農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)運行方式的探討論文

　　摘要：本文對農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)的三種運行方式作了分析和探討，提出了在農(nóng)網(wǎng)改造后，由于絕緣水平的提高，建議在采取一些補充措施后，將TT系統(tǒng)改為IT系統(tǒng)，以利提高供電可靠性等。

　　關(guān)鍵詞：配電變壓器 低壓電力網(wǎng) 運行方式 探討

　　根據(jù)農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程規(guī)定，農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)的運行方式有IT系統(tǒng)、IN-C系統(tǒng)及TT系統(tǒng)三種。IT系統(tǒng)是指農(nóng)村對安全有特殊要求或排灌專用配電變壓器低壓電力網(wǎng)，并宜采用中性點不接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護接地方式；IN-C系統(tǒng)是指農(nóng)村城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)配電變壓器低壓電力網(wǎng)宜，并采用中性點直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接零方式；TT系統(tǒng)是指農(nóng)村居民用電及其他用電的配電變壓器低壓電力網(wǎng)并宜采用中性點直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護接地方式，且TT系統(tǒng)應(yīng)安裝漏電保護器。

　　1 三種運行方式的優(yōu)缺點

　　采用工廠系統(tǒng)的部分，因其低壓電力網(wǎng)范圍小，絕緣容易得到保證，供電安全性，供電可靠性和經(jīng)濟性都比較好。采用TN-C系統(tǒng)的部分，其供電可靠性方面相對要差一些，因任何一個電氣設(shè)備發(fā)生外露可導(dǎo)電部分漏電，應(yīng)由過流保護切斷電流，若越級則會造成較大范圍停電。線路末端用戶電氣設(shè)備對外露可導(dǎo)電部分漏電，可能會因線路導(dǎo)線阻抗較大，過流保護不能切斷故障，造成人身碰能已帶電的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分造成電擊危險，也存在人身直接碰能帶電部分產(chǎn)生電擊危險。為解決這一問題，該運行方式的用戶，有的已改變接零方式，裝設(shè)了末端漏電斷路器。采用TT系統(tǒng)，安裝漏電保護方式的部分，從安全方面講，對避免產(chǎn)生電擊傷害是十分優(yōu)越的，但它的投資相對大，供電可靠性是很差的，其中特別是漏電總保護，一有風(fēng)吹草動，漏電總保護動作跳閘，造成大片用戶停電，影響連續(xù)供電，影響生產(chǎn)。大量的統(tǒng)計分析表明，漏電總保護動作跳閘1000次中，有999次以上是各種原因的漏電造成的。更有甚者，農(nóng)村個別居民鄰里矛盾，也用單相接地造成漏電總保護器跳閘停電來發(fā)淺。隨著農(nóng)村用電水平的提高，使農(nóng)民生產(chǎn)生活對電的依賴程度的提高，因此漏電總保護動作跳閘停電的后果及影響將會越來越大。農(nóng)村配電壓器低壓電力網(wǎng)至所以采用TT系統(tǒng)加裝漏電保護器方式，特別是要求選裝漏電總保護，是基于當(dāng)初我國農(nóng)村低壓電力網(wǎng)設(shè)備健康狀況差，范圍大無法保證低壓電力網(wǎng)相線、零線對地絕緣等原因，造成農(nóng)村能電死亡事故多而采取的一種針對性措施。采用這措施后，農(nóng)村因電擊而傷亡的人數(shù)大大減少。目前農(nóng)村已安裝漏電保護的地區(qū)，因電擊而死亡的事故中，除漏電保護不能起保護作用的兩相電擊，相零線電擊外，絕大部分是由于漏電保護器損壞或人為撤出所致。綜上所述，在這種運行方式下用電安全和供電可靠性這兩者間，產(chǎn)生了極大的矛盾，所以若能到一種既能保證用電安全，又能保證供電可靠性，且投資不大的方案，應(yīng)該是大家共同的心愿。

　　2 建議將TT系統(tǒng)改為IT系統(tǒng)

　　筆者認(rèn)為，農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造給找到這個方案創(chuàng)造了條件：其一是經(jīng)過改造的農(nóng)網(wǎng)低壓線路部分，各項安全技術(shù)指標(biāo)都已達到了標(biāo)準(zhǔn)要求，低壓線路的拉線都裝上了拉線絕緣子，所以在低壓線路部分發(fā)生電擊傷亡事故的可能性只乘下了斷線落地，而斷線對于合格線路來講，其幾率本身就很小。對于在低壓線路上掛鉤用電造成的電擊傷害問題，是屬于違章用電(竊電)，是不應(yīng)該也是不允許出現(xiàn)的；其二是如果低壓電力網(wǎng)的用戶和單機(臨時用電，流動排灌、脫粒等)都裝上了家用漏電斷路器或末端漏電斷路器，則低壓用戶范圍內(nèi)人們碰觸電器等引起電擊傷害可能性的地方，都會受到末端漏電斷路器的保護。若農(nóng)網(wǎng)改造后，達到上述兩個條件，則可以說農(nóng)村低壓電力網(wǎng)不裝漏電總保護，其防電擊傷害問題也已得到初步解決。如果在具備上述條件的低壓電力網(wǎng)中，將配電變壓器低壓側(cè)中性點直接接地改為不接地，即改為IT系統(tǒng)，那么前面所說的低壓線路斷線落地的危險性將更小，也就是說，即使人身碰上落地斷線的低壓線，通過人體的電流一般只是電容電流而已。而在末端潛心電保護范圍內(nèi)，若發(fā)生人身直接碰觸相線或已漏電的電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分，情況也相似，通過人體的電流一般也只是電容電流。該電流若大于末端漏電保護器的動作電流，則漏電保護器將正常動作跳閘，避免由擊事故，如該電流小于末端漏電保護器動作電流，漏電保護器不動作，這個電流對人身的危害也不大，這和配電變壓器低壓中性點直接接地方式時相似。如果考慮到低壓電力網(wǎng)經(jīng)過長期運行，某相線或零線對地絕緣有可能出現(xiàn)降低，這是低壓電力網(wǎng)不能改為IT系統(tǒng)的主要原因，若某相線或零線對地交流阻抗下降到10kΩ以下，此時，如人碰觸到另一相線或落地斷線，則人身可能受到相線與零線間或相線與相線間的電擊傷害。但在末端漏電保護完善的低壓電力網(wǎng)中，在漏電保護范圍內(nèi)出現(xiàn)電擊仍能得到保護，主要的危險是在低壓線路部分。為了解決這個問題，筆者認(rèn)為，可以在每一臺配電變壓器低壓側(cè)加裝一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置，進行定期測量和裝設(shè)漏電總保護相比，漏電總保護動作斷電檢查故障點，而該方法是在能送電狀態(tài)下找故障點，要相對簡單些。

　　3 人身碰觸一相的電容電流

　　配電變壓器低壓側(cè)中性點改為不接地后，如相線和零線對地絕緣良好的話，人身碰觸一相的電容電流有多大。根據(jù)有關(guān)資料介紹，低壓線路每千米對地電容約為0.005μF，目前農(nóng)網(wǎng)改造后的配電變壓器，低壓供電半徑一般在1km之內(nèi)，每臺配電變壓器的低壓出線為2～3條，所以一臺配電變壓器范圍的低壓線路包括支線大約在4km左右，每臺配電變壓器供電的用戶為幾十戶至200戶不等。假定配電變壓器低壓用戶為200戶，每戶的接戶線和室內(nèi)配線平均按200m計算，則200戶的接戶線和室內(nèi)配線約為40km，將單相用電戶的接戶線和室內(nèi)配線平均分?jǐn)偟饺�相上，則一臺配電變壓器的低壓線路總共在20km左右，由此可計算出每相電容C＝0.005μＦ／km×20km＝0.,1μF，容抗xC＝1／2πfC＝106／314×0.1＝32(kΩ)，則每相對地電容電流只有7mA。根據(jù)理論分析，若一相接地，通過接地點的電流為一相對地電容電流的3倍。也就是說，人若碰觸某相線，流過人體的最大電流也只有21mA。當(dāng)然各地配電變壓器低壓電力網(wǎng)的線路總長度不盡相同，下面列出一臺配電變壓器低壓線路(含支線、接戶線、室內(nèi)配線)在各種長度下，發(fā)生一相接地時通過接地點的電容電流，如表1所示。

　　筆者曾對一配電變壓器低壓線路的電容電流進行了實測，配電變壓器容量為160kVA，低壓主于線及支線長度約4km，用電戶約250戶，按每戶接戶線加室內(nèi)配線平均長度為200m計算，合計50km，分?jǐn)偟饺�相上，每相約17km，故該電變壓器低壓線路長度合計約21km。測試方法是將配電變壓器低壓側(cè)中性點接地線拆開，直接用導(dǎo)線分別將各相接地，并用鉗形毫安表測接地處通過的電流值如表2所示。

　　從上述理論分析和實測表明，配電變壓器低壓側(cè)中性點改為不接地后，如相線和零線對地絕緣是良好的，當(dāng)出現(xiàn)某處單相接地，或人身碰觸某一相線，它產(chǎn)生的電容電流值，理論分析和實測是基本一致的。

　　3 結(jié)論

　　綜上所述，農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)經(jīng)過改造后，如線路干線和支線的各項安全技術(shù)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，且裝有末端漏電保護器。此類配電變壓器的低壓側(cè)運行方式就可以改變?yōu)楣�廠系統(tǒng)，即將配電變壓器低壓側(cè)中性點直接接地改為不接地，拆除漏電總保護器，且在配電變壓器低壓測裝設(shè)一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置，并定期測試，及時處理接地故障。這樣，既保證了供電安全，又確保了供電可靠性，利大弊小。為防止由于零線斷線加三相負(fù)荷不平衡引起的某相過電壓和接戶線錯接成380V，損壞家用電器，家用漏電斷路器應(yīng)選用帶過電壓功能的。另外為防止大氣過電壓和配電變壓器高低壓擊穿等故障，配電變壓器低壓各相和中性點應(yīng)按規(guī)程裝設(shè)低壓避雷器，低壓線路按規(guī)程每年清掃一次，準(zhǔn)備臨時用電的接電箱等管理。配電變壓器低壓測運行方式如能按上述要求改為IT系統(tǒng)，可以提高用電安全性和供電可靠性并減輕農(nóng)電管理人員處理漏電總保護器頻繁跳閘的沉重負(fù)擔(dān)，可提高電部門的服務(wù)水平。

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