低压台区故障快速定位与处理分析

2022-07-11郭鹏洲蔡田田邓清唐陈波李肖博

电子技术与软件工程 2022年4期

郭鹏洲蔡田田邓清唐陈波李肖博

（1.威胜信息技术股份有限公司湖南省长沙市 410000）

（2.南方电网数字电网研究院有限公司广东省广州市 510700）

随着智能电网的建设和发展，在低压台区故障处理工作中，也开始积极应用技术手段，通过各种智能软件和应用系统，快速定位故障、处理故障，提高计量稳定性和可靠性。对低压台区的线损故障和漏电故障进行系统分析，不断调整和优化各种故障处理方式，则能够着实改善供电服务、提高用电效能，切实保证用电稳定和安全。

1 低压台区故障成因分析

1.1 线损故障

1.1.1 考核表计量装置

由于电力输送等问题造成电力损耗问题，将会直接影响到电力系统正常的线损考核。造成低压台区线损故障的原因多样，考核表计量装置不合格则是主要的影响因素。使用考核表计量装置获取基本的数据信息，相应完成电力系统的管理和分析，但是如果考核表计量装置自身就是不符合质量要求的，后续线损考核计算也很容易出现问题，甚至线损误差已经严重超出正常数据信息。通常而言，考核表计量装置不合格多直接表现为线损计算为负值，后续出现线损故障也很难做出判断和位置识别。

1.1.2 用户计量装置

合理选择计量表则会直接影响到低压台区线损管理效能，也会影响到用电安全和用电稳定。如果用户自身用电量较少，线损也较少，可以直接忽略不计，但是如果用户自身用电较大，在计量表选择不佳的情况下，线损也会相应增大，给用电用户造成严重的电力损失和经济损失。无论是用户计量表装置，还是考核计量表装置，二者都有可能由于计量表质量问题和CT 接线错误，造成后续线损严重。特别是在穿芯CT 穿匝线严重不足的情况下，将会严重影响到各种设备设施的使用，产生较大的线损误差。

1.1.3 用户反窃电行为

随着用电需求不断增大、电力企业规模也在相应增大，但是部分用电用户为了缩减成本投入，恶意拖欠电费，甚至产生偷电行为，严重危害社会公平正义，阻碍电力市场的正常运行。用户反窃电行为是当前阶段线损管理较难应对的一种问题，特别是在低压台区线损管理工作中，在管理时，则可以通过运用考核表，直接将考核表和用户计量表进行连接，完成用电量的全方位勘测，但是对于那些绕开电表意外的窃电行为，则很难进行处理。需要注意的是，也正是由于用电窃电行为的随机性和随意性，使得窃电位置往往难以准确判断，用户用电统计数据信息也很容易出现错误。

1.1.4 电阻过大

对于低压台区线损故障，将会受到自然环境因素、人为因素等多种因素的共同影响，也正是由于线路故障、电阻突增，相应造成线损故障。线损故障原因多样，可能是由于设备自身质量性能不佳，也可能是由于线路管理不当，低压台区连接着多样化的设备，这些设备连接不当、连接线不符合标准，也会相应形成过大电阻，从而阻碍正常的电流流通，造成大量的线损意外，增大线路故障和线路风险。

1.2 漏电故障

1.2.1 用电发生漏电故障

近年来，电力需求不断增大、用电量和用电水平不断提高，各种漏电事故发生频率不断增加，严重威胁周边人们的生命健康和财产安全，在此情况下，则需要积极采取应对措施，有效识别和处理漏电故障，快速定位和识别漏电发生位置，处理漏电故障。事实上，只有在第一时间挖掘漏电故障点、安排维修人员进行故障处理，才能够将漏电故障的危害降到最低，切实保证用电稳定和安全。事实上，在分析漏电故障点之前，则需要在日常工作中，分析造成低压台区产生漏电故障的原因，在日常工作中坚持以防范为主、治理为辅的工作路线，将低压台区产生漏电故障发生的可能性降到最低。其中，用户用电故障则是一种较为常见的漏电故障类别。

在日常生活中，家用电器的使用和家用线路的铺装都有可能会造成线路故障，进而引发漏电事故。如果在日常生活中，用电用户并未科学安装剩余电流动作保护器或者剩余电流保护器，在后续工作中很容易影响到剩余电流动作保护器或者剩余电流保护器的正常使用，甚至滋生电力故障，造成设备漏电问题。需要注意的是，如果是在用户家中产生漏电故障，漏电故障多发生在室内、危险性大、工程隐蔽，整体定位查询与处理也十分不易，严重损害用电安全，这就需要用电企业能够加强监管，切实降低漏电故障风险。

1.2.2 低压线路出现漏电

除了用户用电发生漏电故障，低压台区低压线路如果出现问题，也很有可能会影响用电安全、造成漏电故障。低压线路故障问题引发的漏电事故不同于用户用电漏电事故，故障点多集中于室外，不仅可能会出现在通讯、邮电，而且低压线路漏电故障也有可能会出现在树木接触电线、用户违章挂钩等电力使用频繁的地区。低压线路漏电故障大多供电半径过大，线路安装不够科学规范，甚至出现线路接线方式错误、交叉跨越等诸多问题，这些线路问题的存在，都在一定程度上加大了漏电故障发生的可能性、增大漏电故障处理难度。

1.3 三相不平衡

三相不平衡作为当前阶段出现较为广泛的一种电力故障，由于配电变压器用户侧往往带有大量的单相负荷、非线性符合，电力用户较为分散，这也就使得用电呈现不均衡性、非周期性，后续三相负荷分配也很容易出现不均衡的情况。一旦出现三相不平衡的情况，不仅会影响到配电变压器的正常使用，也会相应损害高低压电压线路的质量，增加线路损耗、增大不平衡电流，造成线路损毁问题。

2 低压台区故障技术定位处理

2.1 线损处理

合理配电能够予以人们稳定可靠的用电保障和用电安全，电力输送期间，整个输送过程很容易受到外界环境的影响，使得配变电线损问题相应发生、增大电力损耗情况。在此情况下，则需要及时进行线损处理，将电损耗降到最低，切实减少电力浪费和电力故障安全。线损故障处理是一个系统性工作，需要耗费较长时间，需要合理分析整个用电数据信息，切实提高线损管理积极性和可靠性，降低低压台区线损故障发生的可能性。

2.1.1 考核表

考核表是一种较为传统的处理方法，在安装考核表时，沿着责任管理制度，注重日常考核表和计量表的审查工作，一旦检查发现考核表、计量表出现异常状况，则需要及时进行数据记录，便于做出线路判断，排除故障发生原因，切实降低考核表故障发生的可能性。

此外，治理低压台区线损故障，以技术为支撑，完成配网网架结构的调整和优化。采用无功补偿的方式，增设低压无功补偿电容器，完成功率因数和电压质数的提高。

2.1.2 用户计量表

在安装用户计量表时，则需要尽可能保持低压台区计量表、用户计量表的统一性和稳定性，合理划分安装区域和负责人员，着力提高用户计量表的稳定性和可靠性。对于那些负责安装低压台区用户计量表的技术人员，则应当和低压台区考核表和计量表的技术人员保持一致，让技术人员能够更加全面的掌握设备使用情况，维护电路运行安全和可靠。一旦后续低压台区各种设备出现计量表故障，技术人员也可以在第一时间进行故障考核与处理。但是如果技术人员经判断发现并非是低压台区考核表出现故障，也不是计量表和用户计量表的故障，在进行计量表故障判断时，则可以从用户反窃等因素进行分析和研究，着力降低低压台区线损故障发生的可能性。对于那些使用时间较久的计量采集装置，则可以通过设置安排计量装置的轮换计划，定期轮换计量采集装置，无论是集中器、无线采集器，还是载波采集器，都能够得到及时更换，如果计量出现异常状态，也可以快速进行处理，切实降低由于计量异常造成线损故障发生的可能性。

2.1.3 反窃电管理

在用电故障管理期间，用户反窃电行为的发生也会在一定程度上导致计量表出现错误、用户用电统计出现错误。针对这种问题，可以检查用户计量表，一旦在日常检查工作中发现用户计量表出现各种故障，则需要及时进行计量表维修，或者直接更换同规格新的计量表。

不断加强有关反窃电的调查研究，引领社会公众形成道德用电的理念，切实避免出现盗电行为。当盗电行为严重，甚至直接损害国家电缆以及其他电力公共设施，则需要依据法律要求进行追责处理。随着多种现代信息技术的快速发展，在应用计量表时，还可以加强技术应用，研发形成智能电量表，以技术为支撑，借助智能计量和监控装置，完成动态化的电力监测和用电分析，从根本上将用户反窃电行为发生的可能性降到最低。其中智能电量表类型多元，以三相本地费控智能电能表为例，三相本地费控智能电能表则充分借助大规模集成电路，将数字采样处理技术应用于用电管理工作中，能够从用户实际用电情况完成数据获取和分析，技术应用简单，不仅可以应用于各种住宅小区，同时还可以将其应用于商场、办公楼，将数据显示、计量、报警等多种功能整合到一起。此外，还可以将监测采集系统和一体化电量系统整合到一起，以智能化的检测系统，便能实现智能化的窃电行为监测效用，还可以安装透明表箱盖，整个窃电管理工作简单且直接，无需直接将铅封拆除，便可以完成整个用户接线情况的检查，切实提高窃电检查效率和效果。

2.2 漏电处理

2.2.1 兆欧表

低压台区漏电故障具有严重的危害，不仅影响到正常的用电安全，严重时甚至会威胁人民生命安全和财产安全。通常而言，在发生漏电故障后，需要关闭漏电故障操作开关，但是如果在开关关闭一段时间之后，依旧造成电路跳闸问题，工作人员再度寻找漏电点十分困难，无论是漏电定位，还是漏电位置识别难度都相应增大。基于既往漏电事故统计调查研究发现，大部分漏电故障的发生都与用电用户保持十分紧密的联系，如果用电用户电器使用不当，后续电路出现漏电跳闸情况的可能性也会相应增大。尽管很多用电用户都已经安装完成末级漏电开关，但是如果出现漏电电流和标准漏电电流二者存在一些偏差的时候，末级漏电开关也很难正常发挥自身功效。

线路故障发生位置多样，如果用电线路故障都没有达到末级漏电开关的额定数值，都会直接影响到漏电开关的正常效用，滋生电路安全问题。如果出现末级漏电开关质量不佳，甚至末级漏电开关本身就已经出现质量问题，也有可能会造成总漏电开关失去既有效用，影响到用电稳定性和安全性。无论发生了上述哪一种电路安全问题，都需要技术人员率先检查线路跳闸情况，对线路跳闸原因进行全面分析和判断，无论是由于用户用电不当造成，还是由于架空线引发的用电故障，都需要清晰明确具体的原因，相应采取处理措施。一方面，对于用户用电不当造成的漏电故障，则可以采用兆欧表。兆欧表作为一种应用较为广泛的测量仪表，能够有效防止因绝缘物老化造成的漏电故障或烧坏设备问题，在使用时，也需要从兆欧表自身应用特点出发，掌握兆欧表的使用特性，合理选择兆欧表规格。基于额定电压，兆欧表规格多样，不仅有50V、100V，同时还有1000V、2000V 的高压兆欧表，在实际测量时，如果选择那些额定电压过低的兆欧表，绝缘电阻测量不够清晰准确，也很容易出现测量错误，如果选择那些额定电压过高的兆欧表，绝缘电阻测量不仅不准确，还有可能造成绝缘损坏和设备损害，这就需要合理选择兆欧表的型号和额定电压，在对漏电故障进行定位处理时，则主要运用额定电压为500V 的兆欧表。

使用兆欧表时，则需要预先断开跳闸线路上的相线、合上开关中性线，以500V 兆欧表为依托，实现漏电故障线路和室内设备的全过程检测和系统性分析，特别是一些自身功率较大的设备。在对大功率设备进行检查时，则需要预先关闭用户开关，进而完成接地处理，实现各种设备绝缘电阻的精细化测量。需要注意的是，处于不同的季节气候，绝缘电阻也很容易受到气候环境的影响，例如天气晴朗时，绝缘电阻通常都高于0.5MΩ，而当气温降低，甚至是雨雪天气，绝缘电阻通常都高于0.1MΩ。技术人员可以直接根据绝缘电阻的实际勘测数据，完成绝缘电阻质量的判断和分析，进而实现线路漏电故障的快速识别和分析。

2.2.2 钳形电流表

三相四线制供电是一种较为常见的供电方式，在日常供电过程中，无论是采用单相供电方式，抑或是采用三相供电回路，最终都有可能会影响到供电情况，一旦出现导线破损，甚至供电设备绝缘出现故障，都会直接影响到供电系统的稳定性和安全性，电流则可以借助大地作为载体，完成配电变压器中性点的流向转变，对于整个供电回路，回路电流相量的加和值则很难继续保持在零值，将会相应发生转变。鉴于此，则可以通过钳形电流表的使用，依托于毫安级电子钳电流表的应用效能，完成导线测量和漏电测量，基于电流表上的勘测数据信息，工作人员便可以清晰明确地了解回路剩余的电流的数值。钳形电流表是一种应用较为灵活的处理方式，能够实现短时间范围内的快速检测，直接就漏电故障作做出定位识别和系统分析，切实提高供电服务质量，提高用电稳定性和可靠性。

钳形电流表充分借助三相四线制供电的应用特点，完成漏电开关跳闸故障位置的快速识别和高质量处理。当把4 根导线同时放置在钳形电流表，则可以完成钳形电流表和导线的协同作用，清晰明确地显示互感器的一次侧、二次侧的数值。使用钳形电流表对漏电故障进行检测和分析时，还需要对漏电情况进行判定，当漏电故障发生，导致漏电故障开关难以闭合发挥效用，则需要先检查开关质量，判定是由于漏电开关问题还是线路漏电问题，不同漏电故障的处理方式也存在明显差别，如果只有由于线路问题导致漏电故障、造成跳闸，只需要及时关闭开关，避免线路继续运行即可。具体而言，需要技术人员及时拆除漏电开关的进线中性线，明确漏电故障点之后，则需要将影响漏电故障的位置开关直接关闭，避免由于漏电问题加大危害。使用钳形电流表，则可以预先将其设置为毫安挡测量相线电流，保证钳形电流表的稳定运用和科学测量，钳形电流表测量和表现的结果则是漏电电流数值信息。钳形电流表测量方法简单方便，技术人员直接通过分析电流表检测数据，分析漏电电流数值大小、检查用电线路，则可以实现漏电故障的快速识别和快速处理。

2.2.3 四线单火钳形表法

当前阶段，还有一种新型低压台区漏电故障处理方法，也就是四线单火钳形表法。四线单火钳形表法是对传统故障处理方法的优化升级，主要通过连接电源、并联低压台区低压四线出线，以钳形电流表的协同作用，完成故障线路的逐级检测和系统分析，切实提高漏电故障定位安全性和可靠性。采用四线单火钳形表法能够以四线并联的方式，相应降低电流数值，一旦出现漏电故障的相线，相线同地面则会相应发生反应，形成电流回路，这种电流较大的电流回路，则可以直接将其认定为漏电电流。

2.2.4 智能漏电检测系统

近年来，电力需求不断增大、电力供应不断增多，面对着无时不用电、无处不用电的用电环境变化，为了切实保证用电安全和稳定，则需要不断加强用电系统的安全监察和管理工作，基于国家相应法律法规及企业规章制度，采用全过程、精细化的监察管理方案，将低压台区故障发生的可能性降到最低，切实保证各种电力设备的平稳运行，实现用电信息的全面监测，充分发挥用电监察的积极效用。在设计时，除了采用较为传统的电力检测方法，还可以通过用电检测系统的设计与应用，完成线路用电情况的整体分析。整体功能设计，关注用户用电情况的智能采集，基于智能融合终端的基本业务功能，完成数据采集、信号转换，进而完成数字信号的判断。例如，当对用户漏电情况进行分析时，则可以借助智能融合终端，对用电数字信号进行分析，如果已经超出10mA，则表示已经出现漏电情况，如果已经超出30mA，则表示已经出现断路情况，可以直接借助系统功能，直接将电源断开，完成电路保护的作用。整体智能用电检测系统，则需要将漏电流信号采集电路、报警电路等功能整合到一起，切实完成各种用电故障的检测功能。需要注意的是，在对低压台区各种用电故障进行定位处理时，需要结合当地电网规划要求，注重电力线路和电力设备的全过程检查。特别需要注重设备检查工作，避免电力设备由于气候环境、长期使用等因素，影响设备应用效能、降低用电质量、滋生用电故障。保证智能检测系统和各种用电设备的稳定连接，切实提高故障检测水平，保障检测人员安全。

在对硬件电路进行设计时，则可以将相应的芯片和2GB DDR2 和8GB FLASG 存储器结合在一起，搭建形成可靠且稳定的智能配用电台区终端平台，实现统一化的用电信息采集，满足配网业务的灵活应用。在对软件程序进行设计时，则可以沿着低压台区常见用电故障检测和LED 显示模块两方面展开分析，当上电之后，便可以完成系统初始化流程，调动相应的程序，完成数据信息采集和数据信息判定，如果出现电力数据信息不符合规定的情况，软件程序则会相应调动报警设备，启动蜂鸣器报警、完成保护电路。事实上，用电监察管理在低压台区用电故障管理过程中始终发挥着十分重要的作用，在软件程序设计上，则秉持着科学管理理念，采用全过程监察的工作模式，能够在一定程度上及时识别低压台区用电故障，还可以着力提高电力管理水平，改善供电服务质量。智能化用电检测系统不同于一般的检测装置，整体工作效能更高、故障检测也可以更加精准，能够切实保证整体电路运行状态都处于控制之中，切实提高用电安全水平，保证电力供应的稳定性。

在智能用电检测系统中，基于系统带有的AD 转换器，则可以将电力采集信号直接转换成未数字信号，这些数字信号便能够和事先在软件程序中设定好的数据信息进行对比分析，完成整个电路运行状态的分析，分析结果则可以直接传送到显示屏中进行直观显示，对于后续用电管理也能够更加方便。需要注意的是，在进行低压台区用电监察，整个处理过程想要实现多种故障的快速识别和处理，程序设计期间，需要关注电路安全管理工作，加强电路安全和设备管理，从设备设计、制造、维修等多方面进行系统分析。并且，在正式设计系统、完成软件程序设计之前，需要就用电情况进行初步分析和判断，确保智能用电故障检测装置运营稳定且通畅。特别是用于施工场地进行用电故障安装工作，不仅需要关注一般电力传输问题，还需要采取有效手段应对隐蔽性的电力问题。在工程施工期间安装电力设备，加强全过程用电故障监管，切实保证电力设备质量好、可靠性强，并能够加强电力设备验收检查，确保智能检测系统能够处于安全稳定状态，系统能够发挥应用功效。如果运输线路故障隐患并未及时发现，后期用电很容易出现问题，甚至会滋生安全隐患，在此情况下，前期系统开发和软件程序设计便显得十分重要。

2.3 三相不平衡智能定位处理

同智能漏电检测系统大体保持一致，三相不平衡智能定位检测系统，也可以充分整合多种技术手段，以三相电流的全过程检测，完成负荷电流的数据信息判断。通过智能控制检测系统，可以形成模块化的软件从设计方式，完成三相不平衡故障检测、定位和处理。整体设计时，则需要着重于电网分析，采集电压信号、电流信号，并对电压信号、电流信号进行计算和处理，采用特定的算法，完成电量信息的综合计算，为了达到三相负荷的平衡性，则可以采用LoRa 无线通讯，完成驱动信号的发送，平衡三相负荷。事实上，三相不平衡监察系统在低压台区用电故障管理过程中始终发挥着十分重要的作用，在软件程序设计上，则秉持着科学管理理念，采用全过程监察的工作模式，能够在一定程度上及时识别低压台区用电故障，还可以着力提高电力管理水平，改善供电服务质量。在软件程序设计时，则可以沿着上电、初始化、电路故障检测、故障原因分析、处理的环节进行。通过对硬件电路的计算，完成电路过压、过流、过温故障的综合判断，一旦在电路检测期间，发现故障，则需要及时进行处理。如果电路数据保持正常运行状态，则可以通过智能软件，完成有功、无功、三相不平衡度的计算工作，基于获取得到的结果，就换相操作做出判断。