快速查找在10kV配电线路单相接地故障的应用

2022-09-11

1 电力系统分类

电力系统可分为大电流接地系统(包括直接接地、经电抗接地和低阻接地)、小电流接地系统(包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地)。我国3kV~66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。

2 小电流系统常见故障

在小电流接地系统中,常见的故障是单相接地故障。10kV配电线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,特别是广东省有春季多梅雨、夏季多台风的气候特点,在恶劣天气条件下,单相接地故障更是频繁发生。根据统计数据,我国多数城市由于用户线路或设备的事故造成波及停电约占配电网事故总数的30%以上,某些城市甚至高达70%以上。随着配电网自动化建设的不断开展和进步,这类波及停电的问题已得到越来越多的电力部门的关注。基于就地故障处理的线路自动化分段器在我国大部分地区得到运行验证,但针对接地故障和短路故障的现场处理仍是一个课题。

3 单相接地故障的传统处理方法

小电流接地系统的最大优点是线路发生单相接地故障后,故障相对地电压降低,非故障两相的相电压升高,但线电压还是比较对称,因而不影响对用户的连续供电,系统可运行1~2h,这便给寻线留下了宝贵的时间。但是,电网不能长时间带病运行,否则会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。线路技术人员需要全线查找故障点,整个查找过程需要花费1~2h;故障点查找到后,需要全线停电,对故障点进行抢修,抢修时间少则4小时长则需要10小时。这样传统的处理方式几乎需要花费1整天的时间进行处理;不但影响公司的效益,更重要的是影响用户的正常生产、工作。

4 如何快速查找并切除单相接地故障

随着配网建设改造的程度不断增加和深化,市区和郊区配网线路网架的已基本完成、技术力量雄厚、技能成熟;相比之下,郊区由于线路走廊地形地貌复杂,新农村建设和工业园基建开发,以及厂矿企业的用户设备维护水平高低不一等等外在因素,农网配电线路分支线的故障率却在逐年上升。

4.1 首先了解发生单相接地故障的原因及危害(见表1)

4.2 新技术快速查找并切除接地故障

2007年,我公司吸取北京奥运保供电建设的经验,首次引进“用户分界负荷开关”和“分支分界自动开关”,该新型开关与传统线路开关比较,最大特点增加了对开关负荷侧界内单相接地故障直接切除,从而大大减少了因农网分支线路或用户设备故障引起的整条线路停电的情况,缩小了故障查找范围,提高了抢修复电的效率。

4.3 具体工作原理

计算界内零序电流大小,依据界内零序电流I02整定开关控制器定值。

(1)当开关负荷侧(用户界内)发生单相接地后,对于中性点不接地系统,界外电源侧的零序电流I01经过开关流向故障点,开关零序电流互感器检测到零序电流I01,开关控制器判断I01远远大于设定的界内零序电流值I02,控制器延时确认后判断出故障在开关界内,立即对开关进行分闸操作。整个过程无需变电站进行全线停电,临近用户供电不受影响,发生接地故障的分支或故障责任用户被迅速发现并切除故障。如图1所示。

责任用户停电后,用户会主动上报停电状况,电力公司可快速定位故障点,并迅速派技术人员到场排查进行现场维修。

接地故障的处理过程在事故发生后的几秒钟内被迅速切除,减少线路寻线的过程、减少了全线停电维修的过程,进而实现了事故发生后的快速响应、现场切除故障的快速处理。

(2)用户界外发生单相接地故障时,对于中性点不接地系统,开关流过零序电流仅为开关负荷侧线路电容电流(I02),控制器与定值比较后可准确判定为用户区外接地故障,不启动保护。

5 结语

10kV电网涉及面广、影响面大,它直接关系到工农业生产和广大人民群众生活的需要。如何提高供电可靠性,当线路发生故障后,我们能否以最短的时间恢复供电,是对我们电力企业职工技术素质高低的考验。利用该项技术对占配电网事故比例较高的用户线路及设备的故障(单相接地故障)实现快速隔离、快速查找、快速处理,减少波及停电事故及由此造成的经济及社会影响,提高用户服务质量和投诉响应能力,改善线路故障时用户服务的反应能力;进而提高配网系统运行可靠性,最大限度地减小故障停电范围,缩短非故障区域恢复供电时间,阻止事故的扩大影响,整体提高供用电的安全性和可靠性。

因此,我们要不断地加强学习,学习新技术、掌握新设备,安全、可靠供电,为企业的不断腾飞而努力拼搏。

摘要：随着电力建设的快速发展,10kV电网已成为广大人民群众生活的需要。当线路发生故障后,如何才能快速恢复供电,是电力技术人员新的考验。为此本文作者主要对农村电网10kV线路常出现接地故障的原因和危害进行了分析,并对此问题如何快速查找、处理接地故障作了探讨。

关键词：10kV配电线路,单相接地故障,快速查找