低压配电系统电气故障分析

刘国栋

摘要：在电力系统之中，低压配电网是重要组成部分，随着居民对于用电需求的不断增大，低压配电端如果不能进行合理的设计，就可能会导致各种故障的出现。所以，本文在简单介绍低压配电系统的基础上，基于低压配电系统常见的故障进行仿真分析，希望可以解决电气故障。

关键词：低压配电系统；电气；故障

社会的发展，使得电能成为现今社会重要的枢纽，为人们带来了诸多便利。但是随着最近几年用电量的不断增加，难免会出现一些问题，如配电线路结构复杂、设备种类较多。因此，针对配电线路电气故障产生模式，就需要进行合理的分析，这样才能做好故障的分析与处理。

一、低压配电系统

在电网建设中，低压配电系统作为重要组成，在正常情况下，其主要包含了高压配电线路、配电变压器、配电变电场以及相应的配套保护设备。其中，配电场所需要发挥电压降低的功效。为了满足日常的生活与工作需求，配电变压器的线路高压需要≥1000V，低压则需要控制在1000V之下。一般来说，低压配电系统主要是在民用建筑之中应用，通常包含了单相与三相用电两种设备。单相用电设备，其本身需要与单相电源相互连接，而三相用电设备则需要配合上三相电源，否则就会影响到正常的工作。低压配电系统需要实现接地安装，并且因为不同的线路走向、地点、设备金属外壳等，其接地装置的连接方式也会产生一定的变化[1]。

二、低压配电系统常见故障仿真分析

基于图1不同位置的四个点，进行单相接地故障仿真，并且对其结果进行分析，从而得出具体的现象与结果。

（一）低压侧单相接地故障

根据图1中的①以及电流波形图2所示。在图2的A相接地故障时，通过高压侧的电压可以知道系统电源电压没有任何的变化，其电流上升到原本的1.2倍，非故障相相电流上升为1.1倍。这时候的变压器绕组因为过电流出现的强大电磁力，就会引起变形，甚至还会出现扭断，直接损坏绝缘。另外，如果变压器绕组过热，但是继电保护装置未动作，那么就可能会烧毁绕组。这一时段，其用户端直接断电，导致用电设备也会直接停止工作。

如果QF1因为失灵导致未动作，那么其主线路依旧会将故障电压传输给用户，具体的电压与电流波形见图3所示，在用户端的单相用电设备以及三相用电设备的电压电流波形基于类似于主电路。故障A相的相电压和逐渐减少，趋近于0；非故障的B、C相电压和电流为故障发生之前的 倍。此时，通过QF2能够将故障切断，但是如果QF2出现同样的情况，如果三相用电设备线路的QF3带有断相保护功能或者是三相不平衡的保护功能，那么也会将故障线路断开；否则，会导致其都处于缺相的情况。如果三相电机都处于空载状态，虽然其相电流为鼓掌之前的 倍，但是故障电流也无法达到三相电机过电流保护装置的实际断开值，其单相用电设备都处于过电压的状态之下，如果不能及时的排除，那么就可能增加绝缘击穿的几率，并且还可能会降低使用寿命。

如果QF2、QF3、QF4都没有动作，但是三相电机拥有一定转速，其电机依旧处于缺相状态，那么因为温度升高，就会导致电机绕组被烧毁。针对故障相A的单相用电设备，其相电压会直接降低至0，用电设备也会直接停止工作；非故障相B、C所在的用电设备，一旦故障电流达到QF5的动作值，就会直接切断故障线路；否则，就会导致其处于过电压的状态之下，如果达到或者是直接超出自我保护的电压，就会直接停止工作；否则，就会引起击穿甚至是火灾事故[2]。

（二）输电线路的单相接地故障

基于输电线路图1中的②发生A相接地故障的时候，其电压与电流波形见图4所示。当主线路故障相电压趋于0的时候，其非故障相相电压以及相电流都是故障发生之前的 倍。不同之处在于，中性点直接接地系统故障的相电流会急剧的上升，大概是13倍，但是非故障相的相电流只有3倍。这一相的输电线路就可能出现绝缘放电击穿的情况，直接降低绝缘性能。剩余的电流保护短路，就能够将这一类的故障直接的切断。如果QF3与QF4没有动作，在这一时刻，单相用电设备以及三相用电设備基于类似于变压器低压侧的单相接地故障。

（三）小结

经过结果的分析来看，其仿真的结果与理论值以及试验结果基本上是一致的。所以，基于电压与电流的实际变化特点，就可以为今后的模式识别提供可靠的数据支撑，同时也能够为电气火灾的鉴定提供理论方面的支持[3]。

三、结语

总而言之，电能作为社会发展的枢纽，为人类创造了诸多的便捷条件。所以，本文基于低压配电系统介绍的基础上，对于常见的单相接地故障进行分析，就是希望能够对其有更多的了解，能够为今后的研究奠定良好的基础条件。

参考文献：

[1]罗顺.低压配电系统电气故障分析[J].科技风，2017（07）：210-211.

[2]刘珊珊，刘迎伟.低压配电系统电气故障与安全保护措施分析[J].门窗，2017（02）：214.

[3]潘宗英.低压配电系统常见故障及防范措施[J].重庆工贸职业技术学院学报，2016（02）：27-29.