10千伏线路相间短路故障分析及防范措施

10千伏线路相间短路故障分析及防范措施

陈怡然柏文杰郑皓元

关键词：10千伏线路；相间短路；防范措施

110千伏线路相间短路的故障定位方法

相间短路故障一般可分为区域内相间短路故障以及区域间相间短路接地故障。其中区域内故障指的是短路事故是在区域内部发生的,而区域间故障则是由某个区域内部单相接地导致另外两相对地绝缘升高,从而造成了其它某个或多个区域内的两相电接地形成短路。对相间短路故障进行准确定位的主要方法有:

一、当一段线路处于开环运行状态,如果某个区域的一个端点上显示了短路电流,但是其它端点并没有出现该种信息,则说明这段区域内出现了相间短路故障;如果其它端点中也出现了一个或多个短路信息,说明故障发生的位置不在该段。

二、当一段线路处于闭环运行状态,如果某一区域的端点出现了短路电流,且显示故障功率都来自于该区域内部,说明该区域内出现了相间短路故障;如果其中有一个或多个短路端点显示其故障功率来自于其它区域,说明故障发生的位置不在该段。

以上两种故障定位方法只适用于区域内的情况,而对于区域间相间短路故障的准确定位则应当分别分析短路接地的每个相别,再根据以上两种方法进行相应的判断。

2线路短路故障原因

2.1天气原因

比如台风、雷雨、洪水,引发各种类型的短路故障。

2.2线路负荷过大

超过线路限荷值,虽然没有短路,也会造成线路开关跳闸。

2.3外界的各种因素影响

输电线路由于其特征所致，需要长时间的在自然界内发生磨损，饱经风霜，很容易发生危险，生活中我们比较常见的是电线断裂，电线杆倾倒等发生危险。还有些工作人员不按规定进行操作等。这些都会导致线路短路故障产生。其威胁着人们的生命财产安全，具体表现为以下几类：（1）变电设备会受到损害。在低压配电系统的运行过程中，发生单相接地事故以后，将会产生谐振电压，这种电压值与正常运行时的电压值相比较会高出很多，可能导致变电设备的绝缘性破坏，引发一定的危险。（2）使供电过程中的电压值不稳定。10千伏线路在正常的运行中，一旦发生短路现象，要将没有出现短路故障的线路进行隔离，就同时要求安排工作人员立即前往进行处理。工作人员要及时排查短路事故出现的原因并进行维修，确保对人们的生活影响不大。（3）发生电力线损坏的状况。当短路故障发生时，正常运行状态下的负荷电流及供电电压都会迅速上升，超过电线本身的负荷能力，就会产生自然放电现象。电力线路就会出现相应的损耗，停止工作。

3短路防治措施

3.1正确安装变压器

变压器应根据实际运行情况进行设计，并严格按照变压器铭牌上的额定容量、额定电流、额定电压、额定阻抗和绕组组别进行安装。安装的变压器应有出厂合格证，以保证变压器是正规厂家生产的合格产品。应严格检查变压器结构的质量问题，包括型钢是否腐蚀，螺栓类型是否为镀锌螺栓，是否按规范配置平垫圈和弹簧垫，防锈漆、绝缘漆是否有合格证。施工安装完成后，还应检查变压器室屋顶是否漏水，内部地板是否光滑清洁。

3.2变压器保护配置的改进

微机型继电保护的使用大大减少了变压器的短路事故，但为了使保护动作迅速、灵敏、可靠，在保护配置中必须安装母线差动保护和故障保护。变压器本身的保护也同样重要。变压器中低压侧需要限时快速断线保护，使变压器出口故障时能迅速排除故障，减少短路电流对变压器的影响。在变压器的选择上，应选择短路电阻大的变压器，并适当调整电网主接线形式，使变压器在故障发生时减小冲击短路电流。降低变压器短路电流的措施通常选择在线路上安装限流电抗器。近年来，由于开关容量不足，变压器经常发生短路，因此有必要在变压器的中低压侧安装大容量开关柜。同时，由于氧化锌避雷器耐过电压能力强，也适用于变压器和母线保护，还应该选用爬距大的防污陶瓷瓶，其较好的绝缘性能能有效地防止变压器出口短路。

3.3变压器短路动态特性分析

当电网发生短路时，短路电流对变压器的影响实际上是变压器绕组的振动。因此，研究变压器绕组的振动特性是防止变压器短路的有效措施。短路电流产生的磁场会在变压器绕组中产生机械应力，这与电磁线绝缘、绕组、频率等有关，当绕组的固有频率接近机械应力频率时，会发生共振，从而加剧绕组的振动。

3.4区域间两相短路接地供电恢复策略

当发生区域间两相短路接地故障时,接地故障位置处于两个不同的区域,尤其是对设施老旧、线路绝缘层老化严重的线路,更需要将发生接地故障的两个区域进行有效隔离,然后再对健全区域进行供电恢复;如果故障线路为新建或者绝缘层效果较好的情况下,可以只选择隔离其中一个接地故障区域,然后再对健全区域进行供电恢复。确定隔离区域时应当确保恢复供电后可以服务更多的用户。

3.5多种供电恢复策略的综合运用

当10千伏线路中出现母线失压、相间短路、断路器跳闸等情况时,会将信号发送至自动化系统,然后自动化系统会立即对故障进行定位,并根据其设定的故障处理流程对故障进行定位分析,最终提出相应的供电恢复策略。下面对处理流程进行简单介绍。(1)首先辨别故障位置,如果故障是在供电线路上产生的,则进入到(2)步骤;反之,则判定为母线失压,进入到(6)步骤。(2)按照零序电压的相关信息判断故障是否属于区域间两相短路接地故障,如果是,则执行相应的供电恢复策略;反之,则进入到(3)步骤。(3)通过所判断的故障位置确定其是否处于模式化的接线网中,如果是,则执行相应的供电恢复策略;反之,则进入到(4)步骤。(4)确定能否制定可行、有效的短时供电恢复策略,并且防止在故障维修过程中发生超负荷运行,如果可以,则制定并执行;反之,则进入到(5)步骤。(5)确定能否制定有效的即时供电恢复策略,如果条件满足,则制定并执行,但是执行时可能会产生超负荷运行的情况,届时就要进行到(6)步骤进行甩负荷,或者直接进行(6)步骤。(6)进行甩负荷,尽可能为更多的负荷恢复供电。

3.6根据配电设备故障原因采取的措施

在配电设备上应选择新技术与新设备。伴随城乡电力应用负载的不断增多，使配电网络系统规模不断扩大，支路与接点也相应的逐渐增多，日久年长的杆塔上编号也将日益模糊，这给巡线与检修带来很大不便，因此，需每年对杆塔进行重新编号，明确杆塔与变压器的位置。要实现配网自动化，实时监测配电网运行状态，并对网络内各组件运行工况随时掌握，以及时清除故障。装设接地小电流自动选线设备，用时短且准确率较高，使人工选线这一传统方法得以改变。

结论

线路相间短路在10千伏线路中属于最常发生的一种故障。当10千伏电线路发生故障时,首先也是最关键的就是要对故障进行准确定位,判断故障类型,从而制定可行的供电恢复策略,在对健全区域恢复供电时还要避免发生线路的超负荷运行,充分利用电网自动化系统对不同的故障类型进行处理,采取相应的供电恢复策略,为电网中故障的定位、供电恢复等提供有价值的信息。

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