农网配电设备远程故障诊断技术的研究与应用论文_何平,王冠

农网配电设备远程故障诊断技术的研究与应用论文_何平,王冠

(国网吉林省电力有限公司四平市城郊供电分公司 吉林四平 136000)

摘要:文章首先简述了农网配电现状,然后分析了常见故障及原因,最后重点探讨了农网10kV配电线路及设备常见故障诊断的技术措施。

关键词:设备;故障;检测;预防;维修方法

一、前言

随着农村建设不断的发展,农村电网配电线路设备正在逐步得到完善,给人们的生活带来了便利,但是,农村线路的运维工作随着电路的增多越来越难,本文就农网配电设备远程故障诊断技术的研究与应用进行了探讨。

二、农网配电现状分析

农网配电线路无故障定位和隔离系统,故障区域查找困难;农网配电线路供电半径大、分支多,建立有线通讯通道成本高;农网配电线路多处于无监视状态,线路的运行数据不明确,影响电力生产运行;系统无报警信息及时通知运行维护及相关人员,不能实时掌握故障信息;随着新农村建设,农村电器设备增多,对供电可靠性、安全性要求提高;以国网四平供电公司农网配电线路为例,辖区内共有6-10千伏线路213条,其中公用线路135条,线路全长1876.08千米。公用线路中单幅射线路119条,占88.15%,手拉手线路16条,占11.85%。2011年共发生异常故障208条次,其中接地61条次,短路故障147条次。2011年发生的异常故障208条次中,同一条线路发生2次以上故障的有35条,其中同一条线路中发生故障最多的达7次。

三、常见故障及原因分析

1、雷害故障

农网的10kV配电线路长,覆盖面积广,途经的大部分地形都是空旷的丘陵平原地带,附近很少有高楼建筑,而且因为缺乏完善的防雷设施,设备的耐雷水平和绝缘水平相对较低,致使每年恰逢雷雨季节很容易遭受雷击。造成雷击的主要原因表现在以下几方面:

首先是绝缘子存在问题,质量不过关。在各种因素的作用下,绝缘子从老化逐渐发展到内部出现缺陷的时候,其绝缘电阻值不能够满足运行工况的要求。如果遇到晴朗干燥的天气,绝缘子内部虽然存在缺陷但是仍然能够满足正常运行的最低要求。一旦遇到灰霾绵雨的天气,绝缘子内部的缺陷进一步扩大,爬距进一步下降,最终导致接地信号的出现。由于缺陷存在绝缘子的内部,肉眼难以察觉,运维人员需要借助热成像仪的帮助。如果是雷击的能量远大于绝缘子能够承受的,当遇到雷击时,绝缘子出现被击穿击毁的情况,这是直接造成相间短路或接地故障的原因。其次,防雷措施落实不到位。空旷之地很容易招受雷击,特别是处于丘陵山地海拔较高的线路,加上10kV的线路没有安装避雷线,当雷电击中线路或线路感应到雷击时,其电压就会在线路设施中的薄弱环节寻找出路,从而造成线路断裂等问题。再者,避雷器质量不过关、老化性能下降以及型号选择不恰当也是发生故障的重要原因。氧化锌避雷器具有非常优异的伏安特性,所以它是线路设备防雷的首选。

2、设备故障

农村地方经济的发展和农村家庭大功率家用电器的添置是农村配网的负荷日益增长的主要原因。而且农网的规划建设远远滞后于负荷的增长,加上人为因素对农网的规划不当,使得某些设备长期处于高负荷运转。再加上常年未进行检修的设备带着病态投入使用,未能及时将其淘汰,造成设备老化引起故障发生。

首先,变压器的作用是改变电压和传递能量,能否正常运行直接影响用户的用电问题。变压器常出现的四种故障类型有:单相或多相跌落式熔断器熔丝烧断跌落。密封垫圈老化,绝缘油渗漏。螺丝松动,接触不良,变压器接线处、螺杆发热。绝缘套管、铁芯硅钢片的绝缘、绕组间的绝缘击穿造成接地或相间短路。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆造成以上常见故障的主要原因是用电的容量的不断增加,变压器长期处于重负荷超负荷运行,加上环境温度的飙升,从而加快部件的老化。当铁芯、绕组产生的热量通过绝缘油无法及时向外界散发出去,造成变压器内部的温度超出绝缘材料能够承受的范围。后果是绝缘被击穿,导致故障的发生。

其次,断路器的功能是接通和断开正常工作电流、过负荷电流和故障电流,能否正常运行关系到10kV线路能否正常连续地运行。经常存在人为对断路器的动作电流值和动作时间值设置不当,又或者断路器自身的控制器检测出现异常,导致断路器出现误动作的现象,影响供电的可靠性。

再者,隔离刀闸和跌落式熔断器本身具有操作方便、经济、断开点明显等特征被广泛应用于10kV农网变压器构架中,但在实际操作过程中因为对设备质量和选型的不标准或者人为的错误操作等原因,造成弧光短路和瓷件断裂的现象。也常因为合闸不到位、设备残旧的等原因,导致设备接触不良,接触点发热的缺陷故障。

最后,电线绝缘层失效故障。绝缘电缆电线因长期受高温腐蚀等影响,使其丧失了绝缘能力,线路年久失修使得线芯长期裸露在外,当电源过电压时裸露在外的线芯就容易出现接地故障或短路。

3、外力破坏故障

暴雨、台风等恶劣天气使得电网无法正常运行,比如杆基塌方、倒杆断线、树木碰线压线等;大雪的积压给线路造成一定的负担,容易断线、倒杆倒塔;鸟巢搭建在杆塔上、白蚁蛀蚀电缆保护层容易造成相间短路或接地故障。加上线路安装得过低、靠近公路边的拉线没有加装防撞标志,大型车辆行驶过去时与线路交叉挂钩、与拉线发生碰撞,引起短路断线故障。还有一系列的靠近线路的施工隐患黑点,都是影响线路安全正常运行的因数。

4、线路质量及其他原因

线路质量问题主要表现在以下几方面,其一,线路安装质量不高。特别是跳弓和接驳的位置是10kV线路中最容易发热断股的位置。由于施工人员制作跳弓的过程中,没有顺着钢绞线的绞合方向去布置跳弓的走向,导致钢绞线的绞合系数变小,减少导线内部绞合铝线间的应力,造成导线内部形成细小的间隙,致使该段导线的电阻增大。当负荷电流增大,电阻较大的部位会发热,甚至在间隙中产生不均匀的电场,产生电晕。当温度达到铝的熔点时,铝导线会被烧断。此外,施工人员对线路的安装并未按照相关规定实行安装,交叉跨度不达标,有些架空线路之间的间距太小,造成线路松弛下垂,常此以往就造成两线之间相碰,更有甚者,因为其本身施工质量不合格,在外力作用下摇摆不定,出现短路接地现象。其二,线接头、线夹、线耳等设备接触不良,当负荷电流增大的时候,很容易引起接触面因发热造成的线路烧断情况的发生。加上配电设备验收把关不严,在投入使用中存在很多隐患。

四、农网10kV配电线路及设备常见故障诊断的技术措施

1、安装防雷设备并改善接地装置

电网故障诊断人员应该依据电线线路的地形以及雷区的分布,对避雷器进行合理的配置,最好是使用具有自动脱落功能的避雷器,进而方便维修人员发现坏掉的避雷器。对线路设备进行接地网的监测,对不合格的地网进行及时的修理。

2、对线路设备运行状况进行实时的掌握

电网维修人员应该对电网线路进行定期的监测、巡视,进而做到对电网线路的缺陷进行及时的分析与研究,并对其进行检修。同时,应该对超载的变压器进行特别的关注,对其分布与负荷特点进行详细的掌握。通过转换变压器、调整负荷平衡度以及增加布点等方式使得变压器负载率降低。

3、对农网10kV电路进行科学保护设备的配置

农网故障诊断人员应该加强对真空开关的电流设置,保障其在正常的状况下运行工作,当其发生故障时,能够对跳闸做出准确的反应。并且应该依据配变的容量对熔丝与低压空气的开关进行科学的配置。进而通过抵押开关与熔断器的配合保障变压器不受伤害。

五、结束语

农网配电线路及设备在人们的日常用电中起着至关重要的作用。因此,在对农网配电线路及设备进行故障诊断过程中,施工人员要在技术方面做好配置工作,充分利用科学技术,不断对农网10kV配电线路及设备常见故障诊断措施进行改革与创新,进而保障农网配电线路及设备的正常运行。

参考文献

[1]张华.农网配电线路主要故障及防范措施[J].科技与生活,2012

[2]陈卫民,张洪涛.农网10kV配电线路常见故障分析及防治[J].价值工程,2012,

论文作者:何平,王冠

论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿

论文发表时间:2016/4/22

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