孟令彬
摘 要:配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,直接面向用戶網(wǎng),配電網(wǎng)決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及人們的生質(zhì)量。本文分別從單相和多相線路的故障特征進(jìn)行分析,最后根據(jù)分析進(jìn)行故障處理。
關(guān)鍵詞:高壓線路;故障分析;處理;
中圖分類號:TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-08-00-01
目前我國大部分城市采用的是高壓電壓等級向用戶供電,由于傳統(tǒng)“重發(fā)、輕配、不管用”思想的影響導(dǎo)致我國配電網(wǎng)建設(shè)速度與國民經(jīng)濟(jì)增長速度不匹配,配電網(wǎng)供電可靠性與供電質(zhì)量難以較好的滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求。經(jīng)常出現(xiàn)配電線路的線路故障,嚴(yán)重影響人們生活生產(chǎn)。因此,做好高壓配電線路的線路故障診斷具有重要的意義。
一、高壓線路故障分析
(一)單相線路故障特征分析。高壓配電線路正常運(yùn)行時(shí),三相電壓對稱,此時(shí)線路產(chǎn)生的負(fù)序電流很小。單相線路后故障線路負(fù)序電流明顯變大,而其它非故障線路負(fù)序電流變化很小。單相線路故障產(chǎn)生的負(fù)序電流絕大部分是由線路故障點(diǎn)沿故障線路流向電源,而非故障線路中流過的負(fù)序電流很小,其方向?yàn)橛赡妇€流向線路。單相線路故障后線路故障點(diǎn)兩側(cè)的電壓變化特征為電源側(cè)故障相電壓升高,最高至故障前相電壓的1.5倍;電源側(cè)零序電壓增大,最大為故障前相電壓的0.5倍,電壓大小與線路故障點(diǎn)位置有關(guān);兩非故障相電壓降低且相等,最低降至故障前相電壓的0.866倍,電壓大小與線路故障點(diǎn)位置有關(guān);電源側(cè)線電壓對稱,不影響對非故障線路負(fù)荷的供電;負(fù)荷側(cè)零序電壓增大,最大至故障前相電壓的0.5倍,電壓大小與線路故障點(diǎn)位置有關(guān);負(fù)荷側(cè)線電壓不再對稱,影響對故障線路負(fù)荷的正常供電。
(二)兩相和三相線路故障變化特征。兩相和三相線路后線路故障點(diǎn)兩側(cè)的電壓變化特征為電源側(cè)兩故障相電壓相等且升高,最高升至故障前線電壓水平;兩非故障相降低,最低降至0;電源側(cè)零序電壓增大,最大等于故障前相電壓;負(fù)荷側(cè)三相電壓相等且降低,最小降至0;負(fù)荷側(cè)零序電壓增大,最大至故障前相電壓,且與負(fù)荷側(cè)相電壓相等。負(fù)荷側(cè)線電壓不再對稱,影響對故障線路負(fù)荷的供電。當(dāng)線路發(fā)生三相線路后,三相電流均為零,則系統(tǒng)中序電流也為零。線路故障點(diǎn)電源側(cè)電壓保持不變,與故障前電壓一致,而負(fù)荷側(cè)由于與線路斷開,失去電壓,故各相電壓降為零。此時(shí)線路如同空載線路,無負(fù)序和零序分量出現(xiàn)。雖然故障后無電流量,但故障前后仍然存在相電流變化量與正序電流變化量。
二、高壓線路故障處理
(一)單相故障區(qū)域定位與處理。可以釆用負(fù)序電流或正序電流變化量為單相線路及接地復(fù)雜故障判據(jù),實(shí)現(xiàn)線路故障檢測功能?;谪?fù)序電流故障判據(jù)是利用負(fù)序電流為故障特征進(jìn)行故障檢測。高壓線路發(fā)生單相線路、單相線路加電源側(cè)接地、單相線路加負(fù)荷側(cè)接地故障后,故障線路的負(fù)序電流變化特征比較明顯,數(shù)值上比非故障線路的負(fù)序電流大很多。其負(fù)序電流的方向與系統(tǒng)的負(fù)序電流方向相反,而非故障線路的負(fù)序電流與系統(tǒng)側(cè)的負(fù)序電流方向相同。同時(shí)單相線路故障前后存在很大的正序電流變化量,可明顯區(qū)分非故障線路。故障發(fā)生后通過故障線路的負(fù)序電流很大,而通過非故障線路的負(fù)序電流很小,以負(fù)序電流為故障判據(jù)。
單相線路與單相線路加接地故障后故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征,所以根據(jù)電壓變化實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域定位與故障類型判斷。線路后故障故障點(diǎn)兩側(cè)的相電壓變化情況不同,兩側(cè)零序電壓變化亦有各自的特點(diǎn),因此可以將線路分成幾個(gè)區(qū)段,每個(gè)線路節(jié)點(diǎn)處裝設(shè)電壓監(jiān)視裝置(比如電壓互感器)或帶開口三角形的TV,當(dāng)故障發(fā)生后,采集每個(gè)線路節(jié)點(diǎn)的相電壓或零序電壓,上傳至變電站。如果含有兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的相電壓或零序電壓(TV開口三角形電壓)變化情況不同,那么這兩個(gè)線路節(jié)點(diǎn)之間的區(qū)段即為故障區(qū)段。
(二)兩相或多相故障類型與故障處理。1、線路在單相斷線及接地復(fù)雜故障時(shí)可采用負(fù)序電流作為故障判據(jù),而線路發(fā)生兩相或三相斷線故障時(shí),電流變化特征相同,可以統(tǒng)一考慮,故障后負(fù)序電流為0。當(dāng)某線路中正序電流變化量值超過整定值時(shí),表明此線路為故障線路,此時(shí)可能發(fā)生多相斷線及接地復(fù)雜故障。負(fù)序電流不能再作為多相斷線故障判據(jù),故障前后存在很大的正序電流變化量,因此可以釆用正序電流變化量來作為多相斷線及接地復(fù)雜故障的故障判據(jù)。己知線路發(fā)生多相斷線及接地復(fù)雜故障時(shí),電流全部變?yōu)?,因此基于故障后電流值作為輔助判據(jù)并不難判斷此種斷線故障,則多相斷線及接地復(fù)雜故障的判據(jù)為檢測故障后正序電流變化量是否超過整定值,當(dāng)超過時(shí),若三相TA或兩相TA測量故障后電流值為零,則確定故障為多相斷線及接地復(fù)雜故障。2、對于兩相線路故障,線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)兩故障相電壓相等且升高,最高升至故障前線電壓;其它一相電壓降低,最低降至0。負(fù)荷側(cè)三相電壓相等,最小降低至0。電源側(cè)零序電壓增大,最大等于故障前相電壓;負(fù)荷側(cè)零序電壓也增大,最大等于故障前相電壓,但二者不相等可知電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓均小于100V,其大小的具體分配取決于故障發(fā)生位置。當(dāng)末端線路時(shí),電源側(cè)TV口三角電壓接近0;負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓接近100V。始端線路時(shí),電源側(cè)TV開口三角電壓接近100V;負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓接近0。3、對于兩相線路加負(fù)荷側(cè)接地故障,線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)零序電壓等于故障前相電壓,負(fù)荷側(cè)無零序電壓。故電源側(cè)TV開口三角電壓為100V,發(fā)接地信號;負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓為0電源側(cè)故障相電壓降為0,其余兩相升至故障前線電壓。負(fù)荷側(cè)三相電壓均降至0。對于兩相線路加電源側(cè)一相接地故障,線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)接地相電壓變?yōu)?,其它兩相升至故障前線電壓。電源側(cè)零序電壓等于故障前相電壓,負(fù)荷側(cè)零序電壓等于故障前線電壓。故電源側(cè)TV開口三角電壓為100V,負(fù)荷側(cè)TV開口三角電壓為173V,二者均發(fā)接地信號。4、對于三相線路故障,線路故障點(diǎn)兩側(cè)電壓變化特征。電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)零序電壓均為0。因此根據(jù)檢測到的故障點(diǎn)兩側(cè)相電壓值或TV開口三角電壓就能進(jìn)行故障區(qū)域定位與故障類型的判斷。電源側(cè)各相電壓不變,與故障前相電壓相等;負(fù)荷側(cè)各相電壓降為零。
三、結(jié)語
高壓線路長期暴露在外部環(huán)境中,其運(yùn)行環(huán)境惡劣,容易發(fā)生線路故障,影響供電的安全性與可靠性,因此,要更進(jìn)一步提高對高壓配電線路的故障診斷分析。
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