低压线路故障查找与线路保护系统的应用分析

麦子南

[摘    要 ]低压线路运行状态直接影响着配网安全性能，已经成为新时期人们关注的焦点。本次研究过程中主要从低压线路的常见故障出发，分析低压线路故障查找与保护工作的要点，确保线路漏电或线路接地后能够第一时间实现报警与投切保护。并根据智能装置和云端系统，形成实时监测保护系统，从根本上提升了低压线路运行的安全性、可靠性和稳定性，为新时期电网建设提供了参考依据。

[关键词]低压线路;故障查找;线路保护;设计

[中图分类号]TM75[文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）08–00–03

Low Voltage Line Fault Finding and Application Analysis of Line Protection System

Mai Zi-nan

[Abstract]The operation status of low-voltage lines directly affects the safety performance of distribution network， which has become the focus of attention in the new era. In the process of this study， starting from the common faults of low-voltage lines， this paper analyzes the key points of fault finding and protection of low-voltage lines， so as to ensure that the alarm and switching protection can be realized at the first time after the line leakage or line grounding. According to the intelligent device and cloud system， a real-time monitoring and protection system is formed， which fundamentally improves the safety， reliability and stability of low-voltage line operation， and provides a reference for power grid construction in the new period.

[Keywords]low voltage line; fault finding; line protection; design

為了降低配电网线路故障率，提高用户用电质量，在配电网运行过程中必须加大线路管理和监测力度，从智能化、高效化角度出发安装保护装置，实现线路运行的在线监测和故障防控。近年来我国加大了对低压线路的重视力度，开始在低压线路运行过程中设置保护装置，尤其是漏电保护、过流保护等，在一定程度上减少了低压线路故障率，提升了电网运行的安全效益和经济效益。

1 低压线路故障查找与保护要点

1.1 低压线路故障分析

低压线路运行过程中由于负荷不平衡、长时间超负荷运行、恶劣环境等，均容易造成线路损毁，导致区域输配电故障。一般低压线路故障主要表现为短路故障、断路故障和接地故障。

（1）短路故障主要是由装置损坏、击穿等造成线路中出现过高电流导致，一般会致使线路烧毁、跳闸。

（2）断路故障大多是由外部因素所致，严重时甚至造成设备烧毁、人员伤亡等。断路故障一般发生在线路较为复杂区域或气候环境较为恶劣区域。

（3）接地故障主要是由线路受损所致。在线路绝缘护套、绝缘子等出现故障后非常容易发生单相接地，造成装置击穿或烧毁，致使相间输配电中断。

1.2 故障查找与保护要点

低压线路故障查找与保护工作开展时应从短路故障、断路故障和接地故障出发，做好线路电压、功率等数据的监测。一旦出现电压畸变或过流过载，由保护装置切断或投切到备用线路上，快速实现故障隔离和处理，提升低压电网运行的稳定性。

（1）线路异常报警。智能装置在监测到低压线路中末端电压值异常后，应及时根据数据分析结果实现告警，确保检修人员能够快速发现线路异常情况并有效处理。

（2）故障单元定位。根据低压线路常见故障类型，在故障点查找和现场保护的过程中应做好单元网格的划分，依照线路实际状况及故障发生率，对线路区域进行合理划分。保证在故障发生后能够第一时间根据单元网格确定故障点。如可以将农村低压电网按照环网结构设置成不同层次的单元网格，当分支线路故障断电后，直接将网格中的电力数据、线路报警信息等传输到智能系统中，快速判断断电区域和故障情况，从而第一时间解决线路问题，最大限度减少区域停电时间。

（3）设置保护动作。低压线路故障查找与保护系统设计的过程中应在实际线路运行状态基础上实现相应投切保护。如低压线路中性线断线时可以设置保护装置投切到临时接地点，初步稳定三相电压;线路短路故障后，保护装置直接跳闸切断线路，降低对区域用电设备的影响;区域断线时，保护装置应第一时间从上游切断电源，避免出现断线导致的区域漏电，保证电网和人们生命财产安全。

2 低压线路故障查找与保护系统的设计

本次研究过程中主要以X地区低压线路故障保护系统为例，分析故障查找与故障隔离中的注意事项，现结果如下。

2.1 设计方案

（1）故障依据。为进一步提升X地区低压线路故障查找和保护动作的准确性和有效性，本次装置设计过程中主要以该区域低压电路相电压为依据，判断低压线路异常情况。一般短路故障和接地故障多为漏电或中性线断线导致，可根据三相负载均衡情况快速判断;断路故障则往往会造成一相无电压，可直接根据三相电压数值判断，如表1所示。

（2）保护方案。确定为断路故障、短路故障或接地故障后，根据现场情况快速实现对应动作保护。X地区低压线路短路和接地故障处理时DLB-1型装置直接将线路投切到到临时接地点，从而保证三相电压均衡;断路故障处理时DLB-1型装置将信息传输到系统中，由系统根据采集到的数据实施支线断电，并第一时间开展现场抢修，避免断线、漏电等造成的低压电网安全事故。

2.2 装置设计

X地区低压线路主要采用DLB-1型低压线路故障查找与保护装置，其包括前端装置和云端系统两部分，两者通过无线通信装置实现数据传输和指令控制，并通过可视化处理实时展现线路运行状况。故障数据传输到云端系统后，经专家诊断判断低压线路故障状况，形成智能决策并将控制指令发送到前端装置，实现快速故障隔离见图1。

（1）前端装置。为DLB故障查找和保护装置，可直接通过内置仪表测量线路电压、电流等数据，采集低压线路运行数据，并通过GPRS网络、无线网络传输到云端系统中。

（2）云端系统。由计算机、数据库等组成。计算机云端系统中可直接将采集到的数据和历史数据对比，经过专家诊断快速完成数据处理和分析。数据库则主要存储低压线路运行中的各项数据，为智能决策提供依据。

（3）多元服务。在设计的过程中需要做好可视化显示，在可视化功能基础上形成图像检测，让检修人员能够直观检查线路情况，掌握线路运行状态;为保证检修人员能够第一时间了解线路故障情况，设计中将移动APP和云端系统互联，人员能够通过系统认证直接在APP中访问并修改保護数据，实现实时监测和有效保护;要设置好报警提醒，可通过声光报警提醒检修人员线路异常，或通过短信、消息等形式将故障报警信息发送到检修人员手机上，确保人员第一时间开展检修工作，从根本上缩短低压电网故障停电时间。

2.3 安装操作

设计完成后将DLB-1型装置直接安装在X地区低压支线上，各装置均通过接地线接地，避免过电压击穿或过流烧毁等情况，提升故障查找和保护系统应用效益。为提升故障查找和保护效益，本次安装过程中在各个线路支线首端均安装DLB-1型故障查找和保护装置，使其能够在发现异常后从支线前端快速切断电流或实现投切保护，其具体安装方式见图2。

2.4 应用效益

2020年1月X地区低压电网中安装DLB-1型装置后，到2020年6月份一共故障报警423次，其中短路报警296次，现场检查后确定大多为中性线故障、线路漏电接地导致，经装置投切和人员检修处理后恢复正常。其它为断路报警，现场检查后确定为人为偷电、恶劣气候等造成的线路断损导致，经现场重新接线处理后，供电恢复正常。该地区上半年低压电网可靠性提升到99.8%，平均用户故障停电时间仅为1.9h，低压线路故障查找和保护效果显著。

2020年3月18日10：32，X地区10 kV配电网中榕茅甲线中N168支线DLB-1型装置短路报警，显示B相电流瞬时升高、电压数值骤降，存在故障短路。现场检查后确定榕茅甲线中N168支线B相横担绝缘子串外飘物，经人工爬梯清理，11：41恢复供电。本次短路事故中该装置能够根据区域单元网格和故障信息快速实现故障定位，减少了不必要的检修时间，在一定程度上提升了故障检修工作效益。尤其是故障信息中可以直接反映支线电压、电流等情况，确定具体为短路故障或断路故障，可以使检修人员有针对性地开展故障查找和处理工作，从根本上改善了低压线路故障处理工作成效。

而在日常运行方面，人员也可以从平台或APP中的各项信息快速把握线路的实时数据，依照线路运行状态配合换相开关等设备调整线路的负荷，从而达到负载均衡和三相不平衡治理的目的，这对保障低压线路安全运行具有至关重要的意义。

3 结束语

低压线路运行过程中非常容易出现由人为因素、环境因素、设计因素等造成的短路故障、断线故障、接地故障等。在故障检查和处理过程中应根据智能电网建设需求，做好智能一体化监测和保护设计，利用DLB-1型低压线路故障查找和保护装置实现各个线路运行状态的监测，并针对异常情况及时投切保护，为故障检修提供全面数据支撑，最大限度减少低压电网故障停电时间。

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