浅析中压配电用户故障对系统的影响及解决措施

陈玉宝

摘要：中压配电用户在接入中压配电网络时，接入点处需要设置电源分断设备，如熔断器、柱上开关等。主要目的是设定明显的资产分界点和便于用户停电或故障后减少对公共配电网络供电的影响。但在运行过程中因为多种因素影响，该类分断设备在用户侧出现故障后没有及时动作，造成全线故障跳闸，同时增加了故障排查隔离的难度，延误了故障抢修恢复送电的时间。随着中压用户接入公共系统数量的增加，出现了因用户故障导致系统故障跳闸的次数成逐年增加的趋势。

关键词：中压用户;故障跳闸;保护措施;资产分界点;开关定制

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0208-02

針对用户故障频繁引起中压配电线路跳闸次数的不断增加，本文对10kV中压用户故障后对系统的影响进行分析，从资产分界点管理和接入点保护设备的角度进行分析，寻求解决办法从源头上杜绝此类事故的发生。下面就两次典型用户故障导致线路跳闸的情况进行深入分析。

一、故障经过

2011年7月14日13时14分，龙井变：10kV I段接地Ua=8.59、Ub=2.5、Uc=10.49;试拉龙东线后接地消失，通知运行班组进行故障巡视。经全线查线未发现故障，15：56拉开P1305柱开后线路前段试送成功。其后检查P1305柱开后端线路及设备未发现异常，报调度后试送后接地信号仍存，后对故障段全部配电变压器及用户设备隔离后进行线路试送，接地信号消失，经对设备进行逐台排查后发现系龙博支线#14杆J1302柱开后段用户电缆故障所致，但在故障及试送过程中用户柱上开关没有动作，影响到故障排除、查找和送电时间，造成约4500kWh的电量损失。

2011年12月13日20时12分，桥林变10kV I段母线C相电压异常，经调度人员的选线试拉操作，确定为10kV北顺线C相接地故障。经过对线路柱开逐段拉开试送电后发现，在拉开P0823柱开后，试送电接地故障消失，因此可确定故障点在P0823柱开拉开段。后经查发现，故障为宏印船厂配变C相对地绝缘击穿。故障发生导致主线系统继电保护动作，但用户支线的熔断器没有熔断，造成了少送电量1700kWh的后果。

二、故障原因分析

工作人员将跌落式熔断器取下发现熔丝依然完好，没有熔断现象。这说明熔断器没有对变压器的接地故障做出保护动作，造成主线绝缘监察装置发出信号。熔断器没有能切断接地故障一般主要是因为短路容量大于断流容量上限或小于断流容量下限，根据现场保险丝没有烧毁的情况来判断，原因应该是后者。

从以往经验来说，保护变压器时额定电流的选择。对于6～10kV的变压器，凡容量在1000kV·A及以下者，均可采用熔断器作为变压器的短路及过载保护，其熔体额定电流IN.FE可取变压器一次侧额定电流的1.4～2倍，而现场熔丝所选的型号以超过变压器一次侧额定电流的3倍。

在龙东线故障现场，用户柱上真空断路器没有动作仍然处于合闸位置，主要原因为该型号断路器没有提供接地保护跳闸装置，因此在出现单相接地故障后没有及时断开故障点。在故障处理过程中工作人员检查断路器的保护定值时发现，短路电流端子接到600A处。这使得只有当线路的短路电流大于600A时，断路器才动作。

三、用户接入点保护装置情况

按照配电网运行规程规定，中压用户设备接入系统当容量在400kVA以下时，用户接入点与公共线路间采用高压熔断器作为电源分合装置;当容量在400kVA及以上时采用柱上断路器作为电源分合装置。

1.熔断器保护原理

当用户侧设备故障时，短路电流或接地电流通过熔丝，若其电流值大于熔丝的熔断电流时会将熔丝熔断产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。

2.柱上断路器保护原理

现公司管辖区域内的用户柱上断路器多为ZW8-12型干式真空断路器，该类型断路器具备过流保护和短路速断保护功能，相应的保护电流定值有三种类型分别为200、400、600;当应用到中压用户电源分合装置时，根据用户设备的相应参数将过流保护和短路速断保护定值设定在400A。以便在用户设备出现短路或过流故障时能够断开故障点，以此来保护用户设备和公共电网的运行安全。

四、运行过程中存在的问题

熔断器和真空断路器作为用户接受公共网络电源的控制点，起到了控制电源开断的功能同能在故障情况下能够很好的开断隔离故障点，对用户的用电安全和公共电网的可靠供电起到十分重要的作用。[1]但在实际的运行过程中存在以下问题，使其未实现相应功能和作用。

1.熔断器熔丝管理方面存在诸多漏洞

从以往的用户设备故障中发现，由于熔丝规格选择方面存在问题，没有严格遵守熔丝选择规定，工作人员根据经验值或者直接选择熔断电流较大的熔丝进行安装，当用户设备发生故障时因熔丝没有熔断，未将故障点隔离造成变电站开关保护动作，导致全线故障跳闸停电。而此时故障用户检查熔断器时未发现明显问题，误认为公共线路故障导致用电中断。而配电抢修人员在查找故障过程中需要对所有设备进行检查逐步判断查找故障点，造成线路故障停电增长和大量的电量损失。

2.柱上断路器定值设定及管理存在问题

中压用户用电工程归属于业扩属性范畴内，工程施工由具有相应资质的施工单位进行施工。因该类工程所有设备材料类型不统一，造成施工过程中断路器保护定制设定和管理方面没有足够重视，可以说用户断路器定值设置形同虚设，一般短路电流动作值都设置在最大值处，同时存在动作时限应与变电站出线保护重合闸动作时间相配合问题，若柱上断路器设定动作时限大于变电站保护时限，当用户侧产生瞬时故障保护后变电站保护超前于柱上断路器动作。[2]结果当用户设备故障后柱上断路器没有起到保护作用隔离故障点，而是造成变电站保护动作导致全线跳闸，对故障查找和沿线客户用电造成严重的影响。

五、整改措施

1.加强熔断器熔丝型号管理

为了保证熔断器在其保护范围内发生短路故障时能可靠的熔断，在选择熔丝规格型号时根据变压器容量等参数要求选取合适的熔丝，以此起到保护和控制作用。加强用户熔断器熔丝的管理，建立相应设备型号和匹配熔絲台帐。针对现有情况，对于新安装的跌落式熔断器，选择断流容量下限低的新型熔丝;对已安装的跌落式熔断器根据负载情况进行重新选定，在满足变压器额定电流要求的情况下尽量采用额定电流低的熔丝。对于有条件或可靠性要求较高的线路可采用零序功率方向保护和自适应过流保护。

2.理顺柱上断路器定值设定

对于柱开要根据实际负载情况重新整定定值。在满足负载要求的情况下，尽量满足和上一级保护的灵敏性配合。对于有条件的地方可以采用复合电压启动功能的电流保护柱上开关。

3.积极引进先进设备将用户故障对系统的影响降到最低

如看门狗分界柱上断路器。该类设备具有以下优点：

（1）自动切除单相接地故障。该类柱上断路器有别于之前使用的ZW8-12型真空断路器，其又有单相接地故障保护功能。利用有源法检测单相接地故障，不受线路长度和线型的影响，以后的参数维护工作量小。由于在中性点不接地或经消弧线圈接地系统中，发生单相接地故障，变电站出线保护不跳闸，只发出接地信号，允许短时间接地运行。为了便于判断故障，此时分界断路器的动作时限，应考虑躲过瞬间接地时限，并在变电站发出接地信号之后再动作跳闸，可选择6～8s。当该类型开关投运运行后，当用户发生单相接地故障时，分界开关自动分闸，甩掉故障支线，保证变电站及馈线上的其他分支用户安全运行。

（2）快速定位故障点。用户故障造成分界开关动作后，仅责任用户停电，并可主动上报故障信息，使电力公司能迅速明确事故点，及时进行现场处理，使故障线路尽早恢复供电。

六、结论

通过对用户故障导致系统跳闸的分析发现，随着用户的设备增多、其内部运行维护不到位、产品型号质量不一对整个配电网络造成很大的威胁。因此需要寻找行之有效的处理办法尽量减少用户故障对系统运行安全的影响，积极探索引进先进设备，保证配电运行的可靠性。

参考文献：

[1]刘学军.继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]赵彩虹.供配电系统[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]李福寿.中性点非有效接地电网的运行[M].北京：水利电力出版社，1993.

[4]秦光培.一种较准确的6～10kV电网接地电流计算方法[J].供电与用电，1994，（1）：26-30.

（责任编辑：孙晴）