基于10kV配电网的故障监控与处理方案分析

岑耀扬

摘要：文中主要分析了10kV配电网常見故障类型，并针对每种故障通过具体的案例分析提出了处理的方案。

关键词：配电网;故障监控;单相接地;PT断线;过电压

中图分类号：TM732

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）01-0028-02

0引言

10kV配电网涉及面广、影响面大，是重要的公用基础设施，它直接关系到工农业生产、市政及广大人民生活到呢个安全可靠供电的需要。如何正确有效地判断、查找、处理配电线路故障，缩短停电时间，及时恢复供电尤为关键。[1]

1 10kV配电网监控模式简介

10kV配电网故障监测系统主要是指安装在配电架空线路上，和断路器及FTU等设备完成一体化配置的前端采集系统，以实现对配电网实时运行状态的全面监测。通过监测系统对故障电流、故障电压以及短路信号的监测，可快速判断故障类型和故障区间定位，同时发出报警信号，有利于配电网运维人员更加及时、高效的定位并处理故障，防止故障进一步扩大，缩小停电范围。

2 10kV配电网常见故障类型分析

2.1单相接地故障

10kV配电网发生最常见的故障之一就是单相接地故障，表现为故障相电压降低，非故障相电压升高，零序电压3U0大幅升高;当发生完全接地时，故障相电压降为零，其余两相电压反而升高质线电压并保持不变，零序电压3U0升得最高;而发生间歇性接地故障时，故障相电压时减时增，非故障相电压时增时减，或有时正常。[2]

当配电网发生单相接地故障时，监测系统主要的警示信息表现为绝缘监测装置发出警铃同时对应的光字牌闪烁，电压设备指示电压下降甚至为零。配电网运维人员应结合信号设备、接地选线装置等各类信息，分析中性点位移电压和各相对地电压的变化，查明哪条线路发生了接地故障。

2.2PT断线故障

（1）当PT高压熔断器熔断一相时，熔断相的接地电压表指示电压接近为零，其他两相电压电压正常

或略低，功率读数不准确。熔断线的线电压偏低，三相电压不平衡。且PT熔断相的低压侧有零序电压，电压值大于接地限值，接地装置将发出PT断线信号。

（2）当PT低压熔断器熔断一相时，各相电压的表现和高压熔断器发生熔断时的现象基本相同，但由于熔断发生在PT的二次侧，仅仅影响发生熔断的该相电压，不会有零序电压。所以可以利用电压表来测量对比熔断器两侧的电压来判断是否发生了PT低压熔断器熔断故障。

2.3谐振过电压

在10kV中性点不接地系统中很容易发生谐振过电压，尤其是在系统发生单相接地时很容易产生分频谐振。当发生谐振时，相间电压不变，PT三角会出现谐振频率电压，中央信号会发出“系统单相接地”信号。所以，若不仔细分析其电压变化，很容易误会为系统单相接地故障。

谐振过电压主要分为基波谐振、高频谐振和分频谐振。当发生基波谐振时，一相或两相的电压下降但不为零，而其他相电压升高超过线电压;当发生高频谐振时，对地电压的过电压小于或等于4倍相电压，三相对地电压一起升高超过线电压;当发生分频谐振时，三相对地电压依次升高，并在特定的1.2到1.4倍相电压间作低频摆动。

3故障案例分析

3.1单相接地故障分析

故障现象：某10kVXX线发生A相零序接地故障。

故障分析：10kV零序接地故障是10kV配电网比较常见的接地故障，发生的原因的种类主要有：

（1）雷击过电压造成线路设备对地放电或者由于线路绝缘子脏污在阴雨或湿度较高的天气发生对地闪络而引起接地;

（2）过高竹树木、飘挂搭线、外力破坏等引起短路接地;

（3）小动物触碰跌落式熔断器、避雷器、变压器接线柱等设备或者小动物进入高压电缆分支箱、高压配电柜等造成短路接地;

（4）10kV线路设备如线路隔离开关、跌落式熔断器残旧老化造成绝缘不良，导致出现接地现象。

故障查找：

（1）可通过10kV配电网故障监测系统明确线路故障范围和性质，并根据巡视记录、环境特点和客户反映情况，优先巡查这些隐患点。

（2）巡查架空线路的运行情况如是否有树木、异物压在导线上面或者距离太近，导线扎线、接头、引下线是否烧断，导线是否有烧伤痕迹，导线有无断线并坠落地面。

（3）查看配变及周边地基下是否有遭受雷击的小动物，查看瓷瓶、避雷器、隔离开关绝缘部分是否被击穿，看跌落式熔断器的熔丝是否熔断，查看绝缘子是否有闪络、发电痕迹，玻璃绝缘子是否自爆、掉串，瓷横担、悬式绝缘子是否爆裂，横担是否变形等。[3]

本案例中故障发生时天气晴朗，可排除由于雷击或其他天气引起的接地。经运维人员沿线巡视排查，没有发现有树木倒靠及漂移物挂靠等异常现象，检查各专用变配电设备也没有异常情况，同时发现该10kV线路#8杆A相硅橡胶柱式绝缘子固定导线不牢，确认其导线跌落横担而导致发生故障。

故障处理：向调度申请将故障线路隔离，由其他环网线路转供非故障区域，恢复非故障区的供电，同时将同杆架设双回路的另一条线路停电。安排运维人员将故障线路A相跌落横担的导线绑好在绝缘子上，并检查杆上无留物后向调度申请恢复供电。

3.2PT高压侧熔断器熔断故障处理

故障现象：该10kV系统为中性点不接地系统，10kVPT为高压侧星形接线，中性点直接接地接线方式，经测量判断发生了高压侧熔断器熔断事故。

故障分析：造成PT高压侧熔断器熔断事故的原因主要有：

（1）PT的低压侧二次回路或设备发生短路故障，但由于低压侧熔断器选用的额定熔断电流过大未能熔断而导致高压侧熔断器熔断;

（2）PT内部发生故障如匝间短路、相间短路或接地故障等引起PT高压侧熔断器熔断;

（3）在10kV中性点不接地系统当发生单相接地时，由于非故障相的电压升高至线电压，从而引起高压熔断器熔断。尤其是在发生间歇性弧光过电压时，更会产生数倍的过电压，从而产生铁磁谐振过电压，引发熔断器熔断。经运维人员试验检查确定，该PT内部完好，二次侧回路正常，没有异常现象。因此判断为是弧光过电压而造成的高压熔断器熔断。

故障处理：停用故障PT，并取下低压侧熔断器以防止其向高压侧反充电，然后再安排检修人员更好高压侧熔断器。

3.3谐振过电压故障处理

故障现象：某10kVII段母线电压突然发生异常报警，母线电压数据显示为Ua：8.7kV，Ub：5.6kV，Uc：5.0kV。

故障分析：当发生单相接地故障时，应有故障相电压下降为零，非故障相電压上升;当发生PT熔断器熔断时，应表现熔断相电压为零，其他相电压保持不变。若是由于PT中性点接地不良造成中性点电位位移，而导致母线三相电压不平的话，应在投运时就会发生该现象。所以，根据分析可以将上述三种可能发生的故障排除，提出了发生电网谐振过电压的可能性。

当10kV配电网发生如瞬间弧光接地或者断路器突然合闸的情况使，由于冲击导致母线某相电压瞬间升高，导致其三相对地电压不平衡而发生中性点电压位移，若此时刚好满足谐振参数就很容易产生谐振过电压，表现为有母线电压接地告警信号，三相电压发生偏移，消弧线圈动作等现象。

故障处理：本案例可初步判断为一起典型的谐振过电压故障，可通过破坏谐振条件如拉开母线上的接地变（带有消弧线圈）或者断开某条出线的断路器，待母线电压恢复正常后再将其投入运行。

4结束语

文中对10kV配电网在故障监测系统下常见的故障现象进行了简要说明，并总结了故障发生的常见原因分析和处理措施，给10kV配电网人员提供了故障处理的参考，以提高故障处理效率。

参考文献

[1]郑宗安.提高供电可靠性的探讨[J].中国电力，2002，35（4）：32-34.

[2]施慎行，董新洲，吴家华，等.配电线路单相接地故障自愈方案[J].电力自动化设备，2012，32（11）：97-101.

[3]齐郑，张善，杨开增.10kV系统单相接地故障自动隔离与定位技术的研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（2）：27-29.