10k V配电线路单相接地故障处理模式分析与改进

刘 飞

陕西省地方电力(集团)公司淳化县供电分公司 陕西 咸阳 711202

一、引言

在电力系统中,单相接地故障是一种较常出现的故障,由于接地点容性电流较小,线电压不变,不影响向负荷供电,短时间仍可继续运行。但发生单相接地故障时所经流的电容量较大时就会在接地点导致电弧,形成一种间歇性的电弧过电压,容易烧损电压互感器保险,严重时危及电压互感器本身及其它设备,危及线路运行安全和人身安全。因此,掌握电力系统单相接地分析与处理方法,及时发现并排除线路接地故障,确保可靠供电,对从事电气运行工作的人员来说至关重要。

二、110k V配电线路系统故障定位的研究意义

在10k V配电网中,发生单相接地故障的概率占总故障概率的五分之四左右。按照规定,假设产生单相接地的系统故障,该系统依然可运转1～2小时,为保障了供电的安稳性。然而,10k V配电网所处的地理环境复杂,一般采用单电源辐射性供电,总体长度长,配电线路分支较多。如果10k V配电网发生单相接地故障。传统的定位措施依托人工检测,操作人员对线路沿线的系统故障点进行检测。这不但耗费了大批人力物力,而且延长了停电时间,给用户带来巨大的不便,降低了供电的安稳性。因此,迫切需求一种快速的系统故障定位技术。

210k V配电线路单相接地故障处理模式分析与改进

2.1 零序电流保护分界断路器实际应用优势和弊端 在10k V配电线路中装设带有零序电流保护的分界断路器,可以快速监测反映出单相接地故障段,将查找故障点时间缩为最短,提高供电可靠性。配电线路正常运行时,系统中无零序电流。单相接地故障时,系统中产生零序电流,故障线路零序电流等于系统中所有非故障线路对地电容电流之和,由线路侧流向母线侧,因此可以装设零序电流保护设备。由于单相接地时故障线路与非故障线路中都将产生零序电流,为保证动作选择性,保护装置动作电流整定值应大于本线路流经的电容电流。带保护分界断路器不仅具有处理相间短路故障的速段、过流及重合闸功能,同时具有对单相接地故障的零序保护功能,其零序保护电流整定值和保护动作延时时间均可调,给零序保护设置延时时间为△t,整定值为Iset0。单相接地发生前,即t1之前,保护不动作,断路器处于合闸状态；当发生接地后,故障线路零序电流超过Iset0,则保护进入延时,以此判断该单相接地故障是否为瞬时性故障,如为瞬时性故障,接地消失,保护不动作；如为永久性故障,则保护动作,断路器分闸,自动隔离故障。该断路器具有通信功能,可以实现隔离故障的自动反馈,以便使故障状况第一时间被监控和调度掌握。总结带有零序电流保护的分界断路器实际使用情况得知,对于安装于用户T节点处的带零序电流保护的分界断路器,可以快速切除单相接地故障,有效避免因单相接地故障引发主网母线的电容电流增加和非故障母线对地电压幅值的升高。同时避免单相接地时故障线路连续运行2h以及传统模式下故障选线拉合变电站内出线断路器而导致非必要停电情况的发生。

2.2 合理布局配变位置,使线路接头发热频率降低 注重线路基础建设,合理的预测未来的负荷；减小线路供电半径；选择与负荷相配的导线截面；事实证明,这些改变也可以有效减少10k V配电线路接地故障的发生次数。另外,为缩短接地故障的查找和排除接地故障时间,缩小停电范围,提高供电可性,变电站内可以安装小电流自动的接地选线装置,此装置可以自动选择发生接地故障的线路,准确率较高,时间较短。而且可以缩短非故障线路不必要的停电时间,提高电网供电可靠性,避免故障向周围扩大。在电网实际的运行中,一定要把此装置与各配电线的间隔零序电流互感器等来配合使用,否则就不能发挥应用作用；主线上装设分段开关、较长分支线装设分支开关,较短分支线装设跌落式熔断器；主线上分段装设接地故障显示仪,分支线上装设接地故障显示仪。

2.3 降低供电可靠性,减少供电量 对于单相接地故障的发生,首先需要进行人工选线,将没有产生单相接地故障的线路要及时进行停电处理,中断正常的供电体系；然后再将单相接地的配电线路的运行停止。在对故障进行查找和消除的过程中,不能使用户正常用电,尤其是在雷雨天气、植物生长期和夜间等条件下,不方便对故障进行查找和消除。根据统计结果,我们知道由配电线路的单相接地故障引发的供电问题,每年至少会减少十几万千瓦时的供电量,因此会对我国的经济效益和供电指标产生严重的影响。

2.4 应用新技术和新设备 为了对农网10k V配电线在运行过程中产生单相接地故障进行预防,我们可以采取以下的新技术和新设备。(1)安装小电流接地自动选线装置小电流接地自动选线装置可以自动对产生单相接地故障的线路进行选择,并且选择准确率高、所需时间短,因此可以降低非故障性停电的几率,防止故障的扩大化发展,提高供电的实际可靠性。在使用时,需要注意配电出线间隔上的零序电流互感器和本装置进行配合使用,否则难以发挥其应有的效果。(2)安装单相接地故障检测系统将信号源安装在配电出线的出口位置,同时将单相接地故障指示器安装在配电线路的开始、中部以及分支处的导线上,进行故障区段的指示。在配电线路产生单相接地故障时,我们可以依据指示器上的颜色的改变,找到故障存在的范围,从而快速的找到故障存在的位置。(3)使用防爆自动脱离型的过电压保护装置在变台和配电线路上使用的原金属氧化物避雷器和FS－10阀型避雷器换成防爆自动脱离过压保护装置,该装置在进行过电压保护时具有良好的放电效果,因此绝缘击穿的效率较低且耐多重雷击,在运行时也很稳定。并且脱离装置在进行长期的运行过程总出现的雷击损坏和锐化时都可以进行可靠的脱落,从而避免避雷器爆炸引发的配电线永久接地故障、人身安全以及设备安全等问题,具有流通量较大、残压较低且陡坡特性平坦、响应时间快等特点。

结语

通过对10k V配电线路单相接地故障的分析,了解单相接地故障对系统电压和电流产生的影响,总结出该故障特点。对于当前线路实际运行中单相接地故障处理,供电部门通过人工拉合开关进行分段查找故障点,导致故障线路运行时间不能有效保证供电可靠性。通过装设带有零序电流保护的分界断路器,可以缩短处理故障流程,大大降低单相接地故障处理时间；尤其安装在用户线路T接点处,可以降低因分支线路故障导致整条线路停运的事故发生。