配電線路故障分析及線路更新改造
配電線路故障成因復(fù)雜,使線路故障率較高,預(yù)防配電線路故障是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱巨的任務(wù),應(yīng)通過(guò)實(shí)踐不斷總結(jié)、不斷提高。
認(rèn)真分析研究造成配電線路故障的內(nèi)因、外因,進(jìn)而采取有效的防范措施,是確保配電線路安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作。
配電線路故障跳閘和季節(jié)的變化有密切的聯(lián)系,線路運(yùn)行人員和安全管理人員應(yīng)積極關(guān)注當(dāng)?shù)氐臍庀箢A(yù)報(bào)。
分析短期和歷史氣象資料,提前做好防范措施。
對(duì)部分線路進(jìn)行更新改造,提高線路運(yùn)行、檢修水平是降低配電線路故障跳閘的重要保證。
一般線路故障,從性質(zhì)上分不外乎接地(這里指的是單相接地)、相間短路(包括雷擊造成的相間短路、外在導(dǎo)電體或者半導(dǎo)電體造成的相間短路、設(shè)備絕緣降低造成的相間短路)、接地相間短路三種形式。
但是根據(jù)電網(wǎng)保護(hù)的功能引起相間短路故障時(shí)才會(huì)跳閘,接地故障并不跳閘,只能發(fā)接地信號(hào),10kV系統(tǒng)可以抗單相接地2個(gè)小時(shí),時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)對(duì)另外兩相的絕緣造成損壞。
從時(shí)間上分有暫態(tài)故障和永久故障兩類,暫態(tài)的故障是經(jīng)過(guò)放電后構(gòu)成相間短路的條件被電弧破壞,構(gòu)不成短路條件,永久故障則是不能被電弧破壞短路條件,需要人為去干預(yù)(檢修)。
針對(duì)線路故障,巡線、維護(hù)的重點(diǎn)就可以把握的。
一、配電線路常見(jiàn)故障
1、高阻故障
導(dǎo)致高阻故障的原因主要可以分為兩種,一種是在運(yùn)行過(guò)程中,配電線路發(fā)生斷裂等情況,與高阻抗發(fā)生接觸;第二種情況是正常運(yùn)作的配電線路發(fā)生斷裂,碰到了線路周圍的物體,這兩類情況都會(huì)導(dǎo)致配電線路高阻故障的發(fā)生。
配電線路主要是安裝在室外,受環(huán)境因素的影響較大,首先是輸電線路自身的問(wèn)題,輸電線路使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象,導(dǎo)致線路斷裂,發(fā)生故障;其次是外部環(huán)境問(wèn)題,其次是外力作用因素,受到人為因素的影響,如故意損壞線路、外力撞擊等導(dǎo)致線路故障。
當(dāng)高阻故障發(fā)生,電流水平明顯低于由于短路而產(chǎn)生的電流水平,這就為配電線路的在線故障識(shí)別帶來(lái)了一定的影響,在傳統(tǒng)的電流保護(hù)中對(duì)這類故障的檢出率較低,因此無(wú)法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,從而引起配電系統(tǒng)中更加嚴(yán)重的故障,發(fā)生線路短路,引起火災(zāi)等。
2單相接地故障
單相接地故障是配電線路中發(fā)生頻率最高,查找難度最大的電力故障。
因?yàn)椴蛔阋砸鹛l,假設(shè)用戶側(cè)出了問(wèn)題,跌落式熔斷器還不跌落,沒(méi)有明顯的判別標(biāo)志。
但是接地故障在夜間帶電比較容易查找,因?yàn)槠浯蚧鹪谘惨曋腥菀装l(fā)現(xiàn),白天比較難。
對(duì)這種故障的檢查主要依靠對(duì)電路系統(tǒng)中的暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析。
電路系統(tǒng)的暫態(tài)信號(hào)儲(chǔ)存著關(guān)于線路故障的大量信息。
暫態(tài)過(guò)程的另外一大特點(diǎn)就是能夠避開(kāi)對(duì)接地方式的影響,反應(yīng)故障問(wèn)題,因此加強(qiáng)對(duì)暫態(tài)過(guò)程的分析有利于對(duì)故障進(jìn)行判斷。
在配電線路中出現(xiàn)單相接地故障時(shí),通過(guò)對(duì)電流與電容的暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析,能提高配電線路故障診斷的效率。
一般措施為避雷器應(yīng)及時(shí)做試驗(yàn);穿墻套管心子用絕緣線代替;跌落式熔斷器及時(shí)巡視檢修,隔離刀閘觀察瓷絕緣和硅橡膠絕緣護(hù)套有無(wú)損傷。
故障出現(xiàn)特點(diǎn):此類故障出現(xiàn)時(shí)天氣一般是陰雨、大霧,大氣水分含量高,造成絕緣降低無(wú)法維持正常運(yùn)行。
3、間歇性故障
例如:
3.1異物造成的相間短路
3.2外力破壞,用戶端因各類故障造成的相間短路
3.3鳥(niǎo)害造成的相間短路
3.4雷擊造成的相間短路
間歇性故障主要是指配電線路在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)間歇性放電的現(xiàn)象,在放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生弧光,這種間歇性故障具有一定的瞬時(shí)性與重復(fù)性的特點(diǎn),每次故障的發(fā)生時(shí)間間隔都會(huì)逐漸延長(zhǎng),每次從幾秒至幾分,再到幾小時(shí)、幾天不斷變化,因此沒(méi)有規(guī)律可循。
配電線路的間歇性故障發(fā)生時(shí),線路檢修人員要及時(shí)對(duì)故障原因進(jìn)行排查,明確故障產(chǎn)生的原因后,對(duì)故障采用針對(duì)性的措施進(jìn)行維修。
電力企業(yè)的維修人員如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,就不能在第一時(shí)間做好對(duì)線路的維修工作,會(huì)導(dǎo)致線路的連鎖反應(yīng)。
二、配電線路在線故障診斷
1、主動(dòng)定位法
對(duì)配電線路的故障診斷方法主要有三種:
①S注入法。
這種方法的主要特點(diǎn)是采用發(fā)射信號(hào)的方式,追中配電線路中的故障點(diǎn),并進(jìn)行定位,這種方式能夠?qū)收线M(jìn)行精確查找。
②中性點(diǎn)脈寬注入法。
由于S注入法對(duì)配電線路的在線定位無(wú)法有效發(fā)揮作用。
因此可以采用中性點(diǎn)脈寬注入法,這種方法檢測(cè)電路故障并沒(méi)有明顯的缺點(diǎn)與不足之處,受環(huán)境等限制因素的影響也較小,因此具有較高的安全性與準(zhǔn)確性,能夠有提高對(duì)故障的檢測(cè)效率。
③交直流綜合注入法。
交直流綜合注入法與之前的檢測(cè)手段相比,缺陷較多。
當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),交直流綜合輸入法檢測(cè)需要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)較大,這種檢測(cè)方法需要的時(shí)間較長(zhǎng),與前兩種檢測(cè)方法相比較而言,效率更低,同時(shí)耗費(fèi)了較多的人力、物力,確定故障位置所需的時(shí)間也較長(zhǎng)。
2、被動(dòng)定位法
被動(dòng)定位法主要采用的是區(qū)段查找、阻抗法等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中的配電線路故障進(jìn)行查找。
①區(qū)段查找法。
通過(guò)配電網(wǎng)中的自動(dòng)化設(shè)備對(duì)配電線路各個(gè)區(qū)段進(jìn)行被動(dòng)式定位,這樣可以清晰明了地查找出配電故障發(fā)生的區(qū)段。
配電網(wǎng)的自動(dòng)化設(shè)備能夠通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,對(duì)線路故障發(fā)生的區(qū)段進(jìn)行分析研究,以縮小故障點(diǎn)存在的范圍,最終鎖定故障位置,能夠在很大程度上縮短查找故障所需要的時(shí)間,效率較高。
②阻抗法。
阻抗法的最大優(yōu)勢(shì)是投資少,成本低,然而其在具體的實(shí)施過(guò)程中受到路徑阻抗、線路負(fù)荷和電源的制約和限制較大。
③行波法。
這種檢測(cè)方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是具有較高的準(zhǔn)確度,但是行波法診斷配電線路的故障需要花費(fèi)挺長(zhǎng)一段時(shí)間,不能及時(shí)地診斷出配電網(wǎng)中的故障。
3、采用檢測(cè)定位
檢測(cè)定位主要是在配電線路的各個(gè)分支點(diǎn)以及容易產(chǎn)生故障的區(qū)域安裝探測(cè)器,加強(qiáng)對(duì)每一區(qū)段運(yùn)行狀況的檢測(cè)。
這種方法,能夠有效地對(duì)配電線路運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控與記錄。
當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生異常,就可以依據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出故障的具體位置。
與前幾種檢測(cè)手段相比,這種檢測(cè)的效率更高,但是,對(duì)區(qū)域中所有配電線路安裝監(jiān)控探測(cè)器所耗費(fèi)的成本較高,需要一定的技術(shù)支持。
同時(shí)在安裝完成后,對(duì)設(shè)備的維修工作任務(wù)量較大,因此在現(xiàn)實(shí)中實(shí)施的較少。
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