浅析配电网运行的故障及处理措施

摘要：本文对配电网故障类型进行了归纳，并对故障产生的原因进行了分析，详细介绍这些故障对配电网的安全运行带来的不利影响，最后提出了相应的措施。

关键词：配电；安全运行；故障；可靠性

前言：

配电网在运行中故障与事故时有发生，常见的有配电变压器过负荷、雷击、避雷器爆炸、跌开式熔断器熔体与熔管故障等。本文对上述故障事故进行分析，并提出改进措施。

1故障类型及原因分析

对配电网故障进行分类时，主要可以归纳为短路故障、单相接地故障及断线故障。其中，短路故障主要是指各种相间短路，包括不同相的多点接地；单相接地不会造成短路，仅有不大的接地电流流过接地处，系统仍可继续运行，故不称其为短路故障；输电线路断线故障是指因导线本身问题或受外力破坏而造成的停电，断线是变电站最为常见的问题。

配电网产生故障的原因是多方面的，其中最主要的包括雷电过电压、污闪、内部过电压、设备老化、电网结构、计划检修等。下文将分别分析这些故障产生的原因，以及对配网运行造成的不良影响。

1.1雷电过电压。由于配电网是直接与用户相连接的，因此配网规模显得非常巨大，在市区、市郊、农村都可以见到，这使得它遭受雷击的概率很大。但配电网设置的防雷配置并不是很完善，绝缘水平和耐雷水平较低。如配电线路并不像输电线路那样全线铺设避雷线，一般无直击雷保护措施，不仅是直击雷，感应过电压就有可能对电网造成危害。配网最主要的防雷措施是避雷器，但当雷电过电压过大时，避雷器动作的同时，绝缘子也发生闪络。此外，避雷器的接地也没有受到足够的重视，有的地方避雷器接地装置的电阻严重超标，这导致雷击电流不能快速入地，残压高。特别是在雷电强烈的地方，这些缺陷往往会给配电网的安全运行带来隐患，甚至造成配电线路全部跳闸。

1.2污闪。很多配电线路架设在马路边，因此汽车产生的尘埃会覆盖在绝缘子上，长年累月就有可能导致绝缘子污秽放电，而绝缘子污秽放电是造成线路单相接地和引起跳闸的主要原因。特别是在有毛毛雨、雾和雷雨天气，绝缘子因污垢过多而导致闪络放电，从而发生单相接地故障。

1.3内部过电压。配电网为中性点非有效接地系统，因此属于小电流接地系统，它的内部过电压主要分为弧光接地过电压和铁磁谐振过电压。随着电缆在配网中越来越广泛的应用，配电线路对地容性电流迅速增大，当容性电流大于11.4A时，一旦发生单相接地，就有可能产生弧光接地过电压。而弧光接地过电压是由间歇性的熄弧与重燃造成电磁能的强烈震荡引起的，它的幅值可达到3.5倍相电压，且持续时间长，此时就有可能使配网中绝缘薄弱部分发生击穿，因此危害较大。在配电网中广泛使用铁磁式电压互感器，当受到雷击、单相接地、倒闸操作等的激发时，有可能引起铁磁谐振。铁磁谐振过电压的幅值可达到3倍相电压，可能造成绝缘闪络，甚至互感器爆炸的后果，对配电网的危害很大。

1.4设备老化。配电网中的很多设备年久失修，设备供电能力不足。特别是随着我国经济的飞速发展，用电负荷也在急剧增长，而陈旧的设备却抗负荷能力不足。以后要加快更新换代的速度，提高设备的供电能力和绝缘强度，解决负荷高峰时期出现的"卡脖子"、过负荷现象。

1.5电网结构。电网建设的短期行为与城市建设的长远规划往往是矛盾的。由于历史因素的影响，目前还存在着线路假设与城市规划不相适应的现象，如市内树木与架空线路纷繁交错，存在事故隐患，特别是在繁华地段，易造成大面积停电。

1.6计划检修。一般来说，为避免出现故障，设备无论好坏，均要进行例行停电检修。这种"一刀切"的检修模式增加了停电时间，影响可靠供电。一般性事故带有很大的随机性，难以预测，如人为或外力破坏、交通事故等造成的倒杆、断线、短路等。

2降低故障的改进措施

针对上述的故障原因，下文将介绍如何采取相应的措施来降低配电网故障率，提高其运行可靠性。

2.1提高防雷水平。选用性能较好的金属氧化物避雷器；加强杆塔和避雷器接地，注意降低避雷器的接地电阻；在每年的雷雨季节前对避雷器做预防性试验，对特别重要的用户或雷电区采用综合保护措施；另外，还要消除配网的绝缘薄弱部分，提高配网的绝缘强度。

2.2加强防污闪工作。合理安排清扫周期，对重污区和重点线路的清扫应安排在污闪频发季节的前一个月进行。特别是重污区，要提高线路绝缘水平，加大外绝缘爬距，并考虑大环境污染的情况留有适当的裕度，对爬距不能满足要求的重污区要定期涂刷硅油等防涂料。

2.3对内部过电压进行治理。随着电缆的广泛应用以及用电负荷的快速增长，配电线路对地容性电流大部分都超过10A.大量的研究与实践表明，自动跟踪补偿消弧装置对于电容电流超过10A的电网是有效的。自动跟踪补偿消弧装置产生的感性电流能够及时补偿容性电流，使故障点接地电流小于10A，使接地电弧不会间歇性熄灭复燃，有效抑制了弧光接地过电压。另外，由于它能降低配网的故障建弧率，因此具有很好的防雷功能。例如变电站处于雷电活动区，线路绝缘子受到雷击时闪络时，经常发生10KV配电线路发生跳闸的现象。自从安装了ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置之后，4年来都再未出现类似故障。另外，消弧线圈还能抑制铁磁谐振过电压。因为在零序回路中，消弧线圈的感抗与电压互感器的励磁阻抗互相并联，但数值却小的多（相差几个数量级），则电压互感器的励磁电抗就被消弧线圈的感抗所制约，电网中因电压互感器的磁饱和引起的三相不平衡也就产生不了铁磁谐振过电压，其消谐效果优于任何形式的消谐器。

2.4提高设备质量。尽量选用质量优良的电气设备，而不应贪图便宜，杜绝将劣质的设置安装于配网中。10KV出线尽量采用真空开关，如ABB公司的VD4系列真空开关。配电线路在市区采用地下电缆或绝缘导线，在市郊或农村仍以架空线路为主。推广带电检测装置，如变压器、开关、氧化锌避雷器的带电检测装置、红外线测温仪测量接点温度等，以便实时监控设备运行状态。

2.5完善配网结构。首先是加强配电线路的结构调整，使布局更加合理。随着输送功率的增加，一些导线的截面积显得偏小，因此可换截面积较大的导线，或加装复导线来增大输送容量，同时可以减少电能损耗。在主干线路增设分段开关、分支开关，这样能最大限度地减小停电范围。在条件允许的情况下，将开环网络改成"手拉手"的环网，这样能极大提高电网运行的灵活性，并减小因故障或正常检修引起的停电范围。

2.6改变检修的模式。检修对于任何设备都是必需的，它会影响到停电时间与范围，但是通过科学化管理，可以减小检修带来的影响。现在一些供电企业将每年度的单一性计划检修改为根据设备技术的具体状况和条件状况及联合配电网作业的状态检修，应该说这是一种由定性的传统管理方法向科学的定量管理改变的一个进步。例如某供电局正在大力推广状态检修，建立起状态检修辅助决策系统、在线监测系统、电力生产管理系统等信息化系统，一旦设备出现异常，信息化系统模块会自动判断设备状态和风险，并提出具体的检修策略，检修人员只需根据策略对有问题的设备进行处理即可。由此可以看出，状态检修切实可以减少检修人员的大量工作量，且减小因正常检修带来的负荷损失。另外，应大力开展带电作业，带电作业具有很大的优越性。它不但保证不间断供电，而且能及时消除设备缺陷。因此，开展带电作业，是供电可靠率达到99.99%的保证和依据。

3结束语

配电网的安全运行直接关系到工农业的生产和人们的生活，因此我们应充分重视配电网。为保证配电网的安全运行，应当严把电气设备入口关，并正确安装，认真监测与维护，只有这样才能把隐患减少到最低程度，从而减少故障或事故。

参考文献：

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