配电线路故障及自动重合闸保护研究

配电线路故障及自动重合闸保护研究

唐建立,李耸,程斌

华北油田电力分公司 河北 任丘  062550

摘要：电力系统发生故障的原因多种多样。短路是由于地下电缆绝缘老化和过载造成的，小动物可能会进入开关柜，造成电路问题；雷电或外部电缆落在架空导体上引起的过电压，产生开关浪涌；树枝和其他导体落在架空电线上可能会造成短路。如果三个阶段中的一个或多个被打开，系统就会变得不平衡，传导线路也可能出现由电缆或架空线路接头故障，系统组件质量差或系统设计缺陷可能导致系统故障。这些故障表明，可以通过采用高质量的材料和增强操作程序的组件来改进系统架构，以防止出现这种问题。自动重合闸装置是一种断路器，有一种在配电网络中由于故障而打开断路器后自动关闭断路器的装置，无论是安装在电杆上还是安装在变电所上的自动重合闸，必须有一个集成和模块化的控制单元，用于所有单元的保护、控制和计量操作。

关键词：配电线路故障；自动重合闸；保护；

引言

配电线路是电力传输的重要载体，由高压变电站向配电站供电，再由配电站向用户供电，在此过程中，配电线路起到保证供电安全、稳定的作用。在实际应用中，高压配电系统采用三相三线的方式，低压配电系统采用三相四线的方式进行配电。根据用户的实际情况，可以分为城市、农村和企业。配电网运行的基本要求是：既要确保供电的安全性、可靠性，又要能长期稳定地工作，又要降低线路损耗，提高电力利用率；推动高品质的电力网络运营。

1自动重合闸

瞬态故障约占架空输配电线路故障的80%至90%。当线路与系统断开时，电弧熄灭，在电弧线路被充分去电离后，断路器重新闭合以恢复正常供电并重新给线路通电。当断路器自动闭合时，它被称为“自动重合闸”，最常见的暂态故障来源是雷击绝缘子，与外部导体的短暂接触也可能是停电失败的一个因素。临时缺陷占所有缺陷的十分之一不到，对于半永久性断层，一根小树枝最有可能是罪魁祸首，树枝必须重新点燃一次或多次充电，如果电线、绝缘体或导体损坏，落到塔上或地面上可能会导致长期故障。在电缆击穿的情况下，不建议自动重合闸，因为电缆绝缘击穿会造成长期问题。由于径向线路只连接到电源的一端，自动重合闸是最有益的。电缆两端两个不同的生产者之间相位连接分离，由于发电机必须保持同步，断路器的自动重合闸必须在它们漂移之前完成。特高压系统的可靠性和同步性是额外的优势，特别是特高压系统，相互连接的系统不关心线路丢失，因此不需要自动重新连接。部分电源即使有一条线路坏了，系统的任何部位都不会断电。

2配电线路常见故障类型

2.1单相接地故障表现

单相接地故障属于配电线路的常见问题，对电力系统的影响不容忽视，例如在发生该故障后，母线的PT检测零序电流，开口三角形上识别零序电压，并且励磁电流明显增长，且随着运行时间的延长，会导致PT烧毁等严重现象发生，导致变电设备绝缘击穿。造成单相接地故障的诱因较多，如线路周边树木生长茂盛而导致树枝与线路搭接；或者线路与建筑物之间的距离近而导致线路经空气放电而引发短路等。或者在雷击之后导致过电压造成绝缘子击穿，最终引发故障。

2.2变压器故障

变压器是一种将电网中的高电压转换成低电压的关键设备，它的质量对电力系统的安全、可靠的运行起着决定性的作用。在超负荷运行的情况下，配电线路上的电流热效应会迅速增大，并在一定的时间内熔断配电网；这会对电力系统的安全、可靠的运行产生一定的影响。

2.3三相短路故障

造成三相短路故障的原因是多样的，包括：（1）电气设备与元器件的损坏。例如因为设备绝缘或者老化等故障，导致设备运行期间击穿短路；或者因为相关设备维护、安装方法不合理而导致短路问题。（2）自然天气所造成的短路现象，是指恶劣天气状态所引发的短路，如大风天气导致架空线路倒杆断线；或者因为雷击实现造成过电压以及绝缘击穿问题

3配电线路常见故障预防措施

3.1新型重合闸动作方式

１）采用单相重合闸方式时，对风电机组注入负序电流，造成其机械损伤，加剧定、转子绕组发热，且会影响系统运行稳定性；２）采用三相重合闸方式时，尽管避免了负序电流的影响，但不利于自适应重合闸的故障性质判定。

3.2完善配电运检管理制度

随着时代的发展，人们对用电的要求越来越高，保障配电系统的安全是社会现代化的重要内容。因此，必须加强对电力系统的维修与保养。通过对电网运行与维修系统的系统分析，指出其存在一定的不足之处，无法与目前的实际状况相匹配。在新的环境下，运营管理需要加强，不断的改进与创新，使企业的经营管理系统得到进一步的改进和提高；公司自身的经营制度也在不断地改进和完善。维护管理体系要全面，对每一个小问题都要掌握好，不能忽略任何一个可能导致问题的细节。

3.3针对接地故障做好规划设计

接地故障由于一般不会发生跳闸现象，因此排查起来较为困难。传统配电线路接地故障的查找方法是将各条支路依次断开，逐一排查；或者利用试电笔和万能表进行测试。这些方法不仅费时费力，而且往往因为配电线路所处地区的复杂情况而无法开展工作。新的方法是利用微机选线装置来自动寻找。因此，应该在配电线路设计过程中充分考虑接地故障的问题，选择合适的产品。架空线路敷设符合电气安装规范，远离树木繁茂的区域，从而有效预防接地故障的发生。另外，可以对现有配电线路进行改造，利用机器人技术在原有裸露的导线上喷镀绝缘层，提高安全性能，减少接地故障。

3.4三相短路故障应对

（1）针对电气设备所造成的故障现象，在日常工作中也能够做好设备的定期巡查工作，观察设备本身有无故障缺陷，及时修复设备中的老化或者缺损问题；制定严格的电气设备维护策略，如相关人员应强化防止雷击、设备绝缘击穿等原因造成短路，并短路电流发生后会直接冲击电网并造成破坏。（2）在极端天气发生后，相关人员应第一时间应认真巡查电力系统状况，如大风结束后观察架空线路有无断裂、倒塌等情况；在暴雪、雷暴等天气发生后第一时间通过无人机观察电力系统状况，做好风险应对。

3.5运用故障分析法

该方法将现代计算机技术和网络信息技术相结合，可以提高电力系统在电力系统中的用电量和提高电力系统的处理能力。在实际运行中，通常采用电力系统中的工频电气量作为测量手段，通过对工频电气量的测量值进行分析，从而可以准确地判断出配电线路的故障所在。因此，维护人员的工作效率得到极大的提升；减少了员工在遇到问题时需要做的大量检查，减少了人力成本，提高了运检工作的效率。

结束语

根据资料显示，近年来我国用电需求逐年上升，供电正常和运行可靠直接关系国计民生。配电线路是电力供应的重要组成部分，由于受到人、设备、环境、管理等因素的影响，而常常出现各种故障，因此应该从管理和技术两个层面出发，采取积极有效的措施减少配电线路的故障，保障电力供应，提升电力管理水平，为社会经济的快速发展奠定坚实的基础。

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