淺談低壓線路故障查找與線路保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用
淺談低壓線路故障查找與線路保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用
國家電網(wǎng)安徽宿松供電公司 丁正勝
摘要:為提高農(nóng)村低壓線路的故障查找水平,在其10KV配網(wǎng)智能架空線路故障查找系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,共同探討研發(fā)成功低壓線路故障查找及線路保護(hù)系統(tǒng),實現(xiàn)了兩種狀態(tài)的故障報警與線路保護(hù)。
關(guān)鍵詞:低壓線路;故障查找;線路保護(hù)系統(tǒng)
引言
在三相四線制低壓供電系統(tǒng)中,零線斷線是一種常見故障,而配電負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷,因用戶電器的啟停具有很大的不確定性,所以難以做到三相負(fù)荷完全平衡,同時在負(fù)荷較重的情況下,供電距離較遠(yuǎn)的供電區(qū)域還易出現(xiàn)末端低電壓現(xiàn)象,這些都是低壓線路的異常情況。
雖然供電企業(yè)對用戶電器燒毀一般都投了保險,但是保險規(guī)定燒毀電器只能修理不能更換,用戶反應(yīng)強烈,若處理不當(dāng),供電企業(yè)將面臨責(zé)任界定、銷售電量、經(jīng)濟(jì)賠償、社會形象等損失,企業(yè)和客戶關(guān)系緊張,社會不穩(wěn)定因素增加,更重要的影響了供電企業(yè)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平,嚴(yán)重?fù)p害了供電企業(yè)的良好形象。
1電力服務(wù)質(zhì)量問題
在低壓380V三相四線制農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)中,故障查找是一個令人頭疼的問題。目前,當(dāng)農(nóng)村低壓電網(wǎng)存在用電事故而導(dǎo)致被動停電現(xiàn)象時,往往供電所的人員足不知道停電的存在,而是等客戶打投訴電話時,才知道那個臺區(qū)的低壓線路停電了。
當(dāng)前農(nóng)村以留守在家的老人與小孩為主,他們使用電器的知識與技能不足,也不能正確地表述供電故障。往往存在的情況是老人和小孩向在外打工的年輕人抱怨,年輕人就會直接撥打95598投訴,將問題說得很重。由此,就會導(dǎo)致某些農(nóng)村供電所的投訴率急劇提高。同時,在國網(wǎng)公司現(xiàn)有的評價體系中,投訴率高必然意味著服務(wù)質(zhì)量差。服務(wù)質(zhì)量差就會影響到供電所的服務(wù)評價體系,進(jìn)而影響到供電所人員的收入。
如何提高農(nóng)村電網(wǎng)的低壓臺區(qū)供電的可靠性,變被動查找為主動查找,降低客戶的投訴率,也是擺在農(nóng)村供電所的一個難題。
2農(nóng)村用電質(zhì)量問題
在低壓三相四線制的配電系統(tǒng)中,如果三相負(fù)荷平衡,零線中的電流應(yīng)該很小,這是所有業(yè)內(nèi)人士的共識。但是,越來越多的現(xiàn)象正在顛覆這個傳統(tǒng)觀念。
例如,某建筑物四周的廣告燈箱,采用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈照明。三相線路的負(fù)荷均衡,每相電流大約為90A,但是零線電流達(dá)到160A。
實際上,零線電流過大的現(xiàn)象現(xiàn)在越來越普遍。為什么三相電的負(fù)荷平衡,零線上卻還是會出現(xiàn)電流,并且電流達(dá)到相線電流的150%以上呢?這是由于整流電路導(dǎo)致的。
圖1右圖所示是一個典型的單相整流電路,這種電路從電網(wǎng)吸取的電流為脈沖狀,如圖1的左圖所示。
當(dāng)相線的電流波形為正弦波時,如果它們相差120,并且幅度相同,在零線上矢量疊加的結(jié)果是總和為零,這是大家所熟悉的。
但是如果相線上的電流是脈沖狀的、并且相差120。,則他們在中線上疊加的結(jié)果如圖2所示。從圖3可知,零線上的脈沖電流是相互錯開的,無法抵消。數(shù)一下零線上的脈沖電流個數(shù),在一個周期內(nèi)有三個,因此零線上的電流是備相線電流的總和。按照電流有效值的算法,零線上的電流是相線電流數(shù)量的1.7倍。
如果整流電路的電流的脈寬大于600,就會在中線上發(fā)生重疊現(xiàn)象,這時中線上的一部分電流發(fā)生抵消,實際的零線電流會小于相線電流的1.7倍。
同時,隨著農(nóng)村人民生活水平的提高,農(nóng)村也購買了大量的家用電器,其中也有大量使用整流電路的現(xiàn)象。上面分析的由于零線過流問題而導(dǎo)致的斷零現(xiàn)象,也時有發(fā)生。每年國網(wǎng)公司都會有大量燒壞、燒毀家用電器的現(xiàn)象,并且隨著為治理霧霾現(xiàn)象,而在農(nóng)村地區(qū)引入煤改電的取暖方式后,這種現(xiàn)象將會越來越嚴(yán)重。
這種現(xiàn)象農(nóng)村存在,而城市則很少存在。究其原因,是因為城市是三相五線制,而農(nóng)村電網(wǎng)則是三相四線制公用變壓器供電方式。當(dāng)三相四線制的零線因事故而斷開,同時其余三相貧荷不平衡時,將引起低壓的各相電壓畸變,從而導(dǎo)致某相的負(fù)載電壓升高而造成該相部分電氣設(shè)備燒毀,而這部分用電設(shè)備退出運行后,該相負(fù)荷更輕、相電壓更高,如此形成惡性循環(huán),直至該相負(fù)荷全部燒毀或退出運行。同時,零線斷路點后側(cè)電氣設(shè)備外殼漏電時,相當(dāng)于帶相電壓,一旦人體接觸這些電氣設(shè)備外殼,就會造成觸電傷亡(見圖3)。
為杜絕此類事故發(fā)生,同時提高農(nóng)村低壓線路的故障查找水平,我公司在其10KV配網(wǎng)智能架空線路故障查找系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,共同探討研發(fā)成功低壓線路故障查找及線路保護(hù)系統(tǒng)。它實現(xiàn)了兩種狀態(tài)的故障報警與線路保護(hù)。
該系統(tǒng)將農(nóng)村380v低壓電網(wǎng)分成有多個分支的網(wǎng)狀系統(tǒng),當(dāng)某個分支失電時,裝置將發(fā)生報文到后臺主站系統(tǒng),通知低壓臺區(qū)那一臺低壓分支停電了,這時供電所的人員就會主動上門進(jìn)行維修,變被動停屯維護(hù)為主動停電維護(hù),從而降低客戶的投訴率。
在檢測到三相四線制供電系統(tǒng)零線斷線后,在零線斷線點后側(cè)自動投入臨時工作接地點,使三相電壓達(dá)到基本平衡,用戶電壓在用電設(shè)備額定范圍內(nèi),保證設(shè)備的正常運行和防止事故的進(jìn)一步發(fā)展,另一方面,在檢測到斷零故障后及時動作,可使變壓器卞面綜合配電箱跳閘,避免燒毀電器。同時,將故障信息發(fā)生到后臺的故障查找系統(tǒng),通知相關(guān)人員上門進(jìn)行維修。當(dāng)供電所人員完成維修后,系統(tǒng)自動恢復(fù)原來的零線供應(yīng)。
提供農(nóng)電低壓線路末端電壓值的實時監(jiān)控與三項不平衡的告警。出廠設(shè)置是可設(shè)定三項不平衡值的,當(dāng)不平衡時可以報警,供電所人員可以根據(jù)此信息進(jìn)行動態(tài)平衡線路負(fù)荷。
提供農(nóng)電低壓線路末端電壓值的實時監(jiān)控,可以監(jiān)測末端電壓的低電壓狀況,為線路的低電壓治理提供依據(jù)。
3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)由前端的智能故障指示線路保護(hù)裝置、物聯(lián)網(wǎng)云端系統(tǒng)以及相關(guān)的手機APP組成。
用戶主要依靠安裝在手機上的app軟件獲得相關(guān)的設(shè)備信息,并對整個斷零保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置和更改。如下頁圖(圖4)所示。
3.1故障采集功能
實時監(jiān)聽智能故障診斷裝置的上報報文,對接收到的故障報文進(jìn)行解析,獲取故障數(shù)據(jù)。
3.2實時故障點分析功能
線路發(fā)生失電故障、線路發(fā)生斷零故障等幾十種分析提示信息,極大地降低了電網(wǎng)維護(hù)管理人員的工作量和勞動強度。
3.3故障定位功能
基于低壓臺區(qū)電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系,綜合各智能故障診斷裝置的故障數(shù)據(jù)和臺區(qū)出線開關(guān)、漏報開關(guān)的狀態(tài)信息,實現(xiàn)故障點的智能定位。
3.4故障歷史信息分析功能
針對故障歷史記錄進(jìn)行各種分析,比如按線路、供電區(qū)、行業(yè)等進(jìn)行統(tǒng)計。
3.5設(shè)備管理功能
實現(xiàn)智能故障診斷裝置的管理,包括設(shè)備臺帳、安裝地點、手機號碼等內(nèi)容的錄入、查詢、瀏覽等功能。
3.6短信通知用電用戶功能
主站可以通過用電信息系統(tǒng),獲知該低壓線路具體使用客戶的目錄,將故障停電信息發(fā)送到該客戶的手機之中,從而降低客戶的投訴率。
4工作原理
應(yīng)用低壓線路故障查找及斷零保護(hù)系統(tǒng),需要在低壓線路上安裝低壓故障指示與斷零保護(hù)裝置
4.1失電判據(jù)
DLB-I裝置直接檢測相電壓,當(dāng)相電壓低或無相電壓時,可判斷該線路的項電壓失電。(見圖6)
4.2斷零保護(hù)判據(jù)
DLB-I裝置利用零線斷線故障時,由于三相負(fù)載不平衡導(dǎo)致的各相電壓不平衡形成保護(hù)判據(jù),在準(zhǔn)確判別故障后,自動投入臨時工作接地線,臨時工作接地并使三相電壓基本保持平衡,以此保證用戶設(shè)備正常工作。(見圖6)
同時,將故障信息傳送至供電公司的故障查找物聯(lián)網(wǎng)云端上,故障查找系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)云端綜合判斷,將故障信息發(fā)生到相關(guān)檢修人員的手機上,提醒檢修人員查找故障點(見圖6),以盡早排除故障,保證用戶的安全性和提高供電可靠性,同時它也可以將故障引起的停電信息發(fā)送到該條線路的用戶手中,提高客戶的滿意度。
5安裝位置
本裝置安裝在農(nóng)村低壓線路分支線路中合適的一根桿上,前面任何位置斷零線、失電時都能起到告警保護(hù)作用。
6系統(tǒng)應(yīng)用
運維人員用自己的手機號登錄,可以實時得到自己所屬配電線路的運行情況,當(dāng)故障發(fā)生時,會知道線路發(fā)生了那些故障(接地、短路),那些故障在那些項線上發(fā)生。當(dāng)沒有故障時,也會收到一些瞬間信號,從而提示客戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\行與維護(hù)。
在低壓線路這一側(cè),也能夠?qū)崟r得到線路的三項末端電壓等實時數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)線路數(shù)值,配合換項開關(guān)等設(shè)備調(diào)整線路的負(fù)荷狀況,從而達(dá)到負(fù)載均衡和三相不平衡治理的目的。同時,當(dāng)發(fā)生低電壓現(xiàn)象時,也可通知供電公司進(jìn)行線路調(diào)整。

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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