低压线路故障查找与线路保护系统的应用

摘要：在三相四线制低压供电系统中，中性线断线是一种常见故障（如输电线路中性线被窃贼盗割或大风刮断;施工机械违章操作，导致中性线被挂断;三相不平衡，导致中性线线路过流，进而发展为中性线过热熔断），而配电负荷大部分为单相负荷，因用户电器的启停具有很大的不确定性，所以难以做到三相负荷完全平衡，同时在负荷较重的情况下供电距离较远的供电区域还易出现末端低电压现象。以上这些都是低压线路的异常情况。

当发生中性线断线时，中性点向重负荷相产生位移，使相电压降低，而轻负荷相电压升高。三相负荷不平衡度越严重，中性点位移量越大，负荷侧相电压越不对称，电压畸变越严重，一旦中性点位移偏大，不可避免地引发过电压烧毁用户电器的事故。一旦人体接触这些电气设备外壳，会造成触电伤亡事故。因此，本文针对低压线路故障查找与线路保护系统的应用进行了分析。

關键词：低压线路;故障查找;线路保护系统

一、应用背景与系统功能

农村低压电网一般都是三相四线制供电，当中性线因故断开，同时三相负荷不平衡时，将引起线路的各相电压畸变，从而导致某相的负载电压升高而造成该相部分电器设备烧毁。若此时中性线断路点后侧电器设备存在外壳漏电时，相当于带相电压，一旦人体接触这些电器设备外壳，就会造成触电事故。为杜绝此类事故发生，同时提高农村低压线路的故障查找水平，国网安徽宿州供电公司在原10kV配网智能架空线路故障查找系统的基础上，研发成功了低压线路故障查找与线路保护系统（本文简称系统），实现了断相线失电和断中性线2种状态的故障报警与线路保护。

（1）该系统将农村380V低压电网分成有多个分支的网状系统，当某个分支失电时，装置将发出报文到后台主站，通知低压台区哪一低压分支停电了。这时，供电所的人员就可主动上门进行维修，变被动停电维护为主动停电维护，从而降低客户的投诉率。

（2）在检测到三相四线制供电系统中性线断线后，一方面，在中性线断线点后侧自动投入临时工作接地点，使三相电压达到基本平衡，用户电压在用电设备额定范围内，保证设备的正常运行和防止事故的进一步发展;另一方面，在检测到断中性线故障后及时动作，可使变压器下面综合配电箱跳闸，避免烧毁电器设备。同时，将故障信息发送到后台的故障查找系统，通知相关人员进行维修。当供电所人员完成维修后，系统自动恢复原来的中性线工作。

该系统还可实时监测低压线路的末端电压值，对三相不平衡发出告警，供电所人员可以根据此信息动态平衡线路负荷;监测到的末端低电压状况，还可为线路的低电压治理提供依据。

二、系统结构

系统由前端的智能故障指示与断中性线保护装置、物联网云端系统以及相关的手机APP组成。运维人员主要依靠安装在手机上的APP软件获得相关的设备信息，并对整个保护系统进行参数的设置和更改。应用低压线路故障查找与线路保护系统，需要在线路上安装DLB-I型低压故障指示与断中性线保护装置（以下简称DLB-I型装置），如图1所示。

三、工作原理

相线失电：DLB-I型装置直接检测相电压，当相电压低或无电压时，可判断线路该相失电。

断中性线：DLB-I型装置利用中性线断线故障时，由于三相负载不平衡导致的各相电压不平衡形成保护判据，在准确判别故障后，自动投入临时工作接地线，使三相电压基本保持平衡，以此保证用户设备正常工作。

系统可同时将故障信息传送至供电公司的故障查找物联网云端上，物联网云端综合判断后，将故障信息发送到相关检修人员的手机上，提醒检修人员查找故障点，以尽早排除故障，提高供电可靠性，保证用户安全用电。同时，它也可以将停电信息发送给该条线路的用户，提高供电服务的满意度。

四、安装与应用

将DLB-I型装置安装在农村低压线路的分支线路首端合适的电杆上，其后任何位置断中性线、失电时系统都能起到告警保护作用。如图2所示。

运维人员用自己的手机号登录APP，可以实时得到自己所管理配电线路的运行情况，当故障发生时，会知道线路发生了哪些故障（接地、短路），哪些故障在哪些相线上发生。即使没有故障，也会收到一些运行信息，提示用户提前进行运行与维护。在低压线路这一侧，也能够实时得到线路的三相末端电压等实时数据。用户可以根据这些数据，配合换相开关等设备调整线路的负荷，从而达到负载均衡和三相不平衡治理的目的。同时，当发生低电压现象时，也可通知供电公司进行线路调整。

参考文献：

[1]低压配电台区三相电源缺相故障查找及处理[J].王伟杰，孙璐，徐璇.电子制作.2017（04）

[2]浅析低压配电线路中的保护系统设计与实施的重要性[J].唐俊.科技创业家.2013（19）

[3]低压配电系统保护的探讨[J].邱海乾.广东建材.2012（12）

（作者单位：国网通辽市供电公司城东供电服务中心）

作者简介：郭世辉，男，吉林四平人;汉族;学历：大专;职称：高级工;职务：工作负责人;研究方向：高低压线路及设备。