停电范围。
        其四,馈线自动化智能控制器,它能将断路器、重合闸、负荷开关等多个设备连接起来,并对各设备的参数进行控制,同时能实现多方信息交互。馈线自动化智能控制装置也可以起到过电流保护、速断保护和零序保护等功能。
        对于10kV配电线路来说,应根据现实情况,合理选择不同的自动化开关。这样不仅能保证对10kV馈线实现动态监控,同时还能利用故障隔离分析技术,强化设备与变电站之间的保护功能,尽可能避免变电站出线开关的跳闸,提高故障排查效率,减少符合开关的闭合次数。
        结束语
        在10kV配电线路故障处理中,应用配电网自动化技术是供电系统稳定运行的重要保障,也是未来配电网故障处理的主要手段。因此,应进一步加强配电自动化技术在故障处理中的应用水平。
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