郝 捷, 鄭惠萍,郝登樸

（1.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院,山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司運(yùn)城供電公司,山西 運(yùn)城 044000）

山西配電網(wǎng)2015年10 kV線路故障跳閘分析

郝 捷1, 鄭惠萍1,郝登樸2

（1.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院,山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司運(yùn)城供電公司,山西 運(yùn)城 044000）

針對山西配電網(wǎng)2015年10 kV線路故障跳閘情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,對10 kV線路故障跳閘主要原因進(jìn)行了探討,給出了提升10 kV線路供電可靠性的策略,對于全面掌握10 kV線路的故障特征和規(guī)律、提升10 kV線路供電能力和供電可靠性具有重要作用,為提高配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平提供了技術(shù)支持。

配電線路；故障規(guī)律；供電可靠性；策略

0 引言

配電網(wǎng)是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要公共基礎(chǔ)設(shè)施，10 kV線路是配電網(wǎng)接受電能、并通過配電設(shè)施就地或逐級分配電能的重要和復(fù)雜環(huán)節(jié)，具有元件繁多、統(tǒng)計(jì)資料不足、故障機(jī)理分析不夠深入等特點(diǎn)[1]，是提高配電網(wǎng)供電可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是“十三五”電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的一個(gè)關(guān)注重點(diǎn)。本文分析了影響2015年山西配電網(wǎng)10 kV線路故障跳閘的主要因素，給出了提高其運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵措施。

1 設(shè)備規(guī)模

1.1 10 kV配電線路狀況

截止2015年底，山西配電網(wǎng)共有10 kV公用配電線路5 542條，總長度103 944.1 km，其中：架空線路長度85188km；電纜線路長度18 756.2 km，電纜化率18%, 見表1。

表1 2015年山西配電網(wǎng)10 kV線路設(shè)備狀況

城市配電網(wǎng)共有10 kV線路1 279條，總長度5142.4 km；其中：架空線路長度2 390.4 km；電纜線路長度2 752 km，電纜化率53.52%。

縣域配網(wǎng)共有10 kV線路4 263條，總長度98801.7 km，其中：架空線路長度82 797.6 km；電纜線路長度16 004.1 km，電纜化率16%。

1.2 10 kV配電變壓器狀況

截止2015年底，山西配電網(wǎng)共有10 kV公用配電變壓器66 915臺，容量14 518.6 MVA；配電室775個(gè)，箱式變電站4 308座,見表2。

表2 2015年山西配電網(wǎng)10 kV配電變壓器設(shè)備狀況

表3 2015年10 kV配電線路故障跳閘統(tǒng)計(jì)表

2 10 kV配電線路故障跳閘分析

2.1 故障跳閘分布情況[2]

2015年，山西配電網(wǎng)10 kV配電線路故障2485次，跳閘率2.39次/(100 km·a)，其中：架空線路2 281次，電纜線路204次。具體見表3。按故障類型劃分為：單相接地故障115次，相間短路故障2 363次，其他（缺相）7次。

2.2 10 kV線路故障跳閘原因劃分

2015年，按10 kV線路跳閘故障原因劃分為：設(shè)備本體809次，外力因素351次，自然因素320次，運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)637次，安裝不當(dāng)5次，用戶原因363次。

城市配網(wǎng)10 kV線路故障停電主要原因依次為用戶原因、外力因素、設(shè)備本體、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，分別占故障停電總次數(shù)的29.26%、26.06%、24.47%、20.21%?？h域配網(wǎng)10 kV線路故障停電主要原因依次為設(shè)備本體、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)、自然因素、用戶原因、外力因素、安裝不當(dāng)，分別占故障停電總次數(shù)的33.22%、26.08%、13.93%、13.41%、13.15%、0.22%。

2.3 10 kV線路設(shè)備故障原因劃分

城市配網(wǎng)10 kV線路設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)的配網(wǎng)故障中，以接頭、戶內(nèi)開關(guān)、避雷器、架空導(dǎo)線、電纜終端等設(shè)備為主，見圖1。縣域配網(wǎng)10 kV線路設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)的配網(wǎng)故障中，以絕緣子、架空導(dǎo)線、跌落熔斷器、接頭、避雷器、柱上變壓器等設(shè)備為主，見圖2。

圖1 城市配網(wǎng)10 kV線路各類設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)配電網(wǎng)故障情況分布圖

圖2 縣域配電網(wǎng)10 kV線路各類設(shè)備質(zhì)量原因引發(fā)配電網(wǎng)故障情況分布圖

2.4 10 kV線路故障分析存在的主要問題

部分單位配電設(shè)備故障記錄資料不全，信息記錄不準(zhǔn)確 ；配電線路基本情況簡介缺少分段斷路器、分支斷路器及隔離開關(guān)配置情況；對于線路設(shè)計(jì)氣象條件、施工及運(yùn)維中發(fā)現(xiàn)的主要問題未作說明；部分配電設(shè)備故障未保留數(shù)碼照片等佐證材料。部分單位對于繼電保護(hù)、重合閘、配電自動(dòng)化配置及動(dòng)作情況未作說明，有些故障現(xiàn)象與原因分析不對應(yīng)；惡劣氣象條件、外力破壞故障缺少關(guān)鍵判據(jù)。一些配電設(shè)備故障現(xiàn)場處置記錄過于簡單，尤其是配電設(shè)備試驗(yàn)調(diào)整、接地裝置檢測數(shù)據(jù)不全，采取措施及實(shí)施效果不夠明晰。部分單位綜合分析未涵蓋配電設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)維檢修全過程管理，故障歸類不夠系統(tǒng)，原因分析與實(shí)際結(jié)合不夠緊密，改進(jìn)措施可操作性不強(qiáng)。

3 降低10 kV線路故障跳閘的策略

3.1 優(yōu)化線路設(shè)備設(shè)計(jì)選型

加強(qiáng)配電設(shè)備的設(shè)計(jì)選型、驗(yàn)收投運(yùn)、運(yùn)維檢修過程管控，推廣應(yīng)用典型設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)物料，應(yīng)選擇具有良好運(yùn)行業(yè)績的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，降低配電設(shè)備故障率；落實(shí)《配電網(wǎng)架空絕緣線路雷擊斷線防護(hù)導(dǎo)則》（Q/GDW 1813—2013）相關(guān)要求，采取綜合防雷措施（包括使用避雷器、安裝放電間隙、增設(shè)耦合地線等手段），進(jìn)行差異化防雷治理；選用電容器組專用金屬氧化物避雷器應(yīng)滿足其通流容量要求；同時(shí)加大非標(biāo)設(shè)備更換力度，不斷提升配電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化水平。縣域配電網(wǎng)應(yīng)加強(qiáng)10 kV線路沿線氣象環(huán)境資料收集管理，應(yīng)對設(shè)計(jì)風(fēng)速、防洪標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)冰厚取值偏低的線路進(jìn)行差異化改造[3]；對于局部的微氣象條件，如：35 m / s及以上風(fēng)速、15 mm及以上覆冰、- 40 ℃及以下低溫等，綜合山西省局部微氣象區(qū)特點(diǎn)，組織設(shè)計(jì)單位開展差異化設(shè)計(jì)，制定配電線路選線、分段、導(dǎo)線選型等差異化設(shè)計(jì)原則，并編制配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)補(bǔ)充方案。

3.2 加強(qiáng)線路設(shè)備隱患治理

城市配網(wǎng)應(yīng)著力解決設(shè)備重載、過載問題，優(yōu)化提升配電線路分段水平、架空和電纜線路聯(lián)絡(luò)率、N-1通過率等關(guān)鍵指標(biāo)，切實(shí)提高配網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)供、互供能力。加強(qiáng)導(dǎo)線斷股、損傷、過熱變色、嚴(yán)重腐蝕、綁扎線脫落開裂、連接線夾螺栓不緊固、引流線接觸不良、三相弛度過緊或過松等缺陷處理，確保導(dǎo)線線間距離、導(dǎo)線與拉線或電桿構(gòu)件的距離符合規(guī)定。配變有載分接開關(guān)動(dòng)作次數(shù)或運(yùn)行時(shí)間達(dá)到制造廠規(guī)定值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢修與測試；強(qiáng)化綜合配電箱運(yùn)行維護(hù)，嚴(yán)防低壓出口設(shè)備短路引發(fā)配變故障；在嚴(yán)重污穢地區(qū)可考慮在配變瓷套管噴涂防污閃涂料；更換部分陳舊老化的跌落式熔斷器設(shè)備，應(yīng)在開關(guān)柜配置通風(fēng)、除濕防潮設(shè)備，防止凝露導(dǎo)致絕緣事故；加強(qiáng)對電纜終端絕緣處理、導(dǎo)體壓接等關(guān)鍵工藝監(jiān)督檢查，并進(jìn)行施工工藝質(zhì)量追溯和考核。合理增設(shè)配電線路分段開關(guān)、分支開關(guān)，加強(qiáng)客戶設(shè)備繼電保護(hù)監(jiān)督檢查，盡可能減少客戶設(shè)備故障引起電網(wǎng)設(shè)備跳閘的情況；明確重要客戶設(shè)備驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及要求，加強(qiáng)重要客戶入網(wǎng)管理；建立政府主導(dǎo)、客戶落實(shí)整改、供電企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)的長效工作機(jī)制，開展重要客戶技術(shù)監(jiān)督工作，對屬于客戶責(zé)任的安全隱患，供電企業(yè)用電檢查人員應(yīng)以書面形式告知客戶，積極督促客戶整改。

3.3 加強(qiáng)線路設(shè)備帶電檢測

城市配電網(wǎng)應(yīng)逐步開展斷路器、隔離開關(guān)、開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜局放檢測，對于局放量異常的設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行綜合判斷和處理；加強(qiáng)相關(guān)設(shè)備導(dǎo)電部分、傳動(dòng)部分、操作機(jī)構(gòu)、瓷絕緣子等檢查，防止機(jī)械卡澀、觸頭過熱、絕緣子斷裂等故障的發(fā)生；手車開關(guān)每次推入柜內(nèi)后，應(yīng)保證手車到位和隔離插頭接觸良好；對溫度異常的開關(guān)柜強(qiáng)化監(jiān)測、分析和處理，防止導(dǎo)電回路過熱引發(fā)的柜內(nèi)短路故障。縣域配網(wǎng)應(yīng)加強(qiáng)柱上配變負(fù)荷監(jiān)控，在大負(fù)荷運(yùn)行期間應(yīng)增加紅外檢測次數(shù)。

3.4 提高線路故障監(jiān)測能力

綜合運(yùn)用10 kV線路故障跳閘保護(hù)動(dòng)作、配電自動(dòng)化監(jiān)控信息、雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測信息、當(dāng)?shù)貧庀笥^測信息、雨雪冰凍觀測信息、電纜運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等信息[4]，提升配電線路故障原因分析能力。

3.5 提高線路防止外力破壞水平

應(yīng)及時(shí)監(jiān)視臨近配電線路的吊車等施工機(jī)械、臨時(shí)及老舊建筑物的穩(wěn)定性，及時(shí)制止配電線路保護(hù)區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)的風(fēng)箏、塑料薄膜、鐵絲及雜物等引發(fā)的短路故障，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取防護(hù)措施；對配電線路與路燈線路、通信線等交叉跨越距離不符合規(guī)程要求的，要及時(shí)對線路進(jìn)行改造；電纜路徑上應(yīng)設(shè)立明顯的警示標(biāo)志，并采取可靠的防護(hù)措施監(jiān)視電纜通道結(jié)構(gòu)、周圍土層和臨近建筑物等的穩(wěn)定性。縣域配網(wǎng)應(yīng)在存在外力隱患的線路區(qū)段設(shè)立限高警示牌或采取其他有效措施，明確保護(hù)區(qū)寬度、安全距離，并告知嚴(yán)重后果；針對固定施工場所，如鐵路、公路、水利、市政施工等，逐步探索使用限高架（網(wǎng)）、報(bào)警裝置等新型防護(hù)裝置防止吊車等施工機(jī)械撞桿碰線；對易遭車輛碰撞的線路桿塔應(yīng)設(shè)置防撞墩，并涂刷醒目標(biāo)志漆。

3.6 提高10 kV線路故障分析管理水平

積累完善工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS系統(tǒng)（PowerProduction Management System)配電設(shè)備基本配置情況、設(shè)計(jì)氣象條件、外力破壞情況、二次設(shè)備動(dòng)作配合情況、施工及運(yùn)維中發(fā)現(xiàn)的主要問題，應(yīng)保留設(shè)備故障數(shù)碼照片等故障信息，規(guī)范配電設(shè)備故障分析報(bào)告的項(xiàng)目及內(nèi)容，制定實(shí)用有效的改進(jìn)措施，用于指導(dǎo)配電設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)維檢修全過程管控，不斷提升配電設(shè)備故障的快速定位和搶修能力。

4 結(jié)論

a）配電網(wǎng)10 kV線路故障跳閘的主要原因可歸納為設(shè)備本體、外力因素、自然因素、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)、安裝不當(dāng)、用戶原因等方面。防范10 kV線路設(shè)備故障是提升其供電可靠性的關(guān)鍵[5]，提升10 kV線路故障跳閘分析管理水平具有現(xiàn)實(shí)意義。

b）加強(qiáng)配電設(shè)備的設(shè)計(jì)選型、實(shí)現(xiàn)配電線路差異化設(shè)計(jì)是降低配電線路故障的基礎(chǔ)。

c）推廣運(yùn)用帶電檢測、故障檢測技術(shù)，可有效提升線路故障識別和防控能力。加強(qiáng)10 kV線路設(shè)備隱患治理，落實(shí)配電線路防外力破壞措施，可有效減少10 kV線路故障跳閘發(fā)生的概率。

d）積累完善10 kV線路故障分析信息，規(guī)范配電線路典型故障分析報(bào)告的項(xiàng)目及內(nèi)容，制定實(shí)用、可操作性強(qiáng)的改進(jìn)措施，可對提升配電線路供電可靠性提供科學(xué)有效的指導(dǎo)。

[1] 黃聽華，邵天世，陸典昆.配電站可靠性提升工程建設(shè)措施與方法[J].華東電力，2012，40（增刊）：48-49.

[2] 楊凌輝，陳洪崗，司文榮.2012年上海地區(qū)雷電活動(dòng)及配網(wǎng)輸電線路雷擊跳閘分析[J].華東電力，2012，40（增刊）：154-155.

[3] 周莉梅，屈高強(qiáng)，劉偉,等.配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分方法與實(shí)踐應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（1）：242-248.

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Analysis of Tripping Fault on 10 kV Distribution Power Grid in Shanxi in 2015

HAO Jie1, ZHENG Huiping1, HAO Dengpu2

（1. State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC, Taiyuan, Shanxi 030001, China; 2. State Grid Yuncheng Power Supply Company of SEPC, Yuncheng, Shanxi 044000, China）

Through statistically analyzing the tripping fault on 10 kV distribution power grid in Shanxi in 2015, the main reason of tripping fault on 10 kV distribution system were explored. Meanwhile, some technical solutions are provided in the paper so as to enhance power supply reliability as well as management level of distribution grid operation.

distribution lines；fault principle；reliability of power supply; strategies

TM711；TM726

B

1671-0320（2016）04-0007-04

2016-03-04，

2016-05-19

郝 捷（1988）,男，山西運(yùn)城人，2015年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程專業(yè)，碩士，從事電網(wǎng)分析工作；

鄭惠萍（1972），女，湖北當(dāng)陽人，1993年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，碩士，高級工程師，從事電網(wǎng)分析工作；

郝登樸（1962），男，河南登封人，1982年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，工程碩士，高級工程師，從事安全監(jiān)察及質(zhì)量管理等工作。