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摘要：10kV配电网是电力系统的重要组成部分，随着社会经济的发展，接入10kV配电网的专变用户日益增多。专业技术水平及资金的限制导致10kV用户专变运行维护水平较低，用户故障发生率较高，极大影响电网的安全运行及供电可靠性，给供电部门带来较大电量损失，影响电力用户的满意度。因此，有必要对10kV用户故障原因及主要类型展开分析，查找原因，总结防治对策。
关键词：10kV;供电线路故障;分段定位;系统研究
中图分类号：TM75
文献标识码：A
引言
配电网建设是智能电网发展的重要环节，其接线方式多、用户的接入和切出较为频繁等因素决定了它的网络复杂性和灵活性。生产技术的日臻发展，导致用户对供电质量的要求进一步提高，配电网自动化技术也随之发展，其中故障定位是其关键的技术之一。快速、准确和可靠地实现10kV配电网故障定位对于提高整个供电系统的供电质量作用巨大。然而，随着经济的发展，10kV的网络结构错综复杂，制约了对其故障定位方法的研究和运用。
110kV架空线路故障分段定位的关键技术
1.1线路短路故障的检测与判别
高压供电线路的负荷变化和发生短路故障均引起电流变化，通常负载变化时引起线路电流变化的变化率较小，而短路故障发生时所引起的线路电流变化率是很大的（理论上讲是无穷大）。因此，通过电流传感器对线路电流的检测，分析比较电流变化率的大小，可有效区分负载电流变化与短路故障，提高短路故障诊断的可靠性。
1.2线路接地故障的检测与判别
高压供电系统通常为中性点不接地方式，在中性点不接地系统中，某一相发生接地时，其中一个主要特征是故障相对地电压降低，另一个特征是5次谐波分量明显增加。这是因为发生接地故障时，因线路中含有铁芯的电气设备进入磁饱和状态，这样就会产生大量谐波分量，其中以奇次谐波分量较为突出。在中性点不接地系统中，3次及3次整倍数的谐波无法通过，这样5次谐波分量就突出地显现出来。因此，通过感应法检测对地的电压，再结合5次谐波电流分量，实现对接地故障进行判别，可使接地故障判别的可靠性提高。将中性点不接地系统的故障相电压降低与5次谐波电流分量增大两判据相结合，提高了接地故障诊断的可靠性。
1.3无线传输模块的硬件、软件设计
利用Zigbee自成系统的特点组成信号“接力”方式的传输网络，实现信号的无线、可靠、低成本传输。ZigBee是一种工作波段为2.4GHz的无线通信模块，具有功耗低、小型化、网络容量大、可靠性高、安全性好、组网方便等特点，被广泛用于短距离、无线通信系统中。①硬件电路设计无线接收模块需要完成接收检测点数据，并将数据发送到工控机，这里选用飞思卡尔的专用智能芯片。为了完成故障信号的无线传输，在接收模块中选用两块AVR单片。②软件设计无线发送模块的主要任务是数据接收和发送，设计时采用中断工作方式。系统上电后，首先对ZigBee协议进行初始化;若数据发送辨识位为高电平说明需要进行数据发送，并开外部中断;若为零说明不需要数据发送。若有外部中断，首先判断中断类型，若是外部中断0表示为接地故障、外部中断1表示短路故障，串行中断表示巡检请求。
1.4装置供电电源设计
由于通用的ZigBee无线发射模块的传输距离为80至100米，这种无线发射模块的能耗比较小。为扩大模块的传输距离，减少线路传输点数，降低系统成本，这里采用大功率的ZigBee无线发射模块，传输距离可达1000多米。但是，这种模块的功耗很大，发射瞬间电流可达700mA。因此，电池供电只能保证5～6小时的工作时间。为此，采用从线路中取能的方式为充电电池充电。这就需要设计出性能优良的电源电路，将线路的交流电能变换为电压、电流适当的直流电能。该电源的作用是：平时无故障时，一方面为供线路故障检测与发射装置供电，使其能正常工作;另一方面为充电电池充电，使电池始终处于满电状态。故障发生时（如短路故障），在线路停电的情况下，电池能够保证发射装置发射故障信号。
210kV配电网用户故障防治措施
2.1外力引起的故障防治措施
对于外力因素引起的用户配电线路故障，供电公司用电检查人员应加强与相关用户的沟通，要求施工地段相关电力用户加强现场看护，签订施工协议。对于敷设电缆的用户线路，在验收送电阶段，应严格按照相关规范要求，对电缆沟深度，电缆敷设相关措施（电缆沟应铺设软土细砂、加设电缆盖板、加设警示带以及加设电缆桩）进行严格要求与验收。在发现用户电缆路径附近有施工时，及时告知用户加强线路巡视。此外，对易发生汽车撞杆的用户线路点位，应加设防撞警示标示，并在线杆底部增加防撞墩。
2.2异物、鸟巢引起的故障防治措施
供电部门检查人员应要求用户在鸟害多发季做好自身设备及线路的检查巡视，特别是曾发生鸟害、异物故障的用户线路，更应加强巡视，及时增加或更换驱鸟器、绝缘护套等器件。在用户电力线路施工过程中，要求全部使用绝缘导线，减少刀闸使用，有效减少线路及设备的裸露部位。
2.3天气引起的故障防治措施
在雷电、大风等恶劣气候多发地区，供电部门用电检查人员应及时通知相关用户及时检修、加固自身线路，在电缆入地杆、变压器等重要点位加装金属氧化锌避雷器等防雷器件，并进行周期巡检。此外，定期巡查绝缘子，发现积污、残破以及裂纹问题时，及时处理、更换，也需要定期测定变电站与配电室接地电阻。
2.4树木引发故障防治措施
供电部门检查人员应在春夏季加强用户配电线路巡视检查。发现树线矛盾，应及时通知用户，尤其要加强巡视城镇绿化带附近线路，及时处理树线矛盾。
2.5对新设备与新技术推广使用
供电部门在对10kV配电网维护与改造时，应采取合理有效的措施，最好是选择可靠性比较高的电缆和导线，与此同时，在改造配电网的施工中可应用新型设备与技术来进行。此外，在人口较为密集的地区，利用绝缘导线架空方法，若此能够降低出现配电网事故的机率。针对走廊空间较小、架空线路很难通过的地方，可采取电缆线路。对于10kV配电网的设计，可选择过载能力及节能较强的设备，其具备安全性能较高、可靠性较强及经济实惠等优点。另外，还应对配电监测体系相关的设置注意完善，便于检测配电设备与电网运行的状况，从而为相关人员随时掌握供電设备相关的数据及运行状况提供便利，并在出现问题时能够及时的采取有效措施，还可为设备更新与配网改造提供准确数据。
2.6对10kV线污染闪络问题的合理控制
在10kV断路器室中，通过安装湿度计可以合理地控制室内环境的湿度，避免了断路器操作环境过湿引起的污闪问题。同时，电网系统的污染也是诱发10kV线路污闪的关键因素之一。为了积极预防和控制这一问题，需要从管理的角度出发，并根据工作计划注意10kV配电网沿线的相关传输设备的检查工作。通过频繁检查，可以连续动态地改善10kV线路污闪区的分类和分布。同时，对10kV线进行测量，消除线路运行中的隐患和问题，控制和消除线污闪络状况的发生。
结束语
10KV配电网是电力系统的重要组成部分，具有多样的运行方式和接线方式，因此快速查找故障点的位置工作一直是一项工作难题。然而，故障分段定位的快速锁定，对提高配电线路的供电稳定性和可靠性具有重大意义。
参考文献
[1]吴新雄.“十三五”中国能源规划新方向[J].矿业装备，2014，（9）：30-30.
[2]于佐东，魏德华，王文军，等.电力系统相间短路故障特征的探讨[J].河北工程大学学报（自然科学版），2004，21（3）：56-58.
[3]王玮，蔡伟，张元芳，等.基于阻抗法的电力电缆高阻故障定位理论及试验[J].电网技术，2001，25（11）：38-41.
关键词：10kV;供电线路故障;分段定位;系统研究
中图分类号：TM75
文献标识码：A
引言
配电网建设是智能电网发展的重要环节，其接线方式多、用户的接入和切出较为频繁等因素决定了它的网络复杂性和灵活性。生产技术的日臻发展，导致用户对供电质量的要求进一步提高，配电网自动化技术也随之发展，其中故障定位是其关键的技术之一。快速、准确和可靠地实现10kV配电网故障定位对于提高整个供电系统的供电质量作用巨大。然而，随着经济的发展，10kV的网络结构错综复杂，制约了对其故障定位方法的研究和运用。
110kV架空线路故障分段定位的关键技术
1.1线路短路故障的检测与判别
高压供电线路的负荷变化和发生短路故障均引起电流变化，通常负载变化时引起线路电流变化的变化率较小，而短路故障发生时所引起的线路电流变化率是很大的（理论上讲是无穷大）。因此，通过电流传感器对线路电流的检测，分析比较电流变化率的大小，可有效区分负载电流变化与短路故障，提高短路故障诊断的可靠性。
1.2线路接地故障的检测与判别
高压供电系统通常为中性点不接地方式，在中性点不接地系统中，某一相发生接地时，其中一个主要特征是故障相对地电压降低，另一个特征是5次谐波分量明显增加。这是因为发生接地故障时，因线路中含有铁芯的电气设备进入磁饱和状态，这样就会产生大量谐波分量，其中以奇次谐波分量较为突出。在中性点不接地系统中，3次及3次整倍数的谐波无法通过，这样5次谐波分量就突出地显现出来。因此，通过感应法检测对地的电压，再结合5次谐波电流分量，实现对接地故障进行判别，可使接地故障判别的可靠性提高。将中性点不接地系统的故障相电压降低与5次谐波电流分量增大两判据相结合，提高了接地故障诊断的可靠性。
1.3无线传输模块的硬件、软件设计
利用Zigbee自成系统的特点组成信号“接力”方式的传输网络，实现信号的无线、可靠、低成本传输。ZigBee是一种工作波段为2.4GHz的无线通信模块，具有功耗低、小型化、网络容量大、可靠性高、安全性好、组网方便等特点，被广泛用于短距离、无线通信系统中。①硬件电路设计无线接收模块需要完成接收检测点数据，并将数据发送到工控机，这里选用飞思卡尔的专用智能芯片。为了完成故障信号的无线传输，在接收模块中选用两块AVR单片。②软件设计无线发送模块的主要任务是数据接收和发送，设计时采用中断工作方式。系统上电后，首先对ZigBee协议进行初始化;若数据发送辨识位为高电平说明需要进行数据发送，并开外部中断;若为零说明不需要数据发送。若有外部中断，首先判断中断类型，若是外部中断0表示为接地故障、外部中断1表示短路故障，串行中断表示巡检请求。
1.4装置供电电源设计
由于通用的ZigBee无线发射模块的传输距离为80至100米，这种无线发射模块的能耗比较小。为扩大模块的传输距离，减少线路传输点数，降低系统成本，这里采用大功率的ZigBee无线发射模块，传输距离可达1000多米。但是，这种模块的功耗很大，发射瞬间电流可达700mA。因此，电池供电只能保证5～6小时的工作时间。为此，采用从线路中取能的方式为充电电池充电。这就需要设计出性能优良的电源电路，将线路的交流电能变换为电压、电流适当的直流电能。该电源的作用是：平时无故障时，一方面为供线路故障检测与发射装置供电，使其能正常工作;另一方面为充电电池充电，使电池始终处于满电状态。故障发生时（如短路故障），在线路停电的情况下，电池能够保证发射装置发射故障信号。
210kV配电网用户故障防治措施
2.1外力引起的故障防治措施
对于外力因素引起的用户配电线路故障，供电公司用电检查人员应加强与相关用户的沟通，要求施工地段相关电力用户加强现场看护，签订施工协议。对于敷设电缆的用户线路，在验收送电阶段，应严格按照相关规范要求，对电缆沟深度，电缆敷设相关措施（电缆沟应铺设软土细砂、加设电缆盖板、加设警示带以及加设电缆桩）进行严格要求与验收。在发现用户电缆路径附近有施工时，及时告知用户加强线路巡视。此外，对易发生汽车撞杆的用户线路点位，应加设防撞警示标示，并在线杆底部增加防撞墩。
2.2异物、鸟巢引起的故障防治措施
供电部门检查人员应要求用户在鸟害多发季做好自身设备及线路的检查巡视，特别是曾发生鸟害、异物故障的用户线路，更应加强巡视，及时增加或更换驱鸟器、绝缘护套等器件。在用户电力线路施工过程中，要求全部使用绝缘导线，减少刀闸使用，有效减少线路及设备的裸露部位。
2.3天气引起的故障防治措施
在雷电、大风等恶劣气候多发地区，供电部门用电检查人员应及时通知相关用户及时检修、加固自身线路，在电缆入地杆、变压器等重要点位加装金属氧化锌避雷器等防雷器件，并进行周期巡检。此外，定期巡查绝缘子，发现积污、残破以及裂纹问题时，及时处理、更换，也需要定期测定变电站与配电室接地电阻。
2.4树木引发故障防治措施
供电部门检查人员应在春夏季加强用户配电线路巡视检查。发现树线矛盾，应及时通知用户，尤其要加强巡视城镇绿化带附近线路，及时处理树线矛盾。
2.5对新设备与新技术推广使用
供电部门在对10kV配电网维护与改造时，应采取合理有效的措施，最好是选择可靠性比较高的电缆和导线，与此同时，在改造配电网的施工中可应用新型设备与技术来进行。此外，在人口较为密集的地区，利用绝缘导线架空方法，若此能够降低出现配电网事故的机率。针对走廊空间较小、架空线路很难通过的地方，可采取电缆线路。对于10kV配电网的设计，可选择过载能力及节能较强的设备，其具备安全性能较高、可靠性较强及经济实惠等优点。另外，还应对配电监测体系相关的设置注意完善，便于检测配电设备与电网运行的状况，从而为相关人员随时掌握供電设备相关的数据及运行状况提供便利，并在出现问题时能够及时的采取有效措施，还可为设备更新与配网改造提供准确数据。
2.6对10kV线污染闪络问题的合理控制
在10kV断路器室中，通过安装湿度计可以合理地控制室内环境的湿度，避免了断路器操作环境过湿引起的污闪问题。同时，电网系统的污染也是诱发10kV线路污闪的关键因素之一。为了积极预防和控制这一问题，需要从管理的角度出发，并根据工作计划注意10kV配电网沿线的相关传输设备的检查工作。通过频繁检查，可以连续动态地改善10kV线路污闪区的分类和分布。同时，对10kV线进行测量，消除线路运行中的隐患和问题，控制和消除线污闪络状况的发生。
结束语
10KV配电网是电力系统的重要组成部分，具有多样的运行方式和接线方式，因此快速查找故障点的位置工作一直是一项工作难题。然而，故障分段定位的快速锁定，对提高配电线路的供电稳定性和可靠性具有重大意义。
参考文献
[1]吴新雄.“十三五”中国能源规划新方向[J].矿业装备，2014，（9）：30-30.
[2]于佐东，魏德华，王文军，等.电力系统相间短路故障特征的探讨[J].河北工程大学学报（自然科学版），2004，21（3）：56-58.
[3]王玮，蔡伟，张元芳，等.基于阻抗法的电力电缆高阻故障定位理论及试验[J].电网技术，2001，25（11）：38-41.