浅议10kv配电线路故障预测和研究

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1、浅议10kV配电线路故障预测和研究　　摘要：文章通过对10kV配电线路中最为常见的短路故障和接地故障进行具体的研究，通过相应的综合检测法和信号源法等进行故障的预测与分析，为大规模的配网线路基建改造以及入地工程提供相应的故障预测理论。关键词：配电线路；接地故障；短路故障；10kV；故障分析中图分类号：TM755文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）25-0127-02短路和单相接地故障是目前配电网络中的两大故障，由于短路故障发生时有明显的电流变化，因此短路故障检测相对容易，而单相接地故障检测就相对要难得多，尤其是小电流接地系统的单相接地故障检测更是

2、困扰电力系统多年的世界性难题。根据相关的研究发现，硅橡胶绝缘的氧化锌避雷器击穿可以引起单相接地故障，但是这种击穿故障从设备外部并无破裂，同时故障时无火花无声响，短路和接地是配网线路中常见的事故类型，也是一直以来困扰事故处理人员的一大问题。6当故障发生以后，可以通过对故障区域的查找进行初步的处理，现有的故障查找方式是无目的的线路巡视或者是利用分段合闸等方法，这种故障处理的方式常常需要较长的时间，使得故障的停电时间增长，影响供电可靠性，同时对社会的经济和生活都有较大影响。1短路故障检测技术线路的短路故障常常会伴随明显的电流畸变，通过该变化的电流可以检测到相应的故障发

3、生处。根据线路发生短路故障时实际的电流和电压变化特点，通过多条件综合判决算法，保证短路故障判决100%准确。如图1所示是线路故障预测的原理图，其U、I为线路故障后电压、电流值；It为线路突变电流值；X为所设定的启动值；△T为电流突变时间。2接地故障检测技术电力系统的接地处理方式包括大电流接地系统和小电流接地系统，具体的有直接接地、电抗接地、低阻接地、高阻接地和谐振接地、接地变接地和不接地。6小电流接地系统常应用在我国3～66kV的电力系统中，具体的是采用中性点不接地或经接地变接地的运行方式。该小电流接地系统最大的优点是在故障时并不破坏系统电压的对称性，且故障电流

4、值较小，系统可继续持续运行1～2小时，不会影响对用户的连续供电。但超过规定的时间，非故障的两相对地电压升高，引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，最终使得故障范围扩大。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。从上面的危害可以看出，发生单相接地故障时，及时地找出和切除故障线路是非常必要的。同时同短路故障相比，单相接地故障检测较为困难，尤其是小电流接地系统的单相接地故障检测更是困扰电力系统多年的世界性难题。由于在故障时，暂态电容电流为全系统非故障元件对地暂态电容电流之和，有效值较大。故采用分析暂态电容电流作为接地故障电流的判据。对于

5、架空线路的接地电容电流值的计算，电力系统提供了经验计算公式：式中，IC为接地电容电流（A）；UP为线电压（kV）；L为架空线路长度（km），系数2.7，适用于无架空地线的线路，系数3.3适用于有架空地线的线路。以10kV、40km、架空地线的线路为例，将上述参数代入上式后计算得单相接地电容电流为1A，可检测到故障的发生，并进一步给予事故报警。对于接地故障的检测，我们经过充分分析并通过长期的应用，研究出了综合检测算法，该方法与电容电流检测和发生接地故障时运行电压的变化进行相结合，最终达到检测故障的目的。综合判决法是一种较为科学的方法，它是通过电压变化所产生的趋势，

6、防止阀值设定在电容电流检测时精度要求高的缺陷，同时避免了其他暂态信号导致误动的故障。6针对中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈的投切方式常采用0秒投切，该方法的运行情况是在检测到电容电流后，会立即投入正常运行，不能阻止电弧事故过程，同时，这种投切方式会造成所检测的电容电流以及消弧装置投运的延时，接地故障电流的终端采样时间小于5ms，在这段时间可以使接地故障的检测有充足的时间，将故障采样的精度提高。通过上述分析可以得知，该方式适用于中性点经消弧线圈接地的系统。3综合检测法与信号源法的比较利用信号源的方式检测接地的方法简称“信号源法”或者“信号注入法”，这种系统原理非

7、常简单，由安装在变电站内的信号源柜，安装在线路上的故障指示器两部分组成。信号源法是在10kV母线的中性点与大地之间串联一个电阻（阻值在几百欧姆），这个电阻平时是断开的，这是由单相真空继电器控制的。当变电站内监测到接地（零序电压大于15V），信号源柜开始工作。一般是真空继电器控制电阻反复接入系统10次，每次投入1秒，然后切除1秒，再投入1秒，再切除1秒。这样，发生接地的线路通过接地点、大地、电阻连成了一个回路，每次电阻投入，线路上可以检测到一个突然增大的电流，30A左右，当故障指示器多次监测到这个有规律的电流变化后，就认为线路发生接地，发信号回主站。6信号源法和不

8、需要信号源的综合检测法相