浅谈110kV及以下电力系统的故障处理
【摘 要】电力系统的稳定是保证电力正常供给的保证，文章就有关电力系统的一些常见故障探讨对策。
【关键词】故障原因 继电保护 检测 对策
【中图分类号】TM77【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0296-02
0 引言
电能是国民经济和人民生活极为重要的能源，它作为电力部门向用户提供的由发电、供电、用电三方面共同保证质量的特殊商品，其质量的好坏越来越受到关注。电力系统需要依靠统一的调度指挥系统以实现正常调整与经济运行，以及进行安全控制、预防和处理事故等。根据电力系统的规模，调度指挥系统多是分层次建立，既分工负责，又统一指挥、协调，并采用各种自动化装置，建立自动化调度系统。为了保证系统稳定的工作，对系统中的故障处理则变得尤为重要。
1、110kV及以下变电站电压互感器故障分析
在当前110kV及以下变电站电压互感器运行的过程中，其电压互感器中存在的故障与变电站的运行环境以及设备的实际运行状况有着直接的联系。这就要求电力工作人员在进行故障分析时，能够从实际出发，对变电站互感器进行综合、全面的分析，以便准确的找到故障根源。在对110kV及以下变电站电压互感器故障分析的过程中，主要包括以下几个方面。
1.1 故障原因的分析判断
在整个电容式电压互感器运行的过程中，结合器工作原理不难看出，电容式电压互感器的分压主要由电容器与油箱电磁单元组成。在正常的运行状态下，其承受的额定电压为20kV，而整体承受的电压则为110/3-2kV。针对这种状况，若电磁单元部分对地短接，则无法承受20kV 的电压，甚至会在原有的基础上失去二次电压输出，直接影响设备承受电压的能力。而在其实际运行中，若分压电容器存在着局部缺陷，会对其电压承受力造成直接的影响，其他节承受的电压升高，会造成整台设备运行异常，有二次电压输出但不是正常值，设备会发出异常声音或损坏。由此不难看出，在整个电容式电压互感器的运行中，在系统正常运行的状况下，电力工作人员可以结合着电力系统的实际运行状况，对电容式电压互感器中存在的故障进行分析，在其分析的过程中，其故障的原因主要体现在以下几个方面：首先，电磁单元变压器一次引线出现断线或接地的现象；其次，在整个互感器内部，与电磁单元中变压器相连的氧化锌避雷器遭到了击穿，导致互感器的内部温度出现失衡的现象；最后，在长时间的负荷运行中，互感器的油箱电磁单元被高温烧坏，再加上周围潮湿环境的影响，导致线路老化严重。这些，都需要电力工作人员结合着电压互感器的实际状况，仔细的找到故障原因，通过进一步的分析来确定完善方案。
1.2 解体检查与故障处理
在当前电容式电压互感器出现的故障分析中，常见的故障原因在于电磁单元中变压器并联的氧化锌避雷器击穿导通。这就要求电力系统的工作人员能够结合着电容式电压互感器的实际运行状况，对整个底座油箱的单元解体进行详细的检查；通过对变压器以此绕组直流电阻及电磁单元变压器的测量检测，确保氧化锌避雷针的正确运行。在整个测量的数据中，若氧化锌避雷器的绝缘电阻低于10Ω，则表明其运行正常。在测试后，应将其与电磁单元立即分离，对电磁单元的变压器进行及时的测试，若测试结果显示正常，则表明判断的正确。
1.3 改进措施
结合着电容式电压互感器自身的结构特点，在现行的产品结构中，其内部结构仍以电磁单元为主，在使用的过程中，无法拆卸，导致工作人员在预防性试验机故障分析中，无法对电磁单元的实际特性及绝缘状态进行切实的检测，且检测结果与实际运行间存在着较大的差异。在解决这一问题的过程中，生产厂家通过改进器件设计来完善，即将电磁单元变压器的一端通过小套管引出，以便电磁单元的直接测量，在节省测量程序的同时，还能保证测量的准确性。
2、继电保护常见的故障及对策
2.1 继电保护常见故障分析
（1） 电流互感饱和故障
电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。随着配电系统设备终端负荷的不断增容，如果发生短路，则短路电流会很大。如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时，电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上。在常态短路情况下，越大电流互感器误差是随着一次短路电流倍数增大而增大，当电流速断保护使灵敏度降低时就可能阻止动作。在线路短路时，由于电流互感器的电流出现了饱和，而再次感应的二次电流小或者接近于零，也会导致定时限过流保护装置无法展开动作。当在配电系统的出口线过流保护拒绝动作时而导致配电所进口线保护动作了，则会使整个配电系统出现断电的状况。
（2） 开关保护设备的选择不当开关保护设备的选择是非常重要的一项工作，现在的多数配电都在高负荷密集的地区建立起开关站，也就是采用变电所—开关站—配电变压器的供电输电的模式。在未实现继电保护自动化的开关站内，我们应当更多地采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护的设备。
2.2 常见的继电保护故障的处理方法
（1） 替换法：用完好的元件代替被认定有故障的元件，来判断它的好与坏，可以快速缩小故障的查找范围；
（2） 参照法：通过对正常设备和非正常设备的相关技术参数对比，找出不正常设备的故障点。这个方法主要用于检查接线错误、定值校验过程中测试值与预想值有比较大差异的故障。在进行改造和设备更换之后二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备的接线。并在继电器定值校验时，如果发现某一只继电器测试值与整定值相差得比较远，此时，不可以轻易做出判断，判断该继电器特性不好，应当调整继电器上的刻度值，可用同只表计去测量其他相同回路同类继电器进行比较；
（3） 短接法：将回路某一段或一部分用短接线短接，来进行判断故障是否存在短接线范围内或者其他地方，这样来确定故障范围。此法主要是用在电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否完好。
2.3 确保电力系统继电保护正常运行的措施
合理的人员配置，使人员调度和协助能顺利进行，明确人员工作目标，保证电力正常运行；完善规章制度，根据继电保护的特点，健全和完善保护装置运行管理的规章制度，继电保护设备台账、运行维护、事故分析、定期校验、缺陷处理等档案应逐步采用计算机管理跟踪检查、严格考核、实行奖惩；对二次设备实行状态监测方法，对综合自动化变电站而言，容易实现继电保护状态监测。
3、常见110kV及以下电缆故障及检测方法
3.1 110kV及以下电缆常见故障分类
我们知道110kV及以下电缆绝缘要求较低，同时运行过程中电流较大，出现故障后有明显的特征，具体归类如下：
（1） 整条电缆被烧断或某一相被烧断，此类故障造成配电柜上的电流继电器动作，电缆在故障处损坏相当严重。
（2） 电缆各相都短路，同样，此类故障造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作，电缆在故障点损坏也很严重（可能是受外力引起的）。
（3） 电缆只有一相断路，电流继电器动作，故障点损伤较轻但表露较明显。可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成。
（4） 电缆内部短路，外表看不出痕迹，此类故障一般是由于电缆质量造成的，比较少见。
3.2 故障检测方法及对策
DW型低压电缆故障定位系统中的测距仪和定位仪结合使用能非常方便地完成测试。同时针对不同故障特征及电缆长度也可独立完成测试。具体如下：
（1） 如果电缆较短时（小于500米）可直接使用故障定位仪进行故障定位，无须测距仪配合。只需手持接收机沿路径（路径可边走边测）走上一遍，即可确定故障点。
（2） 由于电缆在故障点处损坏较轻，发射机发出的信号在此泄漏较少，用定位仪故障定位时，指示范围较窄，这时可先用测距仪测出故障点大概距离，再用定位仪定位也很方便。
（3） 此类故障是目前所有电缆故障中最难测的一种故障，此时可用测距仪分别在电缆两头对电缆进行测试，再拿测试结果和实际长度相比较，就可将故障点确定在一个很小的范围内（1-3米），此时将电缆挖开后再找出可疑点，或干脆将这一段电缆锯掉（因为低压电缆很便宜，绝缘要求低，接头好做），或用定位仪，在这一段范围采用音频定位，也可确定故障点。
4、电线接头故障分析及对策
4.1 电线接头发热的原因
（1） 设备安装、修理时接头未拧紧，当电流通过后可能会发热，甚至发红、冒烟、冒火、断线，导线和开关、用电器通过线线柱连接，因施工时马虎，接线柱上不加垫圈，锣帽也不拧紧，这也会使接触电阻增大；
（2） 长期运行接头也会松动，有些接头在安装时质量是比较好的，但由于热胀冷缩的原因，或者长期受到振动，会使接头松动，如长期运行的铜铝接头，接触面没有镀银或没有挂锡的接头，因接触面产生严重电化腐蚀生成氧化膜，使接头处电阻增大，极容易成为发热点；
（3） 平时流经小电流的接点，因系统突然变化，电流突增，导致接点发热；系统发生短路故障，过电流使容量不足的接点或有缺陷的接点，发生瞬间冒火等。由此看来，接点发热主要是因为接触电阻变大造成的。从以上分析可以看出，接点发热是因为接触电阻过大，造成较大电压降，负荷电流仍然很大使接点发热升温，其发热程度与接触电阻的大小及电流平方成正比。因此，发现接点严重发热时，首先应该联系配电站或使用部门，减少该点线路的负荷，然后研究处理方案。这是紧急减小发热的有效办法之一。
4.2 预防和处理对策
（1） 电线接头发热的处理和预防重在原始接线的可靠。所谓预防电线接头发热，实质上就是要正确施工、规范接线。接头接得好，也就预防了接头的发热，电线接头发热的问题就不会出现，也就勿需处理。因此，电线接头务求牢靠、紧密、造型美观，无重叠、弯曲、裂纹、及凹凸现象；接头的机械强度不得低于导线机械强度的80%；接头的绝缘强度不应低于导线的绝缘强度。安装和检修中，应当尽可能减少导线的接头，接头过多的导线不宜使用。对于可移动线路和户外线路的接头，更应当特别注意，规定相邻的俩根电线秆之间至多只容许有一个接头。
（2） 不同金属导线的连接，应有可靠的过渡金具等。当线路中有铜线、铝线和铝合金线相互连接时，应该采用铜铝过渡接头（俗称：线鼻子），并涂以导电膏，以增大导电能力，尤其是多股铝芯线与设备、电器连接时，均应采用铜铝过渡端子压接。如确无铜铝过渡端子，可暂用铝接线端子代替，但与设备、电器接触处要垫一层锡箔纸，以减少电化腐蚀作用，而且，压接螺丝必须加弹簧垫。不容许将多股铝芯线自身缠圈压接。
（3） 了解了正确接线的方法，处理接头发热的故障也就不难了。简而言之，把发热的原因找道后，如果确认是单纯的接线问题而不是线路超负荷等，就可果断的去掉该接头，再按照本文上述正确的对应接线方法重新接线即可。
5、结束语
电力故障的出现是常见的和不可避免的，这是生产和生活中电力使用的时候必须要面对的问题，但是我们相信随着科学的进步和人员技术水平的提升，我们完全可以进一步的压缩故障率和提升可靠性。
参考文献
[1] 陈家斌.电气设备故障检测诊断方法及实例[M].北京：中国水利水电出版社，2003
[2] 中华人民共和国国务院.电力安全事故应急处置和调查处理条例[S].北京：中国电力出版社，2011