10kV配电网的故障监控与处理方案探究

金建新+徐利

摘 要：10kV配电网是我国电网的主干网络类型之一，因此，有效地对其进行维护与故障处理就成为了电网管理的核心工作，本文对10kV配电网的故障原因及处理方案展开探讨，为其发展提供创新的思路。

关键词：10kV配电网；故障原因；解决对策

中图分类号：TM732 文献标识码：A

1.10kV配网故障主要原因

1.1 电气连接点的发热问题

最常见的故障为配变网的故障，在和母线连接的大电流开关柜更容易出现此类问题。负荷加重会使得电气连接处出现发热，温度急剧升高，造成绝缘出现损坏，有时可能会造成开关柜出现损毁，母线连接出现大面积故障，给电网运行带来极大的危害。

1.2 短路容量的配置

一般来说，开关柜内的短路电流为25kA或者31.5kA，可以承受一定范围内的短路电流，但是开关柜内可能会出现一些容量配置不合理所造成的资源浪费或者电流承受度不够的情况。主要原因在于套管的质量不够好，在短路出现时，无法承受大电流的冲击，同时也可以看出，穿墙套管对于开关柜的短路承受力具有决定性的作用。同时，开关柜本身会存在一些电气连接质量较差的地方，应当予以重视，在这些线路连接处，最容易出现电流较大引起电弧或者发热导致线路故障的情况。

1.3 真空开关的问题

现在的10kV开关柜主要采用的是真空开关，真空开关主要问题在于真空灭弧室，真空开关出现爆炸的情况并不少见，爆炸后容易将真空灭弧室击穿，导致更加严重的问题。问题原因主要集中在两点：第一是真空室本身质量得不到保证，真空开关的灭弧和绝缘功能主要是因其真空度而见效的，但是如果真空度出现问题，会导致灭弧和绝缘功能变差，结构出现缺陷，导致在将来的使用中出现不可预知的事故。

2.10kV配网故障主要类型

2.1 短路故障

电力系统在正常运行时，除中性点以外，相与相、相与地之间是绝缘的，所谓短路是指相与相或相与地之间发生短路。造成短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘的损坏，或者是由于误操作造成，或者是鸟兽跨接导电部分和绝缘损坏所造成。

2.2 断路故障

断路是10kV配网中最常见的故障，其主要体现在回路不通等方面。在某些特殊的情况下，断路不仅会引起过电压的产生，甚至断路点产生的电弧还可能造成电气火灾、爆炸等事故。

2.2.1 断路点电弧故障

在似断非断路点中容易发生断路点电弧故障，尤其是在断开瞬间，往往会产生电弧或者在断路点产生高温，因此，电力线路中的电弧和高温现象，都可能会酿成火灾等事故。

2.2.2 三相电路中的断路故障

三相电路中，如果发生单相断路故障，一则可能使电动机因缺相运行而被烧坏；二则使三相电路不对称，各相电压发生变化，使其中的相电压升高，造成事故。

3.配网故障的诊断与定位

3.1 配网故障的诊断

在整个10kV配电网的电力体系中，分别对正常的设施运行状况和有故障的设施进行调查，得到相关的数据，再对这些数据进行研究分析。这种通过对比电机正常运行的数据得到的结果，只能发现发生故障的地方，并不能准确了解这种故障，不能够对故障进行准确的归类。此外，在运用这种办法对相应的电磁型继电器的正常数值进行比较时，如果实际检测的数据结果与正常的数值有很大的差别。要使用一样的仪器对其他电路中相同的继电器数据进行测量，对得到的结果进行明确，确定其是否发生了故障，而不是仅仅在测量一会的情况下对其进行修理。而是改变运行状态再进一步测量分析。10kV配电网上的配电中心可以对10kV配电网上的所有电路进行划分，集中检测，作为一次设备对相当大的一部分电路上主要节点进行维护，相关的继电器要求要有足够大的容纳度。单个开关元件能够对主要线路以及底下的分支电路在第一时间内进行划分，方便及时找到故障的位置。为了避免线路因为偶然的外界因素造成影响判别，可以在母线的保护电路上设立多条线路，确保在一条线路出现问题状况的时候，其他线路可以快捷有效的进行工作代替，保障10kV配电网能够正常持续的运行。

3.2 配网故障的定位与处理

采用故障指示器来进行定位，故障指示器挂装于架空线路上，主要由检测电路、分析算法电路、触发电路、无线传输电路模块、电源电路等构成。作用是将检测到的送电、停电、接地、短路信号通过短距离无线射频模块传输到架空通信终端。故障指示器3只为一组。利用专用安装工具，可直接带电安装和拆卸。近几年，对于经常处于热备用状态的10kV配电网分段断路器，应当加装氧化锌避雷器保护，对于电压过高的部分应当采取多种方法进行降压控制，对于系统内的铁磁谐振过电压情况应当及时进行处理，在较短的时间内把电压控制住。短时间内造成电压值出现大幅波动，这种现象的主要危害在于，可能因为瞬时电压故障而导致线路与设备不可逆的损坏，处理方法主要在10kV配电网采取措施，提供不间断电源、电压整流器等。采用不间断电源（UPS）、无功功率补偿器（SVG）等设备可以有效地减轻电压波动对于设备带来的影响，起到平波的作用，同时也减轻了对于线路的损耗，是相对科学有效的办法。

4.案例分析

以某科技公司配电网故障及处理分析为例，对配电网的监控与处理方案进行评估。根据客服及客户反馈：4月9日10：40左右，某科技公司供电线路的科技园站F26出现“闪断”，导致客户电梯、电脑等受影响。经查电能质量监测系统，科技园站和高新站110kV侧均未发生电能质量暂态事件，排除科技园站和高新站上级电源分别对其10kV侧的影响。科技园站F14世纪村线（10kV 2AM）接地跳闸，重合不成功，故障原因为：北环辅科技园站户外公用柜#4开关电缆出现故障。2015年4月13日高新站10kV 3M 未有暂态事件记录。经查SOE数据，主配网设备均无异常，但11：07：04高新站#3主变复合电压启动又复归。

2015年4月9日和2015年4月15日，某科技公司电能质量事件均是由于科技园站F14世纪村线跳闸（重合不成功），引起科技园站10kV 2AM母线的电压波动；由于科技园站10kV 2AM和2BM存在电气连接，使得10kV 2BM电压也出现电压波动现象，造成科技园站F26电能质量事件的发生。租赁的飞亚达和大族的物业（分别由高新站F41和F51供电）电能质量事件原因为：高新站10kV 3M站外线路瞬间短路或客户设备瞬间短路，引起高新站10kV 3M电压波动，造成高新站F41和F51电能质量事件的发生。

针对科技园站F14世纪村线近期频繁跳闸，建议供电局加强对该线路的巡视工作，及时排除故障隐患，减少线路再次跳闸，造成对其余线路客户的影响。鉴于某科技公司近几次电能质量事件的发生，均是由于其余线路或客户故障对其造成的影响，其承受电压波动能力不强，建议该公司根据用电设备实际情况，重新整定其低压保护设定时间，减少电压波动对其造成的影响。

结语

10kV配电网的维护技术的更新换代是一条光明而曲折的路，在这条路上会出现很多难题与挑战，这个任务长期而又艰巨，需要结合实际生产经验，不断地进行总结归纳。为实现自身的长远发展而进行大胆革新，利用创新思维进行现代化建设，从而大踏步地走向科学高效的电网管理目标。

参考文献

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