电力系统配电自动化及其故障处理

彭进

摘要：阐述电力系统配电自动化运行常见故障类型，故障的解决措施，包括接地故障、短路故障、雷击故障、超负荷故障，根据具体的原因，有针对性地选择相应的处理方案。

关键词：配电线路;应对措施;接地故障;短路故障;雷击故障

电能的供应与经济的发展的存在密切的联系，电力能够为各类高新技术设备提供能源，使其生产效率得到有效的提升。目前，我国已经基本上完成了电网的全覆盖建设，相关的电力资源调度的优化改建也在逐步开展。配电线路作为直接联系用户、传输电力的最直接环节，起到连接着用户和电网的作用。配电线路分布范围广，几乎长期裸露在露天环境中，受环境影响较大，时常造成配电线路故障，导致配电线路的稳定性难以得到保障。

1 电力系统配电自动化运行常见故障类型

1.1 接地故障

接地故障作为配电线路运行常见故障，严重影响着配电线路的安全运行，根据当前具体实际情况，造成电路接地故障原因包括三个。具体主要体现在：（1）外力破坏：例如冰雪覆盖、线路遭到雷击、大风导致树木压塌配电线路。（2）在配电线路的运行过程中，由于管理不到位造成接地故障。例如，配电线路质量未能够达到国家的标准规定，绝缘子、变压器长时期运行，容易出现断裂及老化等问题，从而造成接地故障。（3）人为因素：相关工作人员在对配电线路进行检修时，由于操作不规范，给线路造成损伤。鉴于此，为了降低故障所带来的影响，需要对接地故障产生的原因进行分析，有针对性地制定相应的措施，降低配电线路的绝缘故障所造成的影响，确保人们的生命安全。

1.2 短路故障

在电力系统当中，短路故障是常见的故障类型。在配电线路当中，这一故障的危害源于瞬时过电流对设备产生冲击，甚至还会产生连锁反应，使原本线路的薄弱点进一步受到冲击，扩大了故障范围，它是对配电线路造成伤害最大的故障。

根据短路故障研究发现，电位导体产生短接现象成为故障发生的主要原因。同一线路中绝缘层破损也是其故障发生的原因之一。此外，在配电线路施工过程中，因施工工艺不良、验收不严格，同样会增加短路故障发生的概率。

例如，在线路敷设的过程中，如果没有严格按照相关标准规范进行导线对接，接头施工工艺不良将导致长期运行中接头发热，久而久之将烧断接头引起相间短路。

1.3 雷击故障

雷电故障是配电线路常见故障之一，它的出现具有季节性、地域性的特点。雷击故障主要发生于夏季雷雨季节、空旷地区或山区，云层中电荷聚集过多产生的放电现象，云层中携带的电荷属性与地面是异性，因此互相吸引，这也是造成雷击的主要原因。在配电线路的实际运行过程中，由于长期传输电流，这就会使线路表面出现辐射场，个别导线、设备尖锐处在空旷地带往往会更加容易吸引雷电。当发生雷击现象的情况下，将会造成线路、设备损毁，甚至严重的情况下，还会造成周围设备着火燃烧，严重影响区域内配电线路的安全稳定。

1.4 超负荷故障

超负荷又称过负荷，是电流远大于设备可承受电流的一种现象。针对超负荷故障而言，通常又被称之为过载现象。在线路传输电流超过自身可承受的范围时，线路局部连接不良处、薄弱环节处会出现过热等现象，导致绝缘层出现损坏，从而形成短路、断路故障，严重的情况下还会引发火灾。当线路出现着火的情况，不但造成周围设备出现损坏，而且烧断的线路与地面接触，还会造成单相接地故障，有人身触电隐患。由此可见，超负荷故障与短路、接地故障存在较大的联系。

2 电力系统配电自动化故障的应对措施

（1）接地故障应对措施。根据相关数据分析，造成接地故障的原因很多，总体来讲是因接地保护体系的平衡遭到破坏所致。在当前问题的影响下，导致解决结构的绝缘作用难以得到有效的发挥，从而造成线路的短接。在接地故障的处理过程中，需要预先测量需要检测线路的电阻值。在实际的故障排查过程中，在未发现明显断线的前提下，可采用分段试送逐段隔离的方法，缩小故障范围，最终找到故障点并及时消缺。当前10k V配网中，站内开关及配电线路分段开关、非界开关已逐步装设单相接地保护告警装置。在实际的应用过程中，相关设备通过识别零序电流值大小，判别线路负荷侧是否有接地故障，起到警报、跳闸的作用。即当出现单相接地的情况下，该线路段上的警报器会向控制中心发出警报信息或直接跳闸。在单相接地保护设备的运行过程中，必须保证警报设备具备较高的灵敏度，提高故障的快速反应率。在对故障进行判断的过程中，通常可使用GPRS设备对故障点做出准确的判断。在实际的维修过程中，需要及时对绝缘子、避雷器等进行更换。

（2）短路故障的应对措施。根据短路故障的特点，在发生短路故障的情况下，为了减少故障停电范围，配电线路中的保护开关会自动断开故障段线路，缩小停电范围。在排查短路的故障点过程中，应根据短路类型、线路地域特点、季节性特点、是否有施工路段等等因素综合考虑，结合二遥、三遥故障指示器动作情况，缩小故障点，最终找到故障点并修复。常见短路类型有柱上断路器击穿、外破断杆断线、小动物短路等，对不同的故障采取不同的修复方式，不能一概而论。无论何种修复方式，都应以“先复电后抢修”“能带不停”原则，确保最短时间、最小停电范围修复故障。

（3）雷击故障的应对措施。为减少雷击故障发生的概率，通常可采用的措施包括加装脱落式避雷器（或固定间隙避雷器）、接地线路的电阻测量及更换绝缘子等。各个地区应当根据当地的具体实际情况，有针对性地采取应对措施，确保配电线路防雷设备能正常运作。现如今，10k V配电线路常采用固定间隙避雷器，传统的直接式氧化锌避雷器逐步被淘汰，一旦发生雷击故障容易导致避雷器击穿造成单相接地故障发生，而固定间隙避雷器能有效地阻止该情况发生。山区线路中，雷雨季节时常出现雷击故障，而线路避雷器装设密集程度又高，运维人员往往束手无策。避雷器起作用地关键在于接地电阻，山区线路接地电阻往往较高，制约了避雷器发挥作用，为此可采用减阻剂，减少线路接地电阻。现阶段，传统陶瓷绝缘子在国内广泛使用，在污染严重、污闪频发、雷击高发区，该绝缘子无法应对配电线路保护需求，需要及时更换掉陶瓷绝缘子，采用硅胶材质绝缘子。

（4）超负荷故障应对措施。超负荷故障是由配电线路中电流过大所致。其中超负荷故障预防措施目前较为单一，即电流值穿透、热成像法等，通过系统电流峰值、发生时间确定、线路测温确定等方法，能够对线路超负荷位置做到全面了解，为后续维修工作的开展提供了保障基础。在实际的维修过程中，对卡脖子的线路采取增加线径、对载流量不足的开关、刀闸采取设备更换的方式开展维修工作。必须意识到线路本身的温度对绝缘层的影响十分重大，要采取措施避免绝缘层电阻值下降后所造成的隐患，与此同时应当注重检修过程中的施工工艺，避免线路接头施工工艺不良引起发热，对后续设备发热情况分析会造成误判。

3 结语

随着社会经济的快速发展，电力行业起着积极的推动作用，同时对于电力稳定性、安全性有较高的要求。在电力系统的实际运行过程中，经常会出现配电线路方面的故障，不但影响着电力系统运行的稳定性，而且还对电力行业的声誉造成较大的影响。在这种情况下，电力企业需要对常见的故障类型进行详细分析，并且根据具体出现的原因，有针对性地选择相应的处理方案，这样才能够提高电力系统的运行效果，最大程度发挥电力系统在经济发展中的作用。

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