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摘要:目前我国配电网中,大多数依然采取的是中性点非有效接地的方式,而为解决其带来的单相接地故障选线难题,诸多研究人员或从稳态量、暂态量中提取有效信息,或沿故障接地线路制造信息,进而发展选线方法。
关键词:配电线路;单相接地故障;智能选线
前言
城市电网负荷逐渐加大,为满足这一需求,变电站的数量也在持续增长,导致单相接地故障发生较为频繁,部分地区甚至长期处于电压不稳定的状态下。为了从根本上提升电网运行稳定性,相关技术人员应联系电网建设实际条件,准确定位故障类型,选择应用科学合理的选线技术,以最大限度地降低配电网故障风险。
1 10kV配电线路单相接地故障发生原因及危害
1.1 10kV配电线路单相接地故障发生的原因
造成10kV配电线路单相接地故障的原因有很多,如当某个物体挂到电线上,并且物体还触碰到了地面,就会容易发生单相短路;由于附近高干树木与线路距离过近,在外界风力作用下高干树枝与线路产生了亲密接触,造成线路单相接地故障;在外界恶劣天气环境下,大风大雨天的配电线路绝缘子电阻将会明显减小,导致出现闪络、放电的情况,这样也会引发配电线路单相接地故障;10kV配电网线路中的配电变压器发生击穿,10kV熔断器或者避雷器被雷击时也会造成配电线路单相故障。
1.2 10kV配电线路单相接地故障发生的危害
1.2.1危害到变电设备的安全稳定运行
10kV配电线路一旦发生单相接地故障,就会造成配电线路中某段线路出现短路情况,这会导致某瞬间产生的谐振过电压远远高出正常值,促使变电设备的绝缘性明显降低。严重情况下,还会导致变电设备出现完全损毁的情况,使整个配电线路上的避雷器、熔断器等设备绝缘被烧毁,不仅会造成较大的经济损失,影响到用户的安全稳定供电,还会威胁到周围居民的生命安全。
1.2.2影响供电稳定性
10kV配电线路出现单相接地故障后,相关电力部门须及时安排专业人员对故障线路进行检测处理,此时附近区域的居民供电受到影响。发生单相接地故障的配电线会断电,在整个排查检修维护阶段,该电力电网覆盖下的区域只能够处于持续断电的情况,这样无疑会影响到当地供电的稳定性,给当地居民生产生活带来一定的不便。
1.2.3损害配电线路的使用寿命
10kV配电线路发生单相接地故障后,供电电压与负荷电流在短时间内都会出现持续增大的情况,而当它们本身的数值严重超过了配电线路的最大承载负荷,就会自然向外进行放电,这会直接造成对相线和中性线上的损耗,一定程度加快了配电线路的损坏,降低了线路的正常使用寿命。
2故障选线方法
为满足不同的应用需求,配电网所选择的接线方式也有着诸多差异。在单相接地故障频繁出现的情况下,作为专业人员应首先明确单相接地故障概念,才能够选择出科学合理的选线方式。
2.1信号输入法
配电系统出现故障时,传感器(空闲)电压输出设备运行、维护、管理工作。以这一特性为基础,很容易得出信号的流动方向即为故障线方向,在途径大地接触点后即可返回,从而准确定位故障位置。为尽量消除信号的干扰作用,应选择科学频率完成信号传输任务,建议在初期选择具有便携优势的装置帮助探测信号。自动化电路可以应用在信号的集中处理环节,并需要以传感器装置作为信号的传输出入口。
2.2增量残留法
以手动谐振接地系统为例,如今其接地方式已经被弧圈接地方式代替,尤其是在处理部分接地故障时该方式能够发挥出更为优异的应用效果,在信号补充值的帮助下能够轻松地掌握电流变化情况。一旦超出设定值,可采取线圈补偿的方式将电流值改变。金属接地故障出现后也能够根据具体的故障表现逐渐显现出来。但由于不同电路有不同的故障表现形式,应从故障的最大变化角度思考解决故障的方式。
2.3中电阻法
电阻若与线圈开关采取并联方式连接,一旦出现接地故障,那么应根据具体的故障判断选线方式。永久性故障的情况下若有电阻的投入则需要隔一段时间,此时由于在电阻流通情况下将会有空电流出现在故障电路显示表上,应以这一原理作为选线的基本方法;若为过渡故障,虽然各个线路中均有电流变化表现,但故障线路表现得最为明显。不同的电压等级所对应的电阻选择也存在着诸多差异,在结束选线后应立即将并联电阻切除。该种方法所产生的附加电流较大,且从选线方法的本质上来看系统中性点的接地方式已然被改变。
3 10kV配电线路单相接地故障的处理措施
3.1合理运用小电流接地选线装置
为了加强对10kV配电线路单相接地故障的科学预防处理工作,相关工作人员可以通过在变电所内合理安装小电流接地自动选线装置,基于该项装置辅助应用下,能够实现自动选择出发生单相接地故障线路,并且具有准确率高、消耗时间短的优点。小电流接地选线装置的应用,有效避免了传统人工选线工作方式的弊端,减少非故障线路不必要的停电,避免接地故障问题影响范围的持续扩大。值得注意的是,变电所工作人员在实际应用该项装置时,应做好该装置与各配出现间隔上的零序电流互感器配合使用,不然将无法发挥出其作用。
3.2应用新技术设备
提高故障处理效率在10kV配电线路单相接地故障处理工作中,相关技术人员可以通过在10kV配电线路的出口处安装上信号源,同时在三相导线、线路时段、各分支点上加装单相接地故障指示器装置,这样,当10kV配电线路某处出现单相接地故障时,相对应的指示器装置就会在短时间内自动发出指示信号。现场工作人员则可以根据故障点指示灯判断故障,明确故障发生的具体范围和原因,并采取相应的故障处理措施,全面提高10kV配电线路单相接地故障的处理工作效率。与此同时,金属氧化物避雷针还具有反应动作快、伏安特性平坦、续流小、没有截波等特点,因此相关技术人员可以通过将优质的金属氧化物避雷针合理设置在10kV配电线路和变台之上,这样能够有效防止由于暴雨雷击等天气因素带来的严重线路损害,引起线路接地故障的发生。当10kV配电线路发生单相接地故障后,电力企业需要安排专业人士去快速查找具体故障点,相关工作人员可以采用分片、分段、分设备的“排除法”,并综合运用蹬杆检测法、绝缘摇杆检测法,确保在最短时间内查找到对应的故障。倘若上述方法都未能够查找到接地故障发生区域位置,那么则需要申请让上级调度对故障线路试送电,如果成功了则代表可能是其他不明偶然原因造成的单相接地故障。如果不成功,相关工作人员则需要利用排除方法继续排查消除故障。
结束语
单相接地故障选线方法需适应特殊情形,能够在线路零序不对称度较大的情况时的兼顾低阻和高阻接地故障下的保护,推进选线正确率的进一步提高,且对硬件要求不高,具有较高的实用价值。
参考文献:
[1]徐丙垠,薛永端,冯光,等.配电网接地故障保护若干问题的探讨[J].电力系统自动化,2019,43(20):1-7.
[2]王雪文,石访,张恒旭,等.基于暂态能量的小电流接地系统单相接地故障区段定位方法[J].电网技术,2019,43(3):818-825
[3]郝小丽.单相接地故障对电网安全运行的威胁及故障处理.新疆水利,2018(5):33-36.
[4]黄国良.快速查找在10kV配电线路单相接地故障的应用[J].科技资讯,2018(23):54-56.