10kV及以下高低压供配电系统故障分析

孙向业

摘 要：高低压供配电系统可以保证设备的稳定运行，如果系统设计存在漏洞，轻者会影响设备使用性能，严重的可能会引发用电安全事故。科学合理的设计方案不但可以有效提升10kV及以下高低压供配电系统的可靠性，还有助于节省成本。

关键词：10kV及以下高低压供配电系统 故障 分析

一、10kV及以下高低压供配电系统故障概述

我国10kV及以下高低压供配电系统一般由10kV高压柜、直流屏、变压器、低压柜、母线槽、电缆、二次线路控制系统等组成，其在数据中心、工厂、商业、居住区的电力用户中应用非常广泛，系统的稳定运行为电力用户的生产、办公、业务运作和市民生活提供可靠的保障。然而运行中的10kV及以下高低压供配电系统经常容易发生各种故障而导致供电异常或停电，严重影响了如数据中心的通信网络、工厂的生产制造和市民的正常生活等用电需要，而且还会给相关电力用户和市民造成经济损失。为了在出现故障时快速解决故障，减少故障影响，从而提高经济效益，电力技术人员有必要加强理论技术能力的学习和故障经验交流。

二、10kV及以下高低压供配电系统故障案例

（一）故障案例一

1.故障现象：某数据中心10#10kV馈线柜的真空断路器运行过程中突然跳闸停电，跳闸后通过查看微机保护装置的报警和异常信息，在发现没有任何导致跳闸的异常信息情况下运行值班人员尝试电动/手动重合闸时能听到断路器合闸的巨大响声，但是断路器就是始终处在分闸位置的故障（真空断路器无法合闸成功）。

2.故障原因：根据真空断路器的主回路和二次回路原理图分析可知，真空断路器的动作信号只能来自微机保护装置和其他二次控制线路，那可能的故障原因：①其他二次控制线路出现了问题。②外围主线路故障引起保护跳闸的问题。③真空断路器本身出现了问题。④微机保护装置本身出现了问题。

3.故障维修处理办法：按照相关的流程规范填写第二种工作票进行故障查找。①查找真空断路器有关的二次控制线路，如分闸回路、合闸回路等，由于是跳闸故障，因此优先检查分闸回路，用万用表检测分闸线路上的远程/就地转换旋钮和分闸按钮，检查结果均正常。这说明二次线路没有问题，可以排除二次线路的问题。②进入微机保护装置菜单中查找相关的报警和异常信息没有发现新的报警和异常信息，这说明外围主线路并没有真正异常输入信号触发微机保护装置输出跳闸信号的条件，可以排除是外围主线路故障引起保护跳闸的问题。③检查真空断路器本身是否有问题，将断路器摇到试验位进行合闸操作同样合闸不成功，于是通过专用断路器小车将真空断路器从馈电柜里拉出，拉出后将真空断路器在小车上固定好，通过手动储能并进行分合闸试验，试验正常。这说明真空断路器本身没有问题，因此可以排除真空断路器本身的问题。④前面三种常见引起故障的根源检查后均正常，那么我们将要抛开正常思维转向检查微机保护装置的输出环节（包括微机保护装置的内部硬件和外部输出线路）的问题，常见的微机保护装置控制信号输出多采用继电器输出（包括固态继电器输出），用手拨开真空断路器航空插头并找到与高压开关柜连接的分闸信号线，使用万用表电压挡检测分闸信号线对零电压，结果为220V，可见导致真空断路器电动/手动重合闸均失败的故障（真空断路器无法合闸成功）原因为分闸信号线一直处于接通带电的状态，所以真空断路器在合闸过程中会出现即将合闸到位时由于分闸信号随时在启动分闸，真空断路器有合闸的响声但是始终处在分闸位置，无法合闸成功。

4.故障案例总结：通过本案例我们可以了解到常规的故障查找方法有时候是找不出问题所在的，而且本案例这种故障发生时，由于是高压真空断路器出现的问题往往影响面很大，后端大量负载等着用电，因此维修技术人员处在高度紧张情况下，如果没有不断学习总结经验，思路另辟蹊径去关注不寻常的问题点，此类故障很难快速有效排除。

（二）故障案例二

1.故障现象。某数据中心的10kV高压配电系统预防性维护检修后重新转运行时发现计量表无参数显示、液晶显示屏也不亮（注：此计量表仅为内部计量用可以停电自主进行维修，单如果是电力部门计量用的计量表在出现故障时应该通知供电部门来维修）。

2.故障原因分析。計量表在系统检修前显示、计量均正常，但在检修后即出现计量表无相关参数显示的故障，可能的故障原因：①计量表的电压回路出现了问题。②计量表本身出现了问题。③PT柜与PT抽屉的连接航空插头插反了（注：非常规问题很难想到航空插头竟然会插反）。

3.故障维修处理办法。按照相关的流程规范填写第二种工作票，经审批完成后开展故障查找工作。①用万用表检查计量表的采样电压回路，经过检查发现计量表的电压回路无电压，但PT二次侧保险正常。为此初步可以排除是电源和计量表本身的问题了。②用万用表检查计量表的所有PT、CT输入信号，发现其他输入信号正常，只有PT二次侧电压输入无电压信号，因此初步确定可能是因为PT的二次侧信号回路出现问题了，由于PT需要停电后才能进行检修，因此择期停电对PT柜进行检修（注：后续通过走第一种工作票流程对PT柜进行停电检修，发现PT柜与PT抽屉的连接航空插头插反了）。

4.故障案例总结。一般情况下设备故障大多因为设备的设计缺陷、设备构件选型不够科学、设备的相关部件制造质量不良、设备使用时间过长、设备维护不到位等原因引起，但是通过本案例我们知道检修工作不细致也会导致设备的故障出现。

三、结语

总之，科学合理的设计方案不但可以有效提升高低压供配电系统的可靠性，还有助于节省成本，从而有效提升电力工程的经济效益。由此可见，保证高低压配电系统的可靠性是实现电力工程使用性能与经济效益的重要途径，对于电力企业的发展具有重要意义。