陈子辉 刘勇浩 廖浩泉 胡 聪 朱跃胜

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000）

便携式电能质量分析仪在配电线路故障分析中的应用

陈子辉 刘勇浩 廖浩泉 胡 聪 朱跃胜

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000）

本文对两起10kV配电线路故障进行原因分析，充分利用便携式电能质量分析仪进行在线跟踪测试，找出故障原因。最后，对便携式电能质量分析仪必须具备的功能条件进行总结。

配电线路；故障；电能质量分析仪；在线测试

随着国民经济的飞速发展，对供电可靠性及电能质量提出更高的要求。10kV配电网是电力系统与用户直接相连的最重要的环节，不仅点多、线长、面广，而且运行环境较为复杂，它的安全运行水平直接关系到供电企业的经济效益和社会效益。电力系统存在着大量非线性、冲击性和波动性负荷，配电线路设备的绝缘水平降低，都会造成电网发生波形畸变（谐波）、电压波动、闪变、三相不平衡、非对称性。实际工作中，应用电能质量带电监测等新技术、新设备，对电能质量做出精确的检测和分析，判断造成各种电能质量问题的原因，为配电线路故障分析提供依据。

图1 用户A负荷电流峰值录波图

一、便携式电能质量分析仪功能简介

便携式电能质量分析仪，是用于监测、记录电能质量数据的在线式电能质量监测仪和随时携带便于现场作业、检修发现问题的便携式电能质量分析仪，除了具备一般电能质量分析仪的功能之外，仪器必须内置存储容量足够大，连续工作几天，能准确测量电压骤升、电压骤降、过电压、欠电压、过电流发生时刻，持续时间，并能记录发生骤变时刻的波形，供事件发生后分析使用。

二、事件分析

（一）案例一：10kV某甲线中途开关及末端用户开关异常跳闸

1 故障情况

2014年3月，10kV 某甲线中途开关连续两天内发生过两次跳闸，该线路末端用户A进线开关也曾经出现过跳闸；线路检修人员现场用钳形电流表多次跟踪测量该两处的运行电流，中途开关基本上都为150A左右，末端用户开关为140A左右（该线路主要负荷为用户A的负荷），属于正常运行状态，未找出跳闸原因。

2 开关动作整定值情况

为找出原因，我们先了解10kV某甲线中途开关与末端开关的整定值情况，见表1。

表1 定值表

我们发现，这个整定值设定有误，末端开关一次侧速断动作电流和过流动作电流定值应分别比中途开关小，并且，末端开关的过流开关动作延时时间应比速断时间长。

3 电能质量分析仪连续1周带电监测情况

由于线路正常的负荷电流没有超过整定值而出现跳闸，并且末端用户A为该线路主要负荷，我们采用电能质量分析仪对线路末端用户A进行连续1周带电跟踪测试，并设置过流录波功能。

2014年5月14日14时59分58.94秒时，进线录波显示（如图1为波形图），负荷电流峰值为571A，设置限制电流为480A的话，峰值持续时间将达到0.025s。假如启动电流超过480A并且持续超过0.1s时，末端用户A就很容易发生过流动作跳闸。

我们认为，末端用户A机器启动电流过大，加上末端用户A开关动作电流值整定有误，是引起的中途开关越级跳闸和末端开关异常跳闸的原因。

（二）案例二：10kV某乙线A相频繁瞬间接地

1 故障情况

2014年12月16日9点20分，110kV某变电站频发“10kVI段母线接地 动作/恢复、10kVII段母线接地 动作/恢复、消弧线圈接地状态动作/恢复”异常告警信号。对站内10kV系统高压设备以及站外10kV线路进行检查，均运行正常，暂时未发现高压设备异常。对此，我们怀疑该站10kV系统可能发生谐振。

2 10kV母线电能质量带电监测情况

为了确认10kV系统是否发生谐振，2015年1月26日～2015年2月6日，在变电站10kV PT二次电压挂接便携式电能质量分析仪，在线监测10kV PT二次电压情况。结果发现：在2月5日3点37分～3点41分、7点12分～13分、9点5分～9点27分、22点28分～22点29分、23点51分～23点57分有接地异常现象。以上各时段发生的异常现象，每个时间段都会有几次接地现象。而此同时变电站频发“10kVI段母线接地 动作/恢复、10kVII段母线接地 动作/恢复、消弧线圈接地状态动作/恢复”异常告警信号。

（1）每次接地时，电能质量分析仪录到事件波形如图2所示（每次录到的波形都差不多一样）。

图2 2月5日10kV母线电压监测记录

图2中，上面波形为瞬时值波形，下面波形为有效值的幅值波形，红线为A相电压、绿色为B相电压、蓝色为C相电压、灰色为开口三角相电压。从分析仪的录波看出，发生异常现象时，10kV母线电压UA下降至约0V，同时UB、UC相电压升高至约线电压，开口三角电压UL升高至约100V，三相电压2-25次谐波分量基本为零，可初步判断变电站10kV母线A相频繁瞬间接地。

（2）查看变电站端#1消弧线圈2月5日选线动作记录，共有26次选线动作记录，其中10kV某乙线22次、10kV某丙线3次、10kV某丁线1次。

综合2月5日变电站10kV母线电压波形记录及#1消弧线圈选线记录分析，初步判断10kV某乙线A相频繁瞬间接地。

结语

从以上两起10kV配电线路的故障案例中看出，充分利用便携式电能质量分析仪在线监测和录波功能，将为我们分析线路故障提供很大的帮助。仪器必须内置存储容量≥4GB，连续工作时间一周以上，能准确测量电压骤升、电压骤降、过电压、欠电压、过电流发生时刻，持续时间，并能记录发生骤变时刻的波形（发生前1个周期及以上，发生后3个周期及以上，每周期采样256点及以上）。另外，我们必须结合电能质量其他一般参数，如谐波、电压偏差、电压波动、闪变、三相不平衡等参数进行全面的、综合的分析，以正确判断配电线路故障原因。

[1] DLT 1053-2007，电能质量技术监督规程[S].

[2]肖湘宁.电能质量分析与控制[M].北京：中国电力出版社，2004.

[3]吴书强.配电线路技术问答[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4]郭谋发.配电网自动化技术[M].北京：机械工业出版社，2012.

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