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論配網(wǎng)線路接地故障快速診斷及處理

2014-10-10 02:51李炳強(qiáng)
中國高新技術(shù)企業(yè) 2014年20期
關(guān)鍵詞:配網(wǎng)線路接地故障電力系統(tǒng)

摘要:當(dāng)配網(wǎng)線路出現(xiàn)接地故障時,怎樣正確快速地查找到故障點(diǎn)并進(jìn)行處理,是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵,因此必須對配網(wǎng)線路接地故障的危害進(jìn)行深度分析以及對故障進(jìn)行有效及時的處理。文章在對配網(wǎng)線路接地故障原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,探討了配網(wǎng)線路接地故障的處理以及預(yù)防措施。只有及時對配網(wǎng)線路故障進(jìn)行排查和預(yù)防,才能有效防止和保護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:配網(wǎng)線路;接地故障;診斷預(yù)防;故障點(diǎn);電力系統(tǒng)

中圖分類號:TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)30-0111-02

1 概述

隨著我國通信技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,電力在現(xiàn)代科研和國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及我們?nèi)粘I畹缺姸喾矫娑加兄鴱V泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)構(gòu)成了家庭生活電氣化和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)等方面的基礎(chǔ)。隨著人們對電力系統(tǒng)的管理調(diào)度的要求不斷提高,我國電網(wǎng)改造得到了大規(guī)模的完善,配電網(wǎng)硬件設(shè)施以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等不斷得到強(qiáng)化,電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效得到了有效保障。

由于人們對供電服務(wù)以及電能質(zhì)量的要求也越來越高,這就要求在現(xiàn)有配電網(wǎng)不斷改善的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、精細(xì)化、集中化以及數(shù)字化的配電管理,以使供電服務(wù)以及電能質(zhì)量能得到有效提高,不斷加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)。整個電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、配電及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)構(gòu)成,每一部分都非常重要,特別是輸電線路,它直接影響了配電和用電系統(tǒng)。電網(wǎng)配電系統(tǒng)主要采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。高壓輸電網(wǎng)一般分布在地形復(fù)雜、氣候條件多變的地區(qū),故障極易發(fā)生。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障后,故障電流比較小,系統(tǒng)可以繼續(xù)正常運(yùn)行一段時間,不影響對用戶供電。但是,長時間的運(yùn)行會引起其他更嚴(yán)重的故障,破壞系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此決速準(zhǔn)確地進(jìn)行故障定位,可在技術(shù)上保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

2 配網(wǎng)線路接地故障的常見類型及其診斷

2.1 變壓器熔絲被熔斷

在10kV配網(wǎng)系統(tǒng)中,變壓器的熔絲分為兩種:低壓熔絲和高壓熔絲,一般情況下可以通過電壓值的變化來直觀地判斷這種配網(wǎng)故障,表現(xiàn)為:當(dāng)兩相電壓不變時,一相電壓下降至零,但是如果被熔斷的是高壓保險(xiǎn)熔絲,某一相的電壓不會下降至零,相反低壓保險(xiǎn)絲熔斷時,某一相的電壓指示為零。

2.2 諧振過電壓

判斷此現(xiàn)象的一般依據(jù)是一相電壓不會降低為零,但是其指示數(shù)比正常情況要低,而另外兩相電壓則會較正常線電壓高。還有一種情況就是三相電壓會在不同電壓范圍內(nèi)發(fā)生低頻率的擺動,而且三相電壓會按照順序輪流升高。

2.3 單相接地故障

單相接地故障屬于配網(wǎng)短路故障種類之一,而且這是配網(wǎng)線路接地故障中很常見的一種故障,幾乎占全部故障類型的80%之上。故障表現(xiàn)為一相電壓會降低為零,而另兩相電壓升高但是不會超過正常線電壓。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時,需要注意兩點(diǎn):(1)絕緣監(jiān)測裝置的警鈴會發(fā)出響聲,同時光子牌會閃亮;(2)電壓互感器的一次熔絲在弧光接地時因相電壓過高而發(fā)生熔斷,嚴(yán)重時則會燒壞互感器。

另外,配網(wǎng)短路故障類型還包括三相短路、兩相短路、兩相接地短路。其中兩相短路相對單相接地短路而言是較為嚴(yán)重的一種故障,其故障電流發(fā)生時較大可能會造成大面積停電甚至更嚴(yán)重地會燒毀線路。然而短路故障中最為嚴(yán)重的是三相短路,因?yàn)槎搪钒l(fā)生時,電流巨大,后果更為嚴(yán)重。

3 配網(wǎng)線路接地故障的影響和危害及其原因分析

3.1 故障影響和危害

由于單相接地故障發(fā)生的頻率較高,因此有必要對其產(chǎn)生的影響和危害進(jìn)行分析。

3.1.1 對線損的影響。單相接地故障的發(fā)生會導(dǎo)致較大的電能損耗,因?yàn)榕渚W(wǎng)線路接地相間接或者直接向大地放電。若按照規(guī)定達(dá)到一定運(yùn)行時間(不超過兩小時),這樣將會增加電能損耗。

3.1.2 對生命體的危害。單相接地故障的一種表現(xiàn)就是導(dǎo)線發(fā)生落地,若接地配電線路未停止運(yùn)行時發(fā)生導(dǎo)線落地,路過的行人和線路巡查人員(尤其在夜間)可能會造成人身觸電甚至傷亡等事故的發(fā)生,對其他生物也可能會造成觸電傷亡事故。

3.1.3 對配電設(shè)備的危害。單相接地故障發(fā)生可能會發(fā)生間歇性孤光接地,從而導(dǎo)致諧振過電壓,過電壓會使線路上的絕緣子發(fā)生絕緣擊穿,導(dǎo)致嚴(yán)重的短路事故,還會使部分配電變壓器被燒毀,還有可能燒毀避雷器和熔絲從而發(fā)生電氣火災(zāi)。

3.1.4 對變電設(shè)備的危害。在10kV配電線路中,發(fā)生單相接地故障后,在變電站10kV母線的電壓互感器上可以檢測到零序電流,同時在開口三角形上,產(chǎn)生零序電壓。由于電壓互感器的鐵芯飽和,會增加勵磁電流,若運(yùn)行時間較長就有可能使電壓互感器被燒毀。發(fā)生單相接地故障后,還會產(chǎn)生幾倍于正常電壓的諧振過電壓,危害變電設(shè)備的絕緣性,更嚴(yán)重時會使變電設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿,造成更大事故。

3.2 故障發(fā)生原因分析

這里主要分析單相接地故障發(fā)生的原因,主要有以下七種情況:(1)風(fēng)過大,導(dǎo)線與建筑物距離過近;(2)配電變壓器的高壓引起下線斷線;(3)導(dǎo)線固定、綁扎不牢固發(fā)生斷線落地;(4)變壓器臺上的熔斷器或者避雷器發(fā)生絕緣擊穿;(5)導(dǎo)線由于線路落雷被燒斷;(6)同一桿架所設(shè)導(dǎo)線的上層橫擔(dān)拉帶一端發(fā)生脫落搭在下一排導(dǎo)線上;(7)絕緣子破裂,在霧雨天放電時絕緣電阻降低,跳線被燒斷搭在鐵擔(dān)上。

無論是哪一種電路故障原因,將高新技術(shù)產(chǎn)品如SF6斷路器、真空斷路器、柱上真空開關(guān)等應(yīng)用到配網(wǎng)中,可以在很大程度上減少故障的發(fā)生。例如新研發(fā)出來的氧化鋅避雷器是一種帶脫離器的避雷器,其放電效果比傳統(tǒng)避雷器好,而且絕緣體的擊穿率較低。

4 配網(wǎng)線路接地故障的處理及其預(yù)防

4.1 故障處理

配網(wǎng)線路發(fā)生故障后,維修單位要立刻采取措施,組織相關(guān)人員對路線進(jìn)行細(xì)致巡視,找出故障發(fā)生關(guān)鍵點(diǎn)。在尋找過程中,綜合運(yùn)用排除法(分設(shè)備、分段、分片)、絕緣遙測、登桿檢查等方法,在最短的時間內(nèi),找出故障發(fā)生點(diǎn)然后進(jìn)行故障排除。當(dāng)采用上述方法還無法檢測到故障發(fā)生點(diǎn)時,需要跟上級調(diào)度請求對發(fā)生故障的線路進(jìn)行試送電,如果送電成功,可以斷定故障是由其他不明和偶然的原因?qū)е庐a(chǎn)生的。如果送電未成功,則需要繼續(xù)利用排除法進(jìn)行查找,直到找出故障發(fā)生點(diǎn)然后進(jìn)行故障排除。

4.2 故障預(yù)防

針對配網(wǎng)線路單相接地故障,可采用的預(yù)防方法主要有:(1)針對配電線路的一些基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行定期絕緣測試;(2)對導(dǎo)線和周圍建筑物進(jìn)行定期巡查;(3)對變壓器進(jìn)行維修和更換;(4)合理布局配網(wǎng)設(shè)備,注重線路基礎(chǔ)建設(shè),應(yīng)用新的技術(shù)設(shè)備。

針對外力破壞防范措施,可以對相應(yīng)地區(qū)的居民進(jìn)行用電安全和用電維護(hù)的宣傳。例如可以通過發(fā)放一些有關(guān)于電力設(shè)施保護(hù)知識的文件以及開展相關(guān)知識的宣講,提高個人的維護(hù)素質(zhì)和責(zé)任心。相關(guān)電力部門以及關(guān)聯(lián)的管理部門積極協(xié)調(diào)配合,建立與線路保護(hù)區(qū)內(nèi)施工單位的有效聯(lián)系和溝通,及時地做好預(yù)防措施,針對可能出現(xiàn)的問題和故障點(diǎn)進(jìn)行核實(shí)和排查,提供現(xiàn)場電力安全指導(dǎo),加強(qiáng)施工作業(yè)點(diǎn)的監(jiān)護(hù)。

針對一些因?yàn)閯游锏韧饨缫蛩匾鸬呐渚W(wǎng)線路接地故障,可以對相應(yīng)的變壓器的兩個側(cè)樁頭和跌落保險(xiǎn)以及相應(yīng)的避雷器裝上絕緣防護(hù)罩,這種技防措施能夠有效避免外力配網(wǎng)線路接地故障的發(fā)生,對于會出現(xiàn)重復(fù)在同一地方發(fā)生的線路接地故障,則應(yīng)該選擇線路改造或者加大線路之間的距離,來預(yù)防和避免接地故障。

5 結(jié)語

因?yàn)閱蜗嘟拥毓收鲜桥渚W(wǎng)線路故障中故障發(fā)生頻率最高的一種,這種故障的發(fā)生嚴(yán)重影響配電網(wǎng)系統(tǒng)和變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,這就需要人們在實(shí)踐中不斷探索新的方法來排除故障和預(yù)防故障,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)增加新技術(shù)和新設(shè)備的使用范疇,這樣才能在更大程度上預(yù)防和診斷故障。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫成寶,等.直流設(shè)備檢修[M].北京:中國電力出版社,2003.

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[3] 興華.變電設(shè)備典型缺陷處理和隱患排查[M].北京:中國電力出版社,2012.

作者簡介:李炳強(qiáng)(1982-),男,廣東江門人,廣東電網(wǎng)公司江門臺山供電局工程師,研究方向:配網(wǎng)運(yùn)行管理及施工現(xiàn)場質(zhì)量、安全管理。endprint

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