农网配电变压器运行方式的探讨.docx

农网配电变压器运行方式的探讨 根据农村低压电力技术规程规定，农村配电变压器低 压电力网的运行方式有 IT系统、IN-C 系统及 TT系统三种。 IT系统是指农村对安全有特殊要求或农业排灌专用配电变 压器低压电力网，并宜采用中性点不接地，电气设备外露 可导电部分保护接地方式；IN-C 系统是指农村城镇、工矿 企业配电变压器低压电力网，并采用中性点直接接地，电 气设备外露可导电部分接零方式；TT 系统是指农村居民用 电及其他用电的配电变压器低压电力网并宜采用中性点直 接接地，电气设备外露可导电部分保护接地方式，且 TT系 统应安装漏电保护器。 1 三种运行方式的优缺点 采用工厂系统的部分，因其低压电力网范围小，绝缘 容易得到保证，供电安全性，供电可靠性和经济性都比较 好。采用 TN-C系统的部分，其供电可靠性方面相对要差一 些，因任何一个电气设备发生外露可导电部分漏电，应由 过流保护切断电流，若越级则会造成较大范围停电。线路 末端用户电气设备对外露可导电部分漏电，可能会因线路 导线阻抗较大，过流保护不能切断故障，造成人身碰触已 带电的电气设备外露可导电部分造成电击危险，也存在人 身直接碰触带电部分产生电击危险。为解决这一问题，该 运行方式的用户，有的已改变接零方式，装设了末端漏电 断路器。采用 TT系统，安装漏电保护方式的部分，从安全 方面讲，对避免产生电击伤害是十分优越的，但它的投资 相对较大，供电可靠性是很差的，其中特别是漏电总保护， 一有风吹草动，漏电总保护动作跳闸，造成大片用户停电， 影响连续供电，也影响生产用电。大量的统计分析表明， 漏电总保护动作跳闸 1000次中，有 999次以上是各种原因 的漏电造成的。更有甚者，农村个别居民邻里矛盾，也用 单相接地造成漏电总保护器跳闸停电来发泄。随着农村用 电水平的提高，使农民生产生活对电的依赖程度的提高， 因此漏电总保护动作跳闸停电的后果及影响将会越来越大。 农村配电压器低压电力网至所以采用 TT系统加装漏电保护 器方式，特别是要求选装漏电总保护，是基于当初我国农 村低压电力网设备健康状况差，范围大无法保证低压电力 网相线、零线对地绝缘等原因，造成农村触电死亡事故多 而采取的一种针对性措施。采用这措施后，农村因电击而 伤亡的人数大大减少。目前农村已安装漏电保护的地区， 因电击而死亡的事故中，除漏电保护不能起保护作用的两 相电击，相零线电击外，绝大部分是由于漏电保护器损坏 或人为撤出所致。综上所述，在这种运行方式下用电安全 和供电可靠性这两者间，产生了极大的矛盾，所以若研究 一种既能保证用电安全，又能保证供电可靠性，且投资不 大的方案，应该是大家共同的心愿。 2 建议将 TT系统改为 IT系统 笔者认为，农网建设与改造给找到这个方案创造了条 件：其一是经过改造的农网低压线路部分，各项安全技术 指标都已达到了标准要求，低压线路的拉线上都加装了拉 线绝缘子，所以在低压线路部分发生电击伤亡事故的可能 性只剩下了断线落地，而断线对于合格线路来讲，其机率 本身就很小。对于在低压线路上挂钩用电造成的电击伤害 问题，是属于违章用电(窃电)，是不应该也是不允许出现 的；其二是如果低压电力网的用户和单机(临时用电，流动 排灌、农副产品加工等)都装上了家用漏电断路器或末端漏 电断路器，则低压用户范围内人们碰触电器等引起电击伤 害可能性的地方，都会受到末端漏电断路器的保护。若农 网改造后，达到上述两个条件，则可以说农村低压电力网 不装漏电总保护，其防电击伤害问题也已得到初步解决。 如果在具备上述条件的低压电力网中，将配电变压器低压 侧中性点直接接地改为不接地，即改为 IT系统，那么前面 所说的低压线路断线落地的危险性将更小，也就是说，即 使人身碰上落地断线的低压线，通过人体的电流一般只是 电容电流而已。而在末端漏电保护范围内，若发生人身直 接碰触相线或已漏电的电气设备的外露可导电部分，情况 也相似，通过人体的电流一般也只是电容电流。该电流若 大于末端漏电保护器的动作电流，则漏电保护器将正常动 作跳闸，避免电击事故，如该电流小于末端漏电保护器动 作电流，漏电保护器不动作，这个电流对人身的危害也不 大，这和配电变压器低压中性点直接接地方式时相似。如 果考虑到低压电力网经过长期运行，某相线或零线对地绝 缘有可能出现降低，这是低压电力网不能改为 IT系统的主 要原因，若某相线或零线对地交流阻抗下降到 10k 以下， 此时，如人碰触到另一相线或落地断线，则人身可能受到 相线与零线间或相线与相线间的电击伤害。但在末端漏电 保护完善的低压电力网中，在漏电保护范围内出现电击仍 能得到保护，主要的危险是在低压线路部分。为了解决这 个问题，笔者认为，可以在每一台配电变压器低压侧加装 一个测量相线和零线对地交流阻抗的装置，进行定期测量 和装设漏电总保护相比，漏电总保护动作断电检查故障点， 而该方法是在能送电状态下找故障点，要相对简单些。 3 人身碰触一相的电容电流 配电变压器低压侧中性点改为不接地后，如相线和零 线对地绝缘良好的话，人身碰触一相的电容电流有多大。 根据有关资料介绍，低压线路每千米对地电容约为 0.005F，农网改造后的配电变压器，低压供电半径一般 在 1km之内，每台配电变压器的低压出线为 23 条，所以 一台配电变压器范围的低压线路包括支线大约在 4km左右， 每台配电变压器供电的用户为几十户至 200户不等。假定 配电变压器低压用户为 200户，每户的接户线和室内配线 平均按 200m计算，则 200户的接户线和室内配线约为 40km，将单相用电户的接户线和室内配线平均分摊到三相 上，则一台配电变压器的低压线路总共在 20km左右，由此 可计算出每相电容 C0.005km20km0. 1F，容 抗 xC12fC1063140.132(k)，则每相对地 电容电流只有 7mA。根据理论分析，若一相接地，通过接地 点的电流为一相对地电容电流的 3倍。也就是说，人若碰 触某相线，流过人体的最大电流也只有 21mA。当然各地配 电变压器低压电力网的线路总长度不尽相同，下面列出一 台配电变压器低压线路(含支线、接户线、室内配线)在各 种长度下，发生一相接地时通过接地点的电容电流，如表 1所示。 表 1 不同变压器低压线路长度一相接地时通过接地点 的电容电流 配电变压器低压线路长度 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 单相对地电容 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 单相对地电容电流 0.69 1.38 2.07 2.76 3.45 4.14 4.87 5.52 6.21 6.9 7.6 单相接地流过的电流 2.07 4.14 6.21 8.28 10.35 12.42 14.61 16.56 18.63 20.7 22.8 笔者曾对一台配电变压器低压线路的电容电流进行了 实测，配电变压器容量为 160kVA，低压主于线及支线长度 约 4km，用电户约 250户，按每户接户线加室内配线平均长 度为 200m计算，合计 50km，分摊到三相上，每相约 17km，故该电变压器低压线路长度合计约 21km。测试方法 是将配电变压器低压侧中性点接地线拆开，直接用导线分 别将各相接地，并用钳形毫安表测接地处通过的电流值如 表 2所示。 表 2 相接地 A B C 接地处通过电流 24 22 26 从上述理论分析和实测表明，配电变压器低压侧中性 点改为不接地后，如相线和零线对地绝缘是良好的，当出 现某处单相接地，或人身碰触某一相线，它产生的电容电 流值，理论分析和实测是基本一致的。 3 结论 综上所述，农村配电变压器低压电力网经过改造后， 如线路干线和支线的各项安全技术指标都符合标准，且装 有末端漏电保护器。此类配电变压器的低压侧运行方式就 可以改变为工厂系统，即将配电变压器低压侧中性点直接 接地改为不接地，拆除漏电总保护器，且在配电变压器低 压测装设一个测量相线和零线对地交流阻抗的装置，并定 期测试，及时处理接地故障。这样，既保证了供电安全， 又确保了供电可靠性，利大弊小。为防止由于零线断线加 三相负荷不平衡引起的某相过电压和接户线错接成 380V， 损坏家用电器，家用漏