配电线路设备常见故障分析及解决办法

配电线路设备常见故障分析及解决办法

张明波

广东电网有限责任公司广州番禺供电局   广东广州， 511400

摘要：电网中设备种类繁多，数量巨大。检修工作涉及电力系统的多个部门，需要大量的人力、物力和财力。通过制定合理的维护计划，可以有效提高维护效率，减少停电，延长设备寿命，提高供电可靠性，增加系统运行效益。系统电源可靠性与维护投资成本之间存在密切关系。有多个目标来解释系统的可靠性，大修计划往往基于运营和规划人员的经验，缺乏定量分析和计算，并且可能造成高度视觉障碍，造成资源浪费和不必要的损失。寻找一种优化的配电网设备检修计划分析方法对于提高系统可靠性、降低检修成本、减少停电损失非常重要。

关键词：配电电路设备；故障分析；解决办法

一、配电网设备检修现状

设备维修的研究基本上以定期维修为基础，但对设备状况的研究也较多，建立配电网设备计划维修优化模型，基于马尔可夫过程建立配电网设备老化模型，在此基础上，采用马尔可夫决策方法优化设备维修计划，对各种目标条件下的设备维修计划进行分析。采用网络拓扑方法实现配电网络的各种固有约束，改进遗传算法求解优化问题，开发了一批在线监测和故障诊断装置，从电网设备检修计划的实际制定出发，对设备的运行状态进行监测，建立了考虑多约束的负荷转移路径和设备维护时间联合优化模型，通过免疫标签混合算法求解主问题，通过改进树测井算法求解子问题。恢复后售电损失最小的维护计划和开关操作次数最少的负荷转移计划。

二、配电网可靠性指标

1、配电网结构的特点

电网的基本单元是馈线，每条馈线连接到径向网络中的多台配电变压器。由于经济地理条件、负载均衡特性等多种因素，配电网的布线方式不尽相同。但大致可以分为三类：放射状网络、环形网络和网状网络。环形或网格形式的用户有备用电源。配电网最常用的接线方式是环网连接。目标是通过在系统故障或计划维护期间最小化总功率损耗负载来提高电源可靠性。配电网络中有许多类型的设备，设备的型号、规格、容量和数量也因用户和负载而异。同类型设备的故障率取决于安装和使用情况。因此，配电网原始设备和部件的特性数据和参数必须经过长期、连续的统计才能反映其真实规律。

2、配电网主要设备

电网的作用是将电网的高压电转化为用户可以直接使用的低压电，并将电能分配给每个用户。网格中最重要的配电线路和变压器、边缘开关、熔断器和电容器组外，电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路两大类。架空线路由电线、避雷线、杆、塔组成。电缆线由电线、边缘层和护套组成。所有架空线导体和避雷线都安装在空中，必须承受自力等机械力的影响。在与重量、运气、冰雪载荷、空气中有害气体的侵蚀等同时，还受到温度变化和滚动条件的影响。

3、配电网可靠性评估指标

配电网可靠性指标是用于定量评价配电网供电可靠性的一个量表，对于电力用户而言，供电可靠性的满意度主要用“时间”来衡量”和“停电次数”。因此，世界各国建立的供电可靠性指标体系都与“停电持续时间”和“停电次数”有关。由于配电网直接面临着大用电用户数量多，范围广，情况复杂，不同地区使用的可靠性指标也不尽相同，因此，建立统一规范的配电网供电可靠性指标体系是努力的方向来自不同国家的研究人员。

三、配电线路设备故障分析

1、功能性故障和潜在性故障

潜在故障是指故障发生前存在某些预兆，是可以识别的物理态，它表明一种可能的故障即将发生。功能性故障是指设备已经丧失了某种规定功能。预防性检修是在设备进入潜在故障期。

2、变压器功能故障分析

电力变压器是配电网中的重要设施，变压器制造过程遵循严格的质量标准，制造工艺和技术成熟，但仍有一定的故障率，且故障率的幅度较大，电压等级越高，对绝缘材料和技术的要求就越高。过电压裕度越小，绝缘故障越多。相应地，变压器的数量越多。因此，在正常情况下，变压器的故障率随着提高电压等级变压器容量越大，结构越复杂，冷却系统等部件会增加，导致变压器的故障率增加容易，变压器的故障率随着容量的增加而增加。

3、变压器的故障模式

因端部或易位等处理不当造成局部放电或短路等过热故障绕组制造工艺缺陷；绕组冷却油路堵塞导致绕组绝缘严重劣化，绕组内部高温，局部过热，分接开关触点频繁调压、压力调节开关触点间的机械磨损、触点污染、电腐蚀和电流热效应导致弹簧弹性减弱、维护技术差等。区域突然发生短路，短路电流远远超过额定电流，这样的恶性循环使变压器氧化，接触电阻增大，使变压器过热而失效，绕组线圈可产生同时变压器短路会产生大量电动势，使绕组结构不稳定；同时变压器短路会产生大量电动势，使绕组结构不稳定并导致绝缘损坏、绕组变形和断裂等故障。

四、优化配电线路设备故障策略

1、提高功能性故障和潜在性故障的监控

研究配电网中配电线路优化检修问题。考虑以整个系统运行的可靠性和经济性为目标，建立配电线路优化检修模型，与此同时，考虑配电线路检修顺序的优化；增加约束条件，与实际运行需要更加紧密结合；考虑多种可靠性指标下线路优化检修模型等。

2、完善以可靠性为中心的配电变压器检修策略

对变压器状态监测方法、故障模式和解决办法进行详细地分类和研究，在得到预防性检修方法的同时，考虑检修时间的优化问题。将线路、变压器和风电机组等配电网的重要组成设备在系统层面进行总体优化分析，进而使整个配电系统的运行可靠性和经济性达到最优，而不是仅仅从单个设备的角度出发制定检修计划。

3、提高故障模式防范性优化

加强配电线路的维护、检修和测试工作，及时发现不合格的产品，及时进行检修或更换，随着工农业生产的快速发展，配电线路设备要适时进行更新改造，提高运行能力，设计时既要做好实际负荷的调研，得出经济的负荷，并要考虑未来的发展，充分预测和超前量化，得出经济合理的设计负荷采购合格的配电线路设备是保证能正常运行的必要条件，进场的每件产品，安装前一定要进行技术性能和产品性能的测试，如绝缘子、避雷器的耐压和绝缘检测；导线的线径检测等。检测不合格的产品，杜绝使用。

五、结语

综上所述，虽然配电线路设备的故障不能完全避免，但是可以预防和防范，从出现问题后分析原因，找出解决办法，合理的管理号电路设备，除此之外，相关的专业人员要学习和掌握一定的专业技术，在出现问题的时候能够快速想出解决方案，掌握操作规范，提高自身责任感，这样才能够有效地防止电路故障的产生。

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