近年來，隨著工業(yè)園區(qū)、現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)園和農(nóng)村木材加工業(yè)的紛紛上馬，農(nóng)村用電量占全區(qū)用電總量的比例逐步擴(kuò)大。當(dāng)前太原濱河供電公司農(nóng)村電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)尚未健全，據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年迎峰度夏期間因雷雨天氣共造成17條10千伏供電線路跳閘斷電，6條10千伏供電線路接地超過2小時(shí)。農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中最大的故障，還是設(shè)備故障與線路故障，而且是集中體現(xiàn)在大風(fēng)雨過后，這就影響了農(nóng)村供電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行和用戶的正常用電。因此，現(xiàn)階段有必要在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上增設(shè)配電線路斷線故障檢測(cè)與定位系統(tǒng)，并建立農(nóng)村電網(wǎng)自動(dòng)化。實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理，擬定優(yōu)化方案，提高供電可靠性。
1.配電線路出現(xiàn)斷線故障的原因
目前濱河供電公司農(nóng)網(wǎng)故障較多，但主要故障是短路、斷線、接地三大故障。短路故障很少發(fā)生，95%以上事故即大量故障是斷線和接地。其具體原因主要有以下幾點(diǎn)：
?。?）因電氣的作用而導(dǎo)致斷線。比如在各類短路的故障之后致使導(dǎo)線被燒斷，從而導(dǎo)致絕緣的導(dǎo)線因電場(chǎng)不均勻而造成斷線。
?。?）因機(jī)械外力的作用而導(dǎo)致斷線。比如車輛的行駛和穿梭、導(dǎo)線被盜以及因低溫影響了導(dǎo)線的荷載力而導(dǎo)致線路的斷線。
（3）配電線路過于陳舊、斷裂的瓷橫擔(dān)極易對(duì)配電線路造成斷線故障。
?。?）雷雨、大風(fēng)等惡劣天氣造成斷線。當(dāng)導(dǎo)線遭受到雷電攻擊時(shí)，往往會(huì)利用橫擔(dān)以及絕緣子處的位置來進(jìn)行閃爍放電，造成導(dǎo)線被電弧燒傷。
（5）因施工工期及質(zhì)量問題、后期的管理與運(yùn)行問題以及使用過程中導(dǎo)線磨損問題等一系列缺陷及隱患造成配電線路斷線故障。
2.配電線路單相斷線的故障檢測(cè)與定位
2.1配電線路單相斷線的故障檢測(cè)
?。?）單相斷線故障點(diǎn)兩側(cè)電壓的變化情況
第一，電源側(cè)的故障。當(dāng)電源側(cè)發(fā)生故障時(shí)，其相電壓升高，其最高電壓甚至高于正常電壓的1.5倍，而非故障相電壓則降低并且與之相等，最低電壓可以達(dá)到正常電壓的1/2倍，電壓的高低跟斷線故障點(diǎn)的位置有著密切聯(lián)系。
第二，電源側(cè)的零序電壓將會(huì)增大，最大電壓可以高達(dá)發(fā)生故障之前的1/2倍，電壓的高低跟斷線故障點(diǎn)的位置則有著密切的聯(lián)系。
第三，電源側(cè)的電壓是對(duì)稱的，對(duì)非故障線路負(fù)荷供電不會(huì)造成影響。
第四，負(fù)荷側(cè)的故障。其相電壓最高能夠達(dá)到正常相電壓的1/2倍，最低則能夠降到0，非故障的相電壓則相對(duì)降低并且與之相等，最低電壓則能夠降到正常的1/2倍，電壓的高低跟斷線故障點(diǎn)的位置密切相關(guān)。
第五，負(fù)荷側(cè)的零序電壓會(huì)增大，最大電壓可以達(dá)到發(fā)生故障之前的1/2倍，電壓的高低跟斷線故障點(diǎn)的位置是密切相關(guān)。以10kV配電線路為例，其負(fù)序電流分布示意圖如下：
六，負(fù)荷側(cè)的電壓不再對(duì)稱，這對(duì)線路的供電負(fù)荷的正常運(yùn)作將會(huì)造成直接的影響。
?。?）單相斷線以及接地等復(fù)雜故障的檢測(cè)
當(dāng)配電線路出現(xiàn)單相斷線故障之后，故障線路負(fù)序電流等的變化還是比較明顯，一般情況下，其數(shù)值要比非故障的線路的負(fù)序電流要大出許多，且負(fù)序電流的方向與系統(tǒng)負(fù)序電流的方向正好相反，但是非故障線路的負(fù)序電流卻跟系統(tǒng)側(cè)負(fù)序電流方向一致。總而言之，當(dāng)發(fā)生單相斷線故障時(shí)，其前后負(fù)序電流會(huì)有較大的變化，這樣就很容易將正常線路與故障線路區(qū)分開
來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)斷線故障的檢測(cè)。
2.2配電線路單相斷線的故障定位
當(dāng)配電線路出現(xiàn)斷線故障之后，其故障點(diǎn)兩側(cè)的相電壓會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，同時(shí)兩側(cè)零序電壓，其前后變化有著較大差別，因此根據(jù)這個(gè)情況就可以把線路相應(yīng)的分成幾個(gè)區(qū)段，分別在每個(gè)線路的節(jié)點(diǎn)處安裝電壓監(jiān)視器，或者帶開口的三角形TV，一旦出現(xiàn)故障，即可采集每個(gè)線路節(jié)點(diǎn)處的相電壓和零序電壓，并上傳到變電站。如果有兩相鄰節(jié)點(diǎn)的相電壓或零序電壓相繼出現(xiàn)不同的變化時(shí)，在這兩線路節(jié)點(diǎn)處的區(qū)段就是發(fā)生故障的區(qū)域，根據(jù)這個(gè)變化規(guī)律，我們可以對(duì)線路斷線故障進(jìn)行快速定位，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理問題。
3.配電線路多相斷線的故障檢測(cè)與定位
3.1配電線路多相斷線的故障檢測(cè)
?。?）多相斷線故障點(diǎn)兩側(cè)電壓的變化情況
第一，電源側(cè)的故障點(diǎn)。其相電壓保持相等并有升高趨勢(shì)，電壓最高可以升到發(fā)生故障之前的正常水平，而兩非故障的相電壓則持續(xù)降低，最低電壓可以降到0。
第二，電源側(cè)的電壓對(duì)稱，對(duì)非故障的線路的負(fù)荷供電不會(huì)造成影響。
第三，電源側(cè)的零序電壓持續(xù)增大，最大電壓能夠與正常運(yùn)行時(shí)的相電壓相等。
第四，負(fù)荷側(cè)的三相電壓保持相等并有降低趨勢(shì)，最低電壓能夠降到0。
第五，負(fù)荷側(cè)電壓出現(xiàn)不對(duì)稱情況，會(huì)給故障線路負(fù)荷供電帶來一定的影響。
第六，負(fù)荷側(cè)零序電壓會(huì)持續(xù)增大，最大時(shí)，其電壓可以與正常運(yùn)行時(shí)的相電壓持平，同時(shí)還與負(fù)荷側(cè)相電壓值保持相等。
?。?）多相斷線故障的檢測(cè)
當(dāng)配電線路發(fā)生多相斷線故障時(shí)，其電流出現(xiàn)變化的情況應(yīng)該是相同的，一旦發(fā)生斷線故障后，其負(fù)序電流則會(huì)歸零，因此無法將其作為判斷多相斷線故障的根據(jù)。然而在配電線路發(fā)生斷線故障的前后，其正序電流出現(xiàn)的變化也非常大，因此我們可以對(duì)正序電流的變化情況來加以利用，迅速判斷出多相斷線的故障點(diǎn)。
3.2配電線路多相斷線的故障定位
?。?）兩相斷線的故障定位
第一，電源側(cè)的零序電壓會(huì)持續(xù)增大，電壓最大值可以與發(fā)生故障前的相電壓持平，而其他的相電壓則會(huì)相應(yīng)降低，最少低至0。此外，負(fù)荷側(cè)的三相電壓則持平，最小可降低到0。
第二，電源側(cè)的零序電壓會(huì)持續(xù)增大，電壓最大可以與正常運(yùn)行時(shí)的相電壓持平。同時(shí)負(fù)荷側(cè)的零序電壓也會(huì)持續(xù)增大，最大可以與發(fā)生故障前的相電壓相等，然而電源側(cè)的零序電壓與負(fù)荷側(cè)的零序電壓是不相等的。電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)TV開口的三角電壓都要小于100V。當(dāng)配電線路末端發(fā)生斷線時(shí)，電源側(cè)TV開口的三角電壓相近于0，負(fù)荷側(cè)TV開口的三角電壓則近于100V。當(dāng)配電線路開端發(fā)生斷線時(shí)，電源側(cè)TV開口的三角電壓與100V相近，負(fù)荷側(cè)TV開口的三角電壓則近于0。
（2）三相斷線的故障定位
第一，電源側(cè)的各個(gè)相電壓均不發(fā)生變化，同時(shí)與正常運(yùn)行時(shí)的相電壓持平，負(fù)荷側(cè)的各個(gè)相電壓都降到0。
第二，電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)的零序電壓都為0。據(jù)此可以檢測(cè)到故障點(diǎn)兩側(cè)的相電壓值或者是TV開口的三角電壓，并對(duì)故障區(qū)進(jìn)行定位。
結(jié)合濱河供電公司所管轄的配電網(wǎng)實(shí)際，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)架、設(shè)備資源，以“提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升配網(wǎng)管理水平”為目標(biāo)，深入分析斷線故障，并及時(shí)提出相應(yīng)的解決策略，以保證在發(fā)生線路斷線故障之后能夠迅速、及時(shí)、精準(zhǔn)的檢測(cè)出來，從而排除斷線故障，進(jìn)而為整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性、安全性以及穩(wěn)定性提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
