(广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000)
摘要：配电网母线电压异常现象频繁发生，本文从一起10kV配电线路单相断线故障引起母线电压异常现象的案例入手，对其故障及仿真进行分析，以期对确保电网安全稳定运行具有现实的指导意义。
关键词：配电线路；单相断线；母线电压；故障定位；仿真
引言
8月3日，某县供电局一110kV变电站发10kV母线接地信号，同时选线装置显示为10kVF1线接地，三相电压分别为：A相8.3kV，B相5.3kV，C相5.3kV。配网调度员初步断定为10kVF1线B相、或C相半接地，并通知运维人员查找故障。但细心分析，如系统发生单相接地，应有两相电压升高，一相电压降低，但现在的情况却是一相电压升高，两相电压降低且相等，即使是弧光接地或谐振过电压其电压变化规律也并非如此。配网调度员开始怀疑系统并非发生了接地故障，接地信号为假信号。带着疑问，配网调度员开展了本文的探讨。
1、故障类型判断
从BC相电压相等可以判断，系统发生了BC相对称的故障，有可能是BC相同时断线故障、BC相间短路故障、BC相间短路接地故障，也有可能是A相断线故障。我们可以很容易排除，若系统发生BC相间短路故障或BC相间短路接地故障，线路会动作于跳闸而非发接地信号；若系统发生BC相同时断线故障，断线后段供电也中断，但也不会出现电压异常现象。唯一可能就是发生了A相断线故障。但是，在以往发生的许多单相断线故障里都找不到系统电压异常的记录。单相断线故障真的能够导致引言所述的电压异常现象吗？为了证实系统是否发生了单相断线故障，我们作如下分析。
图1正常三相对称运行电路图
2、单相断线故障分析
2.1为判定该故障是否为单相断线故障，我们首先对单相断线故障情况下中性点位移电压及母线电压的变化规律进行分析。图1为系统正常对称运行时的电路示意图。
图中可以看出，各相电压与不断线运行一致，证明了理论分析结果的正确性。
3.5 单相断线故障实验结论
配电系统发生单相断线引起母线电压异常时，一般情况下断线相电压会升高，但不高于1.5倍相电压；健全相电压降低且相等，但不低于0.866倍相电压。
4、案例分析
理论分析及仿真实验表明，本文对单相断线运行建立的数学模型是正确的。为此我们可以利用分析结果对引言中的案例进行分析。引言中10kV母线发接地信号，同时选线装置显示为10kVF1线接地，三相电压分别为：A相8.3kV，B相5.3kV，C相5.3kV。从断线相电压会升高，但不高于1.5倍相电压；健全相电压降低且相等，但不低于0.866倍相电压的分析结果我们可以判断该故障为A相断线故障。断线位置可由理论分析得到的公式计算求得。我们不妨把A=8.3kV或B=5.3kV，C=5.3kV代入公式计算，均可得到
=0.19 ，即A相断线位置位于距离变电站约0.19倍线路总电气距离处。此时我们可以把断线位置提供给线路维护人员，以便于他们查找故障。该故障最后巡线结果为10kVF1线#4杆A相断线，实践证明了我们的分析是正确的。
5、对快速查找单相断线故障的建议
5.1 10kV配电网遇到单相断线不接地故障时，配网调度员应仔细观察各相电压的数据及特点。发生单相断线故障时，一般情况下断线相电压会升高，但不高于1.5倍相电压；健全相电压降低且相等，但不低于0.866倍相电压，遇到此类故障通常系统会因零序过压而发接地信号，但电网实际上并非发生接地故障。配网调度员可以利用本文分析结论判定其为单相断线故障，而且可根据电压升高相的幅值判断断线位置，电压上升得越高，断线点离变电站越近，反之则越远。本案例的电压上升得比较高，所以断线位置也比较接近变电站，定位准确度较高。但很多情况下断线点在线路末端，母线电压基本没有变化，我们很难作出准确判断。这就是该局以往发生单相断线故障却无本案例异常电压记录的原因，是本文分析方法的局限。
5.2.本文以负荷不平衡的方式分析单相断线故障，对该类故障造成母线电压异常作了详细分析，理论分析及PSCAD仿真实验都表明我们分析的正确性。可以为配网调度及配网运行提供判断故障类型的参考，也提出较准确的故障定位方法，是现时设备装置无法准确定位单相断线故障的补充。
5.3 在定位故障时，我们可以利用其它手段辅助定位故障。比如线路各相电流数据，断线相电流一般会下降，我们可以根据下降的程度缩小故障查找范围。在上述方法的基础上，我们在查找故障的时候还可以通过与用户联系的方式定位故障，缺相运行时对用户的影响。
5.4 本文所指的线路负荷是指母线所有负荷，并非指单条线路的负荷，请加以区分。对于母线负荷较集中的变电站母线定位准确度较高，请注意适用范围。
6、结束语
在小电流接地系统中，10kV配电网单相断线故障比较常见，比如线路直接断线、断跳弓、断引线、开关缺相运行、高压保险单相熔断等，约占配电线路故障的三成。在单相断线故障中，若断线后电源侧接地，调度自动化系统将发接地信号；若断线后不接地或负荷侧接地，调度自动化系统一般情况下不发接地信号，但也有可能发接地信号，调度自动化系统发接地信号未必证明电网一定存在接地故障。为区分单相断线后线路不同断点对系统电压的不同影响，本文以负荷不平衡方式分析了10kV配电网单相断线故障，总结出一些该类故障判定及快速定位的规律和经验，望能够对配网调度及配网运维提供参考，达到快速查找故障，快速复电的目的。
参考文献：
[1]毕淑娥.电路分析基础[M].北京：机械工业出版社，2010：151-152.
[2]何仰赞，温增银. 电力系统分析（下册）[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2002：105.
论文作者:李敬光
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/10
标签：断线论文; 故障论文; 相电压论文; 单相论文; 电压论文; 母线论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第35期论文;