短路

综述 2021年国家电网公司配网物资协议库存招标共有辽宁、甘肃、宁夏、上海、青海、福建、江西、山西、新疆、黑龙江、重庆、陕西、北京、江苏、河北、河南、湖南、四川、浙江、山东、蒙东、湖北、天津、冀北等24个省份参与。本报告统计物资类别为配网物资协议库存招标中设备部分，所有物资类别均仅统计2017-2021年国家电网公司配网设备协议库存招标中该类别的数据。 2021年国家电网公司配网设备协议库存各批次招标中，第一次招标上述省份均有参与；第二次招标除辽宁、青海外，其余22个省份均有参与；第三次招标共有甘肃、上海、福建、江西、陕西、江苏、四川等7个省份参与；新增批次共有福建、北京2个省份参与；第二次新增共有辽宁、重庆2个省份参与；第三次新增、第四次新增均仅有上海1个省份参与。 　　除上述批次外，本报告统计数据还包括国网黑龙江省电力有限公司2021年四煤城三供一业改造项目配网物资协议库存招标采购项目（5月10日招标）、国网内蒙古东部电力有限公司2021年配网工程物资公开招标采购（8月4日招标）、国网山东省电力公司2021年配网高效节能变压器物资协议库存招标采购项目（10月15日招标）招标物资均以“其他批次”数据进行统计。 　　由于截至报告编写时，国网陕西省电力有限公司2021年第三次配网设备材料（含其他）协议库存集中招标采购项目尚未开标，故该批次所涉及物资的中标企业数据并不包含本批次招标数据。 　　《电力行业关键设备供需统计分析报告2022——配网设备协议库存篇》共统计配电变压器、箱式变电站、柱上变压器台成套设备、调压器、高压开关柜、高压计量柜、低压电容器柜、低压开关柜、环网柜、环网箱、配电箱、柱上负荷开关、断路器、隔离开关、互感器、交流避雷器、高压熔断器、小电阻接地成套装置、柱上无功补偿成套装置、串联补偿装置、直流偏磁抑制装置、低压屏（柜）、箱、电缆分支箱、穿墙套管、接地短路故障指示器、数据采集终端、配电终端等27个物资类别。其中，串联补偿装置、直流偏磁抑制装置、穿墙套管、数据采集终端为新增物资类别，电能计量箱并入低压屏（柜）、箱章节进行统计。

低压线路状况：目前从10kV配电变压器低压空开或者低压刀闸出线接至低压分接箱，低压分接箱低压线路复杂多变，若某条低压线路出现短路情况或者零线带电，无法快速查找并隔育故障线路。 旧式故障查找方法：对于低压线路故障及零线营电来说，将会一条条解开低压分接箱支线后尝试合上变压器低压空开（图1）用市电送电来判断故障及零线带电线路，如果解开的线路不是故障线路，故障电流会对低压设备进行冲击，影响其性能，在这过程中要投入的时间、人力、物力都是很大的，甚至经常试送市电查找故障会造成用户频繁停送电，极易导致用户投诉。

本报告针对建设“高供电可靠性”配电网的要求，提出配电网“全范围故障快速处置”的目标。要求配网设备能准确检测“从极大的短路故障，到极小的接地故障”全范围故障，并能实现快速有效的就地隔离和非故障区域供电自愈。 报告基于企业的核心技术，提出将基于光纤差动的智能分布式配网自愈系统，基于相不对称算法接地故障检测技术，以及高可靠断路器级常压密封空气绝缘环网柜，等配网先进技术优化整合，实现配电网全范围故障快速处置。 本报告特别介绍了方案的核心技术特点，并分享了部分成功的运行案例。

2020年国家电网公司配网物资协议库存招标总计三次，共有江苏、上海、福建、江西、黑龙江、山西、河北、辽宁、蒙东、湖北、陕西、天津、河南、山东、甘肃、青海、浙江、重庆等18个省份参与。本报告统计物资类别为配网物资协议库存招标中设备部分，所有物资类别均仅统计2020年国家电网公司配网设备协议库存招标中该类别的数据。 2020年国家电网公司配网设备协议库存各批次招标中，第一次招标上述省份中除青海、浙江外，其余16个省份均有参与；第二次招标上述省份中除辽宁、甘肃、重庆外，其余15个省份均有参与；第三次招标共有江苏、上海2个省份参与。 本报告统计数据包括国网黑龙江省电力有限公司省管产业单位2020年配网物资协议库存招标采购项目（3月24日招标）、国网重庆市电力公司2020年新增第一次配网物资协议库存招标采购（12月30日招标），招标物资均计入第一次招标数据统计。 2020年国家电网公司配网设备协议库存各批次招标中，江苏、上海、福建、江西、山西、河北、辽宁、蒙东、湖北等9个省份的第一次配网协议库存及黑龙江省管产业单位配网协议库存招标在ecp1.0平台进行；其余所有批次招标均在ecp2.0平台进行。 《2019年电力行业关键设备供需统计分析报告——配网设备协议库存篇》共统计配电变压器、箱式变电站、柱上变压器台成套设备、调压器、高压开关柜、高压计量柜、低压电容器柜、低压开关柜、环网柜、环网箱、配电箱、柱上负荷开关、断路器、隔离开关、低压开关、互感器、低压互感器、交流避雷器、高压熔断器、低压熔断器、小电阻接地成套装置、柱上无功补偿成套装置、电能计量箱、电缆分支箱、接地短路故障指示器、配电终端等26个物资类别，比上年新增了调压器、高压计量柜、低压电容器柜、低压熔断器、小电阻接地成套装置、柱上无功补偿成套装置等6个物资类别。 2020年国家电网公司配网设备协议库存招标中，一二次成套化设备总计招标66380.9套。其中，一二次融合成套环网箱招标9863套，一二次融合成套柱上负荷开关招标1574套，一二次融合成套柱上断路器招标54943.9套。所占比例比2019年均有所增加。

以图表形式直观展示了断路器、组合电器、高压开关柜的台账数（率）、故障数（率）、缺陷数（率）、运行年限分布情况，总结归纳了现目前主要存在的六大问题并给予相对应的管控策略。第一，针对隐蔽性较强的GIS内部载流回路过热短路故障问题，应开展对GIS内部过热检测技术研究，试点进行二维码定点定位测温；第二，对于继电器老化引发的开关误跳，可以改进二次接线回路设计，保证在断路器在非全相状态时间内才启动断路器跳闸回路跳闸，从而保证设备正常运行；第三，机构引发的断路器误动或拒动影响系统安全的情况下，可收集机械测试数据，开展机构状态的专项评估，研究并提出机构的运维检修策略；第四，多重雷击引发的断路器击穿问题，可通过研究多重雷击下断路器的运行工况，推进IEC工作组修编断路器多重雷击下技术要求和试验方法；第五，针对隔离开关机构、载流缺陷多的问题，可研究模块化、标准化和智能化机构，开展隔离开关的检查性操作和日常巡视工作的技术监督；第六，面对断路器爆裂风险，可制定滤波器断路器的反措，提高断路器的技术参数和试验要求，加强断路器厂内装配工艺环节的技术监督。

为缩小配网线路停电影响范围，大幅缩短停电时户数，提升配网自动化水平，宏力达研发了一二次融合12kv支柱式智能真空断路器。在2019年中国电力企业联合会组织召开的“一二次融合12kv支柱式智能真空断路器HLD-ZW3212JG/630-20”产品鉴定会上，鉴定委员会一致认为，该产品综合性能达到国际先进水平，其中超低功耗控制终端、集交流传感器/电容取电/真空灭弧室一体化固封极柱达到国际领先水平。 该产品将交流传感器及取电模块与一次本体深度融合，支持电量采集、就地型馈线自动化、单相接地故障就地检测和隔离等功能。其产品特点有：具有远方/就地工作方式的自动切换；集高精度交流采样、短路/接地故障处置、线损测量、无线通信等于一体的超低功耗控制终端；集交流传感器、电容取电、真空灭弧室 于一体的固封极柱；基于接地电流基准突变暂态判据，结合三相电压电流、故障电流方向、零序电流和零序电压的稳态判据，进行小电流单相接地故障区域研判及其就地隔离。该类型智能开关具有自适应综合型就地馈线自动化功能，不依赖主站和通信通过短路/接地故障检测和级差保护等技术，自适应多分支、多联络配电网架，实现线路故障选择性保护，短路和单相接地故障就地隔离，不影响非故障区域供电，可以大幅提升供电可靠性。自2017年起在浙江省、福建省、陕西省等地区挂网运行，设备运行状况良好。

2016年2月，国家发展改革委《关子“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程的意见》中明确指出，到2020年，全国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖，供电能力和服务水平明显提升，农村电网供电可靠率达到99.8%，“十三五”规划纲要明确提出要实施农网改造升级的重大工程，南方电网公司“十三五”期间将投资1300亿元用于农村电网改造升级，国家电网新一轮农网改造总投资超5200亿。 随着配电网的快速发展，规模的日趋扩大，供电区域内种植树木的不断增加，严重的腐蚀、乌害请多因素的影响，运行中不可避免地出现人为或自然的故障，如遭受外力的破坏、相间短路、断线等故障越来越频繁，影响了配电网的安全运行。目前配电网架空线路绝缘化改造较为广泛的方式为更换绝缘导线，更换绝缘导线不仅需要架设新的杆塔，还需要较长的停电时间，工程量大，投资成本高，施工不便，特别是山区、丘陵地区、丛林区施工难度尤为困难，跨江、跨河、山谷等特殊地形无法更换绝缘导线。架空线路绝缘包覆机器人可以在原架设的线路上，将绝缘涂料均匀包覆在架空裸导线上，实现配电网裸导线绝缘化改造，大幅度缩短停电时间，降低施工成本，节约人力物力。

以前变电站高压室内的35kV开关柜通常采用小型化设计，只有1.2米宽，柜内导体间的最小绝缘距离只有230mm，不满足2014版《十八项反措》300mm的要求。虽然生产厂家在柜内加装了绝缘隔板或绝缘护套，但是绝缘击穿故障还是经常发生。目前，山东公司此类35kV开关柜问题高达3747面，存在较大设备安全隐患，严重影响电网安全运行。 通过对近5年的开关柜事故统计分析，87%的35kV开关柜绝缘击穿是由温度、湿度、污秒三个关键要素导致的。因为高压室与外界密封性较差，导致户外的潮气和灰尘进入开关柜内，致使绝缘件受潮脏污，造成绝缘强度降低，发生闪络击穿故障，严重时还会引起母线全停、变压器出口短路，甚至开关柜整组烧毁。 如果能对开关柜高压室的空气环境进行管控，避免开关柜脏污受潮，就能杜绝此美事故。解决方案就是控制高压室的环境因素-——温度、湿度、污秒。然而现在高压室的设计规范仅有温控的通风机这一项环境控制设备，潮气和灰尘经过通风口进入高压室内，无法有效控制运行环境。因此，巫需研制一套高压室环境控制系统，能够在变电站高压室内规模化安装，实时监测、控制高压室内环境情况，将高压室内温湿度始终控制在允许范围内，有效隔绝灰尘，提高开关柜设备电气绝缘强度水平，杜绝因开关柜设备绝缘击穿导致的故障，确保变电站安全运行。

智能配电终端是配电网的“神经末档”和“触手”，是配电自动化的基础，对提升配电网感知能力、提高配电网可靠稳定运行水平具有重要作用。随着“十三五”期间配电自动化建设的快速推进，将有大量智能配电终端投运，仅湖南公司2018年就计划投运安装故障指示器超过20000台。然而，不同生产厂家的故障指示器故障原理各不相同，产品质量参差不齐，垂需高效的检测装备实现大批量设备的自动检测。传统人工检测方法采用继保检测仪对手工制作的多重线圈加载特征波形来模拟短路或接地故障对故障指示器进行检测，此方法效率低、标准化程度不足，难以满足海量故障指示器的入网需求。 本项目以机械自动化与自动控制技术为基础，深度融合智能机器人、图像识别与物联网等关键技术，设计了一套智能配电终端自动化检测流水线，创新实现了故障指示器产品检定的自动控制与全过程管控，为提高配电线路故障指示器的检测效率和效果、保障配电自动化系统稳定可靠运行、提升配电自动化实用化水平提供有力支撑。

对于厂站直流系统的2V蓄电池、共108节，传统的核对性容量放电试验首先要拆下108只蓄电池的防尘章，然后依次安装108个电压采样模块在相应编号的蓄电池正负板两端，以便放电仪在放电过程中能监测并记录每个蓄电池的实时电压，再进行试验。试验结束后，还要将108个电压采样模块取下按顺序收好，再将108只蓄电池防尘罩軍上，整个工作过程工作量大而繁。 且厂站部分电池屏柜层内空间小，采样盒接线非常困难，试验接线过程中手容易触碰到屏柜金属外壳，引发触电、电池短路等不安全隐息，严重的会造成厂站直流接地，甚至引起保护拒动、误动。 《电力设备检修规程Q/CSG1206007-2017》规定蓄电池在前4年内每2年一次定检，之后每年一次，比原来的前面6年每2年一次之后每年一次的规定增加了工作量，如果再按传统方法则需要更多的人力和物力。 所以，研制蓄电池放电数据转换装置对传统试验方法改进，只需通过蓄电池放电数据转换装置，放电仪即可随时读取并保存蓄电池的实时电压，不再需要每次都安装108个电压采集模块。