【《农网台区剩余电流保护器故障排除设计》10000字（论文）】

农网台区剩余电流保护器故障排除设计前言随着农村用电量的急剧增大，触电死亡事故也在相应上升，因此我们要加强投入电流保护器在农村的投入运行。到目前来讲，因为农网改造工程的不断推进，农村低压电网的安全有了很大的提高。但是因为农村电网的保护器运行不够完善，部分地区的剩余电流保护器效率低下，造成了低压电网的安全运行降低。由于农村的用电量增加，用电符合也不仅仅局限于照明负荷，各种各样的电器使之变成了综合负荷，目前最主要的剩余电流保护器是传统的剩余电流保护器,当发生三相负荷严重不平衡或漏电跳闸等一些情况时,其农网台区安全、可靠、经济会受到影响。线路老化无序,因此，剩余电流动作保护装置频繁跳闸，部分用户退出运行，不仅造成巨大的安全隐患，而且经常造成站区总保护装置跳闸。该方案主要用于农村电网剩余电流保护器的故障排除。目录TOC\o"1-2"\h\u19678前言 第1章绪言1.1农网台区剩余电流保护器使用现状在80年代初期，我们采用普通的电子漏电保护器，其漏电电流为30mA、50mA、100mA三个级别，因为当时农村电器并不发达，所以它起了很大一部分作用。但是现在农村的用电设施增加，该类电子漏电保护器因为漏电电流偏小，所以该保护器也会随着用电作用而跳闸；一旦跳闸，就需要人去合闸，既危险又麻烦。又因为时而跳闸，所以影响效率。因此该类保护器逐渐被淘汰。但是因为其价格低廉，稳定性较稳定，所以用于纯工业和农业的分支保护，但是因为农村电网升级整改，此类保护器不再使用。进入90年代，我国使用一款较为先进的脉冲保护器。此类保护器将缓变和突变电流分开，并且漏电动作电流增加到300mA，所以在漏电流时跳闸，给触电的有一个10S-20S的脱离机会，安全性大大提升。回顾这种保护器的普及，经过20多年的历史，从最初在配电变压器中安装一个保护器到每个并联出口安装一个保护器，再到许多地方在并联出口安装分级保护，在减少触电事故和线损方面发挥了无可非议的作用。然而，与发达的国家的农村电网相比，中国农村电网的网络结构存在严重不合理现象。以现在农村电网的高低压线路长度为例，在美国为13.2kv：0.1lkv=I：0.2（km），在中国为10kV：0.38kv=l：5（km），在一些严重的地区超过110kV：0.38kV=1：7(km)。因而，由于供电界限广，我国的农村低压电网的绝缘情况将出现“一低二变三不平衡”（一低：供电的半径大，用户群体多，绝缘水平较低；二变:由于天气多变、用户电源切换、绝缘状况等原因，绝缘情况时常出现变化；三不平衡：因为各相负荷的不对称，造成三相绝缘差别较为明显。雨天、雷雨天气使得保护器经常发生变化，在一定程度上影响了可靠性供电，使得村中用电难以同时保证有效性供电和保护器百分百动作。所以村里的电工经常拆除供电保护器，即使装上了保护器后一样还是会引发触电事故的，但它在供电事业当中做出了巨大的贡献。第2章农网台区剩余电流保护器故障排除方案设计任务解析2.1农网台区剩余电流保护区器故障排除方案设计任务说明近年来，我国农村用电问题日益突出，每年都发生多起触电事故。触电伤害事故带来了巨大的损失。农网台区剩余电流保护故障有很多类型，有三相负荷严重不平衡、漏电跳闸等，所以设计农网台区剩余电流保护故障排除由为重要，本设计主要对农网台区剩余电流保护故障排除方案进行设计。2.2农网台区剩余电流保护器故障排除方案设计任务资料现有一个农网台区，采用的是10KV架空线进线，台区变压器的型号为S11-400KVA，低压侧为综合配电箱，共有四路低压出线。380V线路LGJ-50/2.863千米，LGJ-35/2.823千米，220V线路LGJ-35/1.5千米，LGJ-25/1.703千米，LGJ-16/0.135千米，供电户数260户，该台区地处山区，四路出线均需要穿越树林。该台区年综合线损率为20%，三相负荷相当不平衡，b相a相的电流大概为c相电流的百分之六十，该台区年均漏电跳闸50次，正常运行时，漏电电流在50—180mA之间。台区供电半径约在400米左右。2.3农网台区剩余电流保护器故障排除设计任务描述对农网台区剩余电流保护器故障排除方案进行设计，要求满足安全、可靠、经济运行的要求。（1）要求对该农网台区剩余电流保护器故障排除方案按相关的规范和标准进行设计。（2）设计应综合考虑经济、安全、可靠性、可扩展性。具有一定前瞻性。（3）采用的规范和标准必须符合相关标准。（4）要求设计主要以农网台区剩余电流保护器故障排除方案为主要方向。2.4农网台区剩余电流保护器故障排除设计任务要求2.4.1内容要求(1)开题报告1份。(2)任务书1份。(3)毕业设计正文1份。2.4.2格式要求(1)毕业设计内容完整，写作规范，图纸符合有关标准。(2)毕业设计篇幅应在10000字及以上。第3章农网台区剩余电流保护器信息咨询3.1农网台区剩余电流保护器3.1.1什么是剩余电流保护器剩余电流保护器是在一定范围内，当剩余电流超过规定值时，能自动关断开关的保护器。当人身触电时，剩余电流到达一定的值，零序电流互感器输出信号，使漏电脱扣器动作，从而切断电源及时止损。3.1.2基本原理：磁芯中产生的磁通量与这些导体瞬间电流的算术和有关；如果假设一个方向的电流为正（I1），则相反方向的电流为负（i2）。通过磁芯的导体的电流不再平衡，电流差在磁芯中产生磁通量。这个电流叫做“剩余”电流，这个原理也叫做“剩余电流”原理。3.1.3剩余电流保护器的分类(一)按照剩余动作电流分类(1)高灵敏度。量程小于30mA，主要用于防止各种人身触电事故。 (2)中灵敏度型。范围为30-100mA，可用于预防漏电火灾和触电事故。(3)低灵敏度型。1000mA以上为低灵敏度区域，监视接地事故，防止剩余电流火灾的发生。(二)按动作时间划分(1)一般型剩余电流保护器。无故障延迟残余电流保护器主要用作分支线和端子线的泄漏保护装置。(2)延时型剩余电流保护器。在其运行电流大于30mA时，适用于延时剩余电流保护，其范围为：0.2s、0.4s、0.8s、1s、1.5s、2s。(3)反时限型剩余电流保护器。为了匹配电流-时间曲线，采用了反时限剩余电流保护装置。其特点是开断时间与剩余电流成反比。适合直接保护。3.1.4剩余电流保护装置的作用(1)用来防止因剩余电流而造成的设备损坏和火灾等事故。(2)用于检测和切断各种一相接地故障。(3)部分剩余电流保护装置可以在过载、过压和欠压等一些常见的用电情况之中。其主要结构是由三个部分构成，分别为中间环节、执行机构和检测元件组成。是用来预防电气事故的重要措施。3.2农网台区剩余电流保护器使用要求3.2.1剩余电流动作保护器使用要求在剩余电流保护装置中，电源中性点必须直接接地。TT系统在农村低压电网中的应用，即配电变压器的其中一部分经过保护接地线(PE线)与电力系统中的接地点直接连接的接地极相连接。在实际工作当中应该注意以下几点：电力网中的N线不得出现重复接地的现象,而且还应该保持较好的绝缘。照明等单相负荷应尽可能地均匀分布到三相上,也能随负荷的变化来及时且正确地调整。当低电压线路埋藏在地下时,应尽可能的使三相的长度接近。如果是架空线路,则应该定期地做好树木清洁等工作。(4)农村生活照明室内电路状况不佳，属于农村电网改造自筹资金范畴，应积极采取措施减少电路漏电。第4章方案设计工作计划4.1农网台区剩余电流保护器故障排除方案设计思路本方案设计的思路主要分五个步骤进行：通过查阅资料，了解农网台区剩余电流保护器的工作原理及使用要求(2)通过查阅资料的途径，整理出农网台区剩余电流保护器的常见故障(3)通过查阅资料和所学知识，设计农网台区剩余电流保护器常见故障处理(4)通过查阅资料和所学知识，制定农网台区剩余保护器故障排除注意事项(5)设计出农网台区剩余电流保护器故障排除方案4.2农网台区剩余电流保护器故障排除设计进程成果规划按设计思路做出进度计划并明确各设计阶段的成果:农网台区剩余电流保护器常见故障处理(2)农网台区剩余保护器故障排除的注意事项(3)农网台区剩余电流保护器故障排除方案第5章实施工作计划5.1农网台区剩余电流保护器分析剩余电流保护器是预防电气火灾、设备损坏和人身触电而采取的必要措施。在国机电工委员会中，也制定了一些相应的电气安全规范和规章，并且在各个地区推广使用剩余电流保护器。当低压配电线路中各相（包括中性线）的电流不为零时，会产生相应的剩余电流。公共剩余电流是接地故障电流。所以采用剩余电流保护器来防止电气事故的发生，从而运用剩余电流的措施有以下几点：用来防止单相电击事故，由剩余电流引起。用来防止因剩余电流而造成的设备损坏和火灾等事故。用于检测和切断各种一相接地故障。部分剩余电流保护装置也能利用在过载、缺相、欠压和过压的保护中。其结构由执行机构、中间环节和检测元件组成。如图所示。图5-1剩余电流动作保护装置的结构5.1.1工作原理剩余电流中最常用的保护装置是空心环变压器，它将回路中的剩余电流再次利用，变化成二次回路的输出电压，用于脱扣器的线圈中，使脱扣器运动。或者是用放大信号装置来使跳闸动作。5.2农网台区剩余电流保护器故障排除的内容（1）剩余电流保护器安装完毕，检查无误后，才能投入使用，并且检查按钮动作是否正常。（2）剩余电流运行合闸前，应该根据动作原因来进行排查故障，在故障未排查完毕之前，禁止送电。（3）工作人员应该熟练地掌握剩余电流保护器的一些基本知识，例如保护范围、操作方法等。不得自行拆修剩余电流保护器。（4）每个月应该定时地检查剩余电流保护器,再根据要求详细地做好检查记录。检查的内容应包括但不限于：接线、信号指示、按钮位置、外观等。（5）检查剩余电流保护器时，应注意测试按钮不能操作太久或太多次，以免烧坏内部元件。第6章检查与控制6.1农网台区剩余电流保护器故障排除危险点6.1.1故障排除过程中安装人员安全的危险点及预防故障排除人员情况:着装是否合格、精神是否饱满、操作人员是否技能熟练。预防控制措施：①穿工作服，着装正确；②进入施工现场正确佩戴安全帽；③施工人员工作前应该具有饱满的精神状态；④加强业务培训培训，提高作业人员技能水平；⑤加强安全意识教育。故障排除施工环境治理不到位。预防控制措施：①保证故障排除现场整洁，各元件摆放正确有序。②故障排除现场不允许任何闲杂人等进入。③正确使用工器具，对工器具提前了解并学会使用。(3)安装技术不熟练，导致在安装的过程中容易压伤手指。预防控制措施：①故障排除前，应对故障排除人员进行安装技术培训，提高对故障排除和保护器故障的认识。②故障排除过程中应有专人负责监护。(4)误碰带电设备而发生触电危险。预防控制措施：①设立带防护网隔离开带电设备。②在带电设备上挂上“带电设备，请保持距离”的安全指示牌。③在故障排除过程中带电设备用完之后应及时断开电源谨防触电。6.2农网台区剩余电流保护器故障排除中应注意的问题在排除剩余电流保护器故障时，电工应在实际工作中掌握剩余电流保护器的工作原理。当剩余电流保护器发生故障时，应在一定程度上应用有效性强的技术措施，并在一定程度上结合自身所知道的电气理论知识来排除故障。在此基础上，做故障排除的电工要在实际工作过程中掌握先进的故障排除技术。剩余电流保护器排除故障工作进行的过程中应该遵守的原则经过长时间地运行,不可避免地会发生剩余电流保护器故障的问题。因此，掌握一定的故障排除技巧可以在一定程度上提高故障排除的效率，培养良好的故障排除习惯。在此基础上，可以在一定程度上保证人员和设备的安全稳定。因此，在排除设备故障的过程中，必须遵循一些基本原则。首先，在故障排除工作正式开展前，应注意电路是否完全切断，并挂好警示牌后再进行故障排除工作。应该尽可能迅速地查找出各种电气设备在实际运行过程中出现的故障各种电气设备在实际工作中的运行过程中会难免出现部分故障，在某些严重的情况下甚至会引发更为严重的事故发生。如果电气设备在实际运行中存在相关问题，只要能够清楚且充分地了解熟悉事故发生的原因和位置情况,就能不那么难地完成故障排除的工作。然而,要查出故障的位置和原因是需要耗费大量的时间的。如果在故障查询过程中能够实施有效的措施，搜索时间能够得到有效的控制，那么故障查询过程中使用的方法就显得尤为重要。第7章农网台区剩余电流保护器故障排除方案技术报告7.1农网台区剩余电流保护器故障排除方案的总结本次任务主要是对农网台区剩余电流保护器故障排除进行设计，所需要考虑的是安装工作的安全、正确、规范、准确、效率等各方面要求的基础结合下满足现场工作的要求，对农网台区剩余电流保护器故障排除设计任务进行具体实施设计出可行的故障排除工作方案，并且对所设计方案进行设计说明，从而达到指导工作现场故障排除的安全、有序实施。充分对接工作任务的实施过程，分析故障排除可能出现的安全隐患、工作误差、流程错误，从而提高故障排除工作的安全、规范、高效。7.2农网台区剩余电流保护器故障的主要原因(1)一些站区运行人员认为保护装置安装后，跳闸的频率比较频繁，与正常相比必然增加工作量，怕出现问题，或保护装置动作正常或不正常，极易造成停电，迫使保护装置反复关闭或退出；站区也有部分员工责任心不强或缺乏防护装置安装使用的基本知识。(2)由于目前产品的防雷装置安装不到位，或者即使装设了防雷装置，也不能有效抵御雷电，导致保护装置动作异常（失灵），不能起到防护作用。(3)仍然存在管理错误。保护装置运行时，站区部分工作人员可能检测不到保护装置有效跳闸的原因，但在手动投入使用后，没有仔细检查具体原因；通常，测试非常简单，用测试按钮来测试，而不是现场检查接地测试。(4)没有科学的方法来确定保护装置的动作值，也没有科学的方法来确定站区的实际气象条件和条件。7.3.农网台区剩余电流保护器对低压电网的要求及注意事项7.3.1农网台区剩余电流保护器的要求(1)在总线路保护中使用剩余电流保护器,中性点必须直接接地。(2)中性点不宜多次接地。最好与相线保持同样良好的绝缘。(3)照明等单相负载应均匀分布到三相，并定期测量和调整，使每相的漏电流大致相等。低压线路埋地时，三相长度应接近相同。(4)当剩余电流保护器的保护可控范围较大时，可以在低压电网的适当位置设置分级保护，从而发现故障，减少停电的范围。(5)生活、照明用电的室内外接线应该切合《农村低压电力技术规范》的要求。运行中的电动机及其它设备的绝缘电阻应大于0.5mΩ,农村线路晴天接地绝缘电阻不小于0.5mΩ,雨天不小于0.08mΩ。装有漏电保护器的电气设备和线路的漏电电流不得超过额定漏电动作值的50%。当不符合要求时，应查清缘由，恢复绝缘。7.3.2农网台区剩余电流保护器使用注意事项(1)电网中N线不能多次接地并且应当保持良好的绝缘。(2)单位相负荷应当分配到三项上，并且能够根据实际情况来进行调整，三相的长度应该接近。(3)应当定期清除障碍。(4)由于农村的照明线路较差，应该减少漏电的措施。(5)漏电器一定要保证人身安全，应当定期进行维护修理。(6)总保护的最大额定电流在非雨季的时候应该在75-100毫安之间，在阴雨季的时候应该在200-300毫安之间；其最好的保护方式为直接保护，电流值不超过30mA。(7)在三相电路上均匀分布照明等电负荷。当差额较大时，应进行调整，使各相漏电流基本一致。当地埋线路为低压线路时，三相的长度应该相似。7.4剩余电流保护器误动作及其解决方法7.4.1表7-1剩余电流保护器误动作原因分析及处理方法剩余电流保护器误动作故障分析解决方法1.由于雷云放电所引起的雷电过电压从而引发的误动作雷云通过导线、电缆等设备对地电容会引起误动作①更换冲击过电压不动作型剩余电流保护器②采用延时型漏电保护器2.由于电容电流以及剩余电流所引发的误动作一般来说，三相对地电容基本相同。因此，可以认为三相对地电容形成的电流矢量之和为零时，保护器不动作。如果每相合闸不同步或跳变导致电容对地充电不同，保护器将误动①导线远离地面布置②适当调大保护器动作电流值③保护器应尽可能靠近负载安装④在容性电流无法避免的地方，应使用具有良好合闸同步性能的开关设备3.由于高次谐波所引发的误动作高次谐波的三、九次谐波属于零序对称系统。在这种情况下，电流通过对地的漏电电阻和对地的电容很容易使保护器失灵①最大限度地减少由电力和负载引起的高次谐波②电路接地的损耗和容量应最小化负载侧变频器误动作：有些用户的电气设备（如彩色胶印机等）上装有变频器，因此保护器容易发生故障4.由于负载侧有变频器从而引发的误动作在电气设备上，有变频器，例如彩色胶印机，其会影响保护器使之极易发生误动作①从制造厂家来讲，可选用PLC元件来提高稳定性与抗干扰性②从用户角度讲应选用抗电磁干扰性能好的产品5.由于不当使用保护器或负载侧中性线重复接地引起误动作电路三相四相采用三极剩余电流开关。由于中性线的正常工作电流不经过零序电流互感器，单相负荷一启动，保护器就动作。另外，如果剩余电流动作断路器负载侧中性线重复接地，正常工作电流会通过接地点分流到地上，造成保护器误动作①三相四线制电路应采用四极保护器，或三相电源线与单相隔离保护器分开使用；②加强中性线对地绝缘；③消除零序电流互感器C中性线重复接地6.低压电路开闭过电压由于操作弓引起的过电压，通过负载侧的接地电容形成接地电流。零序电流互感器产生脉冲电压，引起故障。此外，过电压还会从电源侧影响保护器，引起故障选择冲击电压不动型保护器7.当分段空载变压电压侧产生过电压，也会导致保护器误动作使用正反阻断电压较高的可控硅取代较低的可控硅8.变压器并联运行当电力变压器并联运行时，每台电力变压器的PE线阻抗不同，因此提供给负载的电流不相等。差动电流通过电力变压器的工作接地线形成回路，被零序电流互感器检测到，造成零序电流互感器误动作先将两台电力变压器的中性点并联，然后接地表7-2剩余电流保护器拒动作原因分析及处理方法剩余电流保护器拒动作故障分析解决办法剩余电流保护器拒动作（1）自身质量问题：如果保护器在投入使用后不久或运行一段时间后不能运行，其原因可能是：①电子线路板某点焊接不良；②零序电流互感器二次线圈断开；③电路板上某个电子元件损坏；④跳闸线圈烧坏；⑤脱扣机构卡住。（2）安装接线错误：大多数安装和接线错误发生在用户安装的并联剩余电流操作断路器中①在三相电路中使用四极剩余电流动作断路器时，设备的接地保护线（PE线）也与剩余电流同相连接在动作断路器中。②变压器中性点未接地或断开。①要及时修理或者更换保护器②把错误的接线给纠正过来表7-3剩余电流保护器接线错误原因分析及处理方法剩余电流保护器接线错误故障分析解决办法安装接线错误①中性线和接地线搞混；②相邻分支电路零线接于就近电路。③中性线未接。④重复接地。①将三相插座和和单相的分开用。②若电源中性线在经过剩余电流保护器中出线可不接线7.4.2农网台区剩余电流保护器故障排除要求(一)剩余电流保护器故障排除要求(1)剩余电流保护器故障排除的维护人员来识别故障现象，并且区分故障的性质，属于电气故障或机械故障。(2)根据剩余电流保护器的工作原理和控制电路的电气原理图，维修人员可以正确分析故障可能的原因，大致确定故障可能的部位或电路。(3)故障排除人员通过一定的技术、方法、经验和技能，找出故障点，采取有效措施。(二)剩余电流保护器工作的实施流程通过《剩余电流保护器故障排除》查询得到剩余电流保护器工作的实施流程为：首先是对剩余电流保护器的原理图进行识图，了解电路工作原理以及各元件在回路中的作用；随后根据工作中出现的异常现象，大致分析出故障范围，再整理故障排除所需的元器件，并对元器件进行检测，减少故障排除过程中因为寻找元器件而浪费不必要的时间；再根据初步分析结果，排查问题剩余电流保护器及部位，同时对故障排除中可能出现的问题以及错误点提出并作出预警；最后对故障部位进行修复。故障排除的危险点预控作业前必须对操作人员进行培训，防止因不懂安全规定而发生事故;在施工操作前，施工人员应该对所需使用到的检修工具的使用方法有所了解。对于本次故障排除中设计所需的元器件的动作原理、动作过程都应该有相应的认知和了解；故障排除人员的着装应该是穿着统一的工装衣裤，谨防故障排除过程中出现危险情况灼烧到皮肤；故障排除过程中应严格按照电气设备维修规程进行相关操作；故障排除过程中应该设有专人监督，谨防因为个人疏忽而造成危险事故的发生；在对元器件进行故障排除之前，应该先对故障排除工具进行检查，检查故障排除工具是否发生严重破损、绝缘层发生破坏、工具整体完好、工具是否能正常使用。7.4.3剩余电流保护器故障查找(一)直观巡查法直观检查法是由检查人员对故障现象进行分析判断，对保护区进行审视检查，找出其中的故障点的方法。巡查中要重点检查线路转角、支线、交叉口等复杂地段和故障易发点。该方法简单，适用于寻找明显的故障点。比如电线断在地上，拉线与电线接触，接线错误等。试送投运法首先要搞清楚是漏电保护的故障还是其他外部的故障。可以采用的方法是：断开电源，然后拆掉剩余电流保护器的负荷侧引线（户），再连通电源，如果保护器不能投入运行，那问题的根本就是保护器自身的故障，应该更换或及时修理。如果能正常运行，则说明保护器没有任何的问题。而我们必须得查出故障是发生在配电盘上还是发生在外线上。详细方法是：先切断电源，如果还是不能运行，这种情况就说明了配电盘是存在有故障的，应该检查各路电气、仪表等设备绝缘是否良好，接线是否准确。如果能正常运行的话，则配电盘上是没有故障的。如果确保是外线发生故障时，那就可以采用分线法来寻找出故障点。(三)分线排除法按照“先干线、后支线、后终点”的顺序，先断开低压电网各支线，只对干线进行试送电。如果干线没有故障，那么干线就可以正常运行，然后将终端和分支均投入运行中，在投入运行过程中使得保护器发生动作的线路就是故障点存在的线路，得知此结果后，就可以集中注意力和精力去查找出故障点。数值比较法利用仪器对电路或设备进行测量，并将测量值与原始值进行比较，找出故障点。这种方法简单易行。7.5农网台区剩余电流保护器故障排除流程及标准7.5.1剩余电流保护器故障排除流程图分析原理图、接线图分析原理图、接线图中在检修过程中存在的危险点故障排除所需工具故障分析与处理根据故障原因对剩余电流保护器故障进行排除检测故障所在的位置并排除故障点整理排除故障，清扫工作现场图7-1在剩余电流保护器的故障排除中，我们还需要解