线路故障引起电压暂降影响因素的研究

余陈刚张丽秋

太仓市供电公司江苏太仓215400

摘要：电压暂降故障问题是电力企业的线路运行中非常常见的故障类型，输电线路故障点、馈线线路故障点以及继电保护装置故障都很容易造成这种线路中的电压暂降。为了可以有效降低电压暂降故障对电力企业供电线路的正常运行所造成的负面影响，笔者将以此为核心，从电压暂降基本概念、影响因素以及改善措施等方面对其展开详细地探究，希望以下内容可以对一些电力企业提供新的研究方向。

关键词：线路故障；电压暂降；影响因素

引言

电能供应与人们的日常生活和工作都有着非常紧密的联系，为了可以进一步加强电力企业的供电质量，为广大人民群众提供更加优质的电能供应服务，很多电力企业的工作人员对线路中常见的电压暂降的故障问题进行了详细地分析，并且制定了相应的改善对策，这也是笔者将要与大家进行重点探讨的主要内容，希望笔者针对电压暂降故障问题所提出的一些意见和建议可以为从事电力行业的工作人员提供一些有价值性的理论参考。

一、电压暂降

电压暂降是指供电电压均方根值在短时间突然下降的事件，其典型持续时间为0.01～0.6s。电压暂降产生的原因涉及电力系统和用户两方电压。电压暂降通常是因为电网在较短的时间内出现大幅度地负荷增加或减少的情况而产生的，变电设备因突发情况而停止运行也极容易引发电压暂降的故障。当线路出现短路故障时，通常会引起电压暂降的故障，对于一些敏感设备而言很容易出现异常运行等相关问题，受电压暂降影响较大的机械设备有：PLC控制器、机器人系统、工业控制器、驱动器等等。造成电压暂降的主要原因有以下几点：第一，以自然因素为主，常见的有闪电、大风、雷击、雨雪等等；第二，以电力因素为主，如大规模的电机突然启动、变压器切换、线路短路、线路切换等等；第三，以不可抗因素为主，建筑施工损坏、小动物误入线路配电室、交通事故损坏等等[1]。表征电压暂降的特征参数有3个，分别是：1）电压暂降幅值，常用暂降深度来表示。暂降深度是指标称电压与残余电压的差值。2）电压暂降持续时间。3）电压暂降的相位跳变。

二、影响因素分析

（一）故障点因素

1.输电线路

当故障点发生于输电线路中时，以三相短路的输电线路图为例，假设该输电线路中的等效电势分别为Em和En，系统阻抗为Zm和Zn，M侧的短路电流为Im，N侧的短路电流为In，过渡电阻为R，电压为U。当输电线路中M侧的系统阻抗Zm趋于无穷大时，该输电线路中便仅有N侧一个回路进行电能的供应，若此时该输电线路发生三相短路故障，则出现在输电线路中的故障点则很容易造成电压的暂时中断。因此，对于与该输电线路相连接的一些敏感设备则不适用于单回路供电模式，否则很容易出现设备运行故障等相关问题。从理论上来说，Z与U之间是正比例关系，U随着Z的增长而增长。因此我们可以判断出，当故障点与输电线路中电气系统之间的距离越大时，电压暂降的程度越小[2]。除此之外，我们还可以判断出M侧的Zm越大，则输电线路中所接入的线路回路便越大，所产生的暂降电压情况也就越严重。当R趋于0时，该输电线路中的过渡电阻会在一定范围内增加输电线路中残余的电压值，同时也降低了电压暂降的深度值。

2.馈线

当故障点的发生位置在馈线时，同样会导致电压暂降的情况发生，当故障点的发生位置正处于馈线中敏感设备所连接的线路时，则一定会导致电压出现瞬时的中断情况。若故障点的发生位置处于敏感设备所连接线路，与馈线线路所在同一母线内时，故障点会对敏感设备所连接线路中的负荷电流产生一定的负面影响，最终会导致馈线线路中出现电压暂降等相关情况[3]。与之相对应的另外一种情况则是故障点的发生位置所对应的敏感设备连接线路与馈线线路未在同一母线内时，则馈线所在母线内的故障点线路所具备的阻抗与该线路中的过渡电阻之间会存在一定的参与电压。而此时馈线所连接的网络通常为接地系统，当接地系统处于单相接地的状态时，故障点内的电流则与敏感负荷设备之间是相互连接的状态，因此单相接地系统的故障也是影响电压暂降情况的重要因素。

（二）继电保护及自动重合闸的因素

除了上述我们所提到的故障点因素之外，继电保护系统本身因素也会造成线路中电压的暂降情况。从客观的角度上来说，继电保护系统在线路运行中的主要作用是保护电路的稳定运行，并且将该电路中所对应的电压进行有效地控制。当继电保护系统在实际应用的过程中出现切除故障行为时，故障发生的瞬间就会引发电压暂降的情况发生，在继电保护系统切除故障的阶段内，该线路便会一直处于电压暂降的状态，直至继电保护系统将故障解除之后，线路电压才会恢复正常，为了可以有效地避免这一情况的发生，工作人员常常会在继电保护系统将故障切除之后便在第一时间内开启重合闸，通过这种方式可以在较短的时间内将该线路恢复至正常的状态。但若重合闸失败，会再次造成电压暂降。因此工作人员需要根据线路运行的实际情况来选择最佳的方式在最大限度上降低电压暂降对线路中其他设备的运行所产生的不利影响[4]。

三、改善措施

为了可以有效地减少线路中发生电压暂降现象的概率，工作人员可以根据线路运行的具体情况选择合适的改善措施。具体措施如下：第一，尽可能地减少敏感设备所连接线路中其他连接设备的数量，提高线路运行的稳定性；第二，适当地使用电缆线路和架空绝缘线路，通过这种方式也可以有效地减少线路中出现电压暂降故障的概率；第三，工作人员需要不断地加强对运行线路的巡视力度，定期对运行线路进行检查和维护；第四，当敏感设备所连接线路与多项设备处于同一母线中时，工作人员需要对该线路进行全线保护；第五，当线路出现电压暂降的情况时，工作人员可以合理地使用DVR电压恢复器或者UPS不间断电源等设备来维持线路的基本运行，将电压暂降故障对线路运行所造成的损失降至最低。

四、结束语

总而言之，虽然就目前而言国内一些电力企业仍然会受到电压暂降故障的困扰，但是笔者相信在电力企业的工作人员通过对引起电压暂降故障的基本原因进行详细地分析，并且有针对性地采取相应的措施后，就可以有效地降低电力企业线路出现电压暂降故障的概率，提高线路运行的稳定性，为电力领域的进步和发展添加助力。

参考文献：

[1]江宇，夏勇，张斌等.高压线路故障产生电压暂降的特性及对敏感负荷设备的影响[J].电气自动化，2012，34（04）：153-155.

[2]黄小庆，曹阳，吴卫良等.考虑电压暂降指标的电压协调控制方法研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（22）：147-154.

[3]聂树瑞.故障限流器对电压暂降的影响分析及其优化配置研究[D].济南：山东大学，2015：132-136.

[4]梁鉴通.电压暂降故障源定位方法优化[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2016：147-151.