10kv配电线路故障诊断和继电保护问题探究

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1、lOkV配电线路故障诊断和继电保护问题探究【摘要】电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成，系统中各元件通过电或磁联系起来。电力系统运行过程中任一元件发生故障都会立即在不同程度上影响到系统的正常运行，造成对用户的停电或少送电，电能质量严重下降，设备的毁坏及系统运行稳定的破坏和瓦解等。在未有故障发生，电力系统处于异常运行状态时,例如过负荷，会使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，极易发展为事故。【关键词】配电线路；继电保护；电力系统；电能质量;运行状态；保护装置；过载能力o引言电力系统是一个复杂的系统，除正常运行方式

2、的变化外，系统中还可能发生各种类型的故障，故障可能是瞬时的或永久的，故障又可能是金属性短路也可能是经过过渡电阻短路等，要适应电力系统的变化是十分困难的任务。1lOkV配电线路的不正常工作状态及故障的分析与检测1.1lOkV配电线路的不正常工作状态及故障的现象与危害1.1.1lOkV配电线路的不正常工作状态1）过电流，也称过负荷，即负荷超过电气设备的额定值；2）电压升高超过额定值；3）电压降低；4）电力电缆绝缘老化。1.1.210kV配电线路单相接地故障的特点我国10kV及以下系统一般采用中性点不接地方式运行。这样的系统中，正常运行时三相系统是对称的，三相

3、对地之间均匀分布的电容相等，在相电压作用下，三个相分别有一个超前于相应的相电压90°的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等，相位相差120°,其和为0,此时地中没有电容电流通过。由于电源及负载都是对称的，电源中性点和对称星形电容的中性点同电位，即电源中性点对地电压为0,各相对地电压等于各相电压。线路发生单相接地短路时，接地相对地电压为0,对地电容被短接，其它两相对地电压升高倍。此时从故障点流向故障相的电容电流为两非故障相电容电流的向量和，既是正常运行时三相对地电容电流的算数和。因单相接地不构成回路，故障的电容电流不大，而且三相之间的线电压仍然保持对称

4、，对负荷供电没有影响，还可继续运行1-2小时而不必立即跳闸，这是配电网中性点不接地的主要优点。但是在发生单相接地后，非故障相的相对地电压升高了倍，有发展性故障发生的可能，为防止故障扩大应及时发出信号，以便运行人员采取措施消除故障。1.1.310kV配电线路的常见短路、断线故障及危害在中性点不接地系统中故障的主要形式是各种相间短路：三相短路、两相短路、两相接地短路，其中最严重的故障是三相短路。短路故障的危害严重：短路电流可达额定电流的几倍至几十倍，使故障支路内的电气设备遭到破坏或缩短其寿命；短路电流引起的强烈电弧可能烧毁故障元件或周围设备等；短路时系统电压

5、大幅度下降，破坏用户的正常工作，严重时可能引起电压崩溃，造成大面积停电；短路故障可能引起系统振荡，甚至系统的瓦解。另外输电线路还可能发生断线故障。三相电压不对称引起的负序电流造成三相电动机电流不对称，引起过热，负序磁场还使转子损耗加大，最小转矩减小，使电机效率、过载能力降低。1.2产生故障的原因简析电力系统故障可分为暂时性故障和永久性故障。暂时性故障是指故障线路断开电源电压后，故障点的绝缘强度能够自行恢复，如果重新将此线路合闸，线路将能够恢复正常运行的情况。产生这类故障的原因有雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起树枝碰线等。所谓永久性故障是指在断开电源电压

6、后，故障仍然存在的情况。这类故障的产生原因有绝缘子的击穿或损坏，线路倒杆，电缆线路绝缘击穿，两相线路之间金属性短接，线路某处断线，人为误操作等。1.3检测10kV配电线路运行状态的技术方法在大容量、高电压的电力系统中，通常采用互感器对一次系统进行检测，在互感器的二次侧接测量、保护装置。互感器的原副边只有磁的联系，没有电的联系，将高压电路与二次设备隔离，保证了二次设备调试和检修时的安全。互感器分为电压互感器和电流互感器。电流互感器将大电流变成小电流，为实现继电器生产标准化，其二次额定值统一为5A。电压互感器将高电压变成低电压，其二次额定值统一为100V。互

7、感器二次侧应有可靠的保护接地，以防止一、二次线圈间的绝缘损坏时，高电压对二次设备和人员的危害。一般在设计电力系统时已将电压及电流互感器设计在系统中。为检测零序电流量，在线路上装设零序电流互感器。10kV线路一般为电缆线路，在安装零序电流互感器时，电缆头应与支架绝缘，并将电缆头的接地线穿过零序电流互感器的铁心窗口再接地，这样沿电缆外皮流动的电流两次穿过铁芯，互相抵消，在铁芯中不会产生磁通，不至于影响保护的正确工作。210kV配电线路继电保护装置的基本功能与参数10kV配电线路直接向用户供电，负荷回路多，环境污染大，致使故障率高。线路上一旦发生故障后，需要迅

8、速获取信息，正确识别故障类型和故障地点有选择地快速动作，将由故障所造成的损失降到