浅谈配电网电压异常的判断方法提升与完善卢晓明

浅谈配电网电压异常的判断方法提升与完善卢晓明

卢晓明卢绍文

（国网福建省电力有限公司龙岩供电公司福建龙岩364000）

摘要：本文主要阐述配网故障或异常判断方法，融合电气量判别法、400伏电压判别法、雷电波活动区域判别法以及历史缺陷与故障概率等四方面不同原理的判断方法，综合诊断配电网实时运行情况。

关键词：电气量判别法；400伏电压判别法；雷电波活动区域；缺陷与故障概率

配电网主要指中性点不接地系统或经小电流接地系统，通常运行的电压等级在20千伏以下，我国国内主要运行电压有10千伏和20千伏两种。配电网故障主要是三相短路或两相短路故障，故障结果是线路开关跳闸失压。异常主要是单线接地短路故障（以下简称为失地），表征为失地相电压降低，非接地相电压升高至线电压，母线线电压会发生轻微变化。不同于电压互感器熔丝熔断，熔丝在逐步熔断过程中，与失地故障存在较大的差异化，表征为熔断相电压下降且是逐步降低过程，其余相电压维持在正常电压范围。配网故障通常有外破、雷击泥石流等自然灾害、异物、树压导线、设备损坏所造成倒杆、断线和两相以上搭接短路等，故障点明显，易查找。配网异常相对于故障查找难度较大，调度常用拉路法进行查找，需要短时停电。若出现同名相失地，结余同一段母线上所有出线切除仍不能确定具体异常线路。本文针对上述问题，以尽可能缩小故障区域为目标，探讨研究配电网异常处理方法。

一、单重判断配电网电压异常

1.接地选线装置

接地选线装置比较零序电压和所有线路零序电流副值和相位，故障线路零序电流相位滞后零序电压90度并与正常线路的零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地故障。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰方面较差，判断准确率相对较低。通常配电网均配置有消弧线圈补偿装置，消弧线圈补偿的只是零序电流无功分量，不能补偿零序电流有功分量。利用故障线路零序有功分量与非故障线路极性相反的原理进行选线。用零序能量来判断，值最大的即为故障线路。

2.400伏电压判别法

配网系统普遍使用Dyn11接法和Yyn0两种接法的变压器，现对变压器高压侧缺相运行时低压侧的输出电压进行具体分析。

（一）Dyn11型变压器高压侧缺相运行输出电压分析（见图1）

当Dyn11型变压器在运行时，若发生A相缺相，其高压绕组将会形成两条并联支路，A、C相绕组串联形成一条支路，B相绕组单独形成一条支路，线电压是并联支路上的电源，所以A、C相绕组上的电压为其额定电压的一半，而B相绕组上施加的电压为额定电压。即对于Dyn11型变压器，高压侧发生缺相，其低压侧的输出特性为一相为额定电压，另两相为额定电压的一半，具体哪一相为额定电压要视故障发生于哪一相。

（二）Yyn0型变压器高压侧缺相运行输出分析（见图2）

图1图2

当Yyn0型变压器在运行时，若发生A相缺相时，B、C两相绕组电流大小相等、方向相反，当低压侧接上负载后，B、C两相绕组磁通和为零，A相绕组所流过的磁通可忽略不计，故在Yyn0接法的变压器中，当高压侧发生缺相运行，低压侧三相电压会出现严重不对称，故障相对应的低压输出为0，非故障相对应低压输出电压有所减少，反相并且大小相等。

结论显示，Dyn11单相断线后，非断线两相输出电压为一半正常电压，短线相电压正常。Yyn0配变发生单相断线时故障相电压大幅度降低，非故障相电压相对降低。可利用用采召测400伏电压，判断区域内是否存在断线失地故障。

案例：10kV月山线#7杆跳线C相断线接地故障

结论：10kV圆潭线#15A杆至10kV月山线#19杆间存在断线。

3.雷电波判断法

雷电波判断法，即为地域重叠判断法。基于同一地理图，将配网线路走向图与雷电波活动区域进行重叠性分析，判断区域想故障概率。需要在线路等距离装设雷电波幅值感应装置，根据雷电波峰值判别可能雷击的杆段。若线路接地外引装置和避雷器、避雷线等防雷装置，会造成故障判断准确率较低。

二、多重法判断配电网故障

多重法判断配电网故障指利用零序能量副值大小、400千伏相电压变化、雷电波副值、线路缺陷故障概率以及覆冰情况进行综合性判断配电电压异常。各分量相辅相成。覆冰检测系统和雷电波监测系统相关数据做为正常运行系统预警数据来源，当高海拔线路夜间气温低于4度时，且空气湿度大于50，属极易覆冰或覆冰量加大的预警范畴。故障频发地带，雷电波活跃时，且与配网走向区域重叠时，系统发出累计预警信号。

配网电压异常发生后，可从四纬度查找故障。首先判断是否存在配电线路断线接地故障，利用DMS系统召测该母线出线的所有的配变400伏相电压变化情况，查找出现负荷断线情况的电压。若有，可以直接运用前后杆段配变电压变化确定具体的故障杆段。若无，调阅接地选线装置，利用故障线路零序有功分量与非故障线路极性相反的原理，选取零序能量值最大的线路。调阅故障指示器数据比对是否出现故障吊牌信号。再次，比对本线路缺陷记录，概率分析故障杆段，其次比对山火、覆冰、雷电波等监测系统数据，判断该区域是否发生异常数据，且与该线路重叠的数据。若有，可以直接确定故障杆段。集体原理见下图。

结语：

配电网电压异常大概率为单相接地故障，外破和雷击故障是造成的最要原因。统计数据表明，雷击故障占比高达60%以上，2017年龙岩电网仅运用400伏电压判别法成功判断出32例的配网断线故障，有效缩短故障处理时间。采用综合法判断配网电压异常，从零序能量幅值、山火、覆冰、雷电波等监测系统数据以及缺陷、故障概率判断配电网电压异常，各具特色、互补性强，准确率高，有效提升配网单相接地故障判别准确率。