“漏电理论”在农村配电网中的运用研究论文_杨勇

(国网重庆长寿供电公司广汇分公司 重庆 400000)

摘要:“漏电”现象在农村配网供用电线路中普遍存在,一方面增大生产运维工作量(如:台区一、二级漏保频繁跳闸、熔片经常熔断等),一方面凸增安全风险(如:人身触电,中性线电压升高烧家电等);另外给我们线损管理也带来困扰(如:架空裸导线因瓷瓶破损漏电;树障接触裸导线“跑电”,用户窃电等)。理解、掌握漏电理论,做到活学活用,一定会给农网运维和线损管理带来好处。

关键词:漏电理论;农村;运用;研究

"Electricity leakage" phenomenon is common in rural distribution network power supply lines. On the one hand, it increases the workload of production and operation and maintenance (such as frequent tripping of the first and second level of protection leakage in Taiwan region, frequent fuse melting, etc.); on the other hand, it increases the safety risk (such as electric shock, increasing neutral line voltage and burning household appliances, etc.). In addition, it also brings troubles to our line loss management (e.g. Tree barrier contact naked wire "run electricity", users steal electricity, etc.).To understand and master the essence of the theory of leakage electricity and apply it flexibly will bring considerable benefits to the operation and line loss management of agricultural network.To understand and master the theory of leakage electricity and apply it flexibly will bring benefits to the operation and line loss management of agricultural network.

Subject:The theory of leakage electricity rural using research

1漏电理论基础

1.1漏电的定义

所谓漏电,广义上讲是指电流未按规定有效途径运动发生了量(相量)的增加或减少。对于配电线路常指线路的某一个地方因某种原因(如风吹、雨打、日晒、受潮、碰压、划伤、摩擦、腐蚀等)使电力导线的绝缘下降,导致线与线、线与地有部分电流通过的现象。

说明:本文所指的配电线路特指0.4kV以下供用电线路。

1.2漏电理论模型

1.2.1由上定义可以将农网配网中的漏电电流,理解为一个供用电体系缺失或增加的电流。如下图2所示:红色柜内定义为一个供用电体系,则漏电电流则为用电器4和用电器5所经过电流 相量和。

即:

图1

图2 以dyn11接线为例

1.2.1 在图2红框供电体系内根据基尔霍夫电流定律有:

所以:

1.2.2理想状态:若供电体系内的用电设备为纯电阻,则漏电电流有效值I漏在数值上等于a 、b、c三相电流相量和的有效值减去零线电流的有效值。

即:

那么对于单相电供电电路④式则变为:

③、④式、⑤式,是在我们日常工作中用来定性判断漏电存在与否和快速查找漏电点有力的“武器”。

2理想化的供电体系漏电电流的测量及简化计算

2.1单相供电电路漏电电流的测量和计算

根据⑤式,我们可以用钳形电流表直接测出相线电流和零线电流,直接相减便可得知;也可直接用大钳口漏电测试仪直接将相线、零线直接卡进钳口内一次测得。

图3

注:有无漏电电流可根据相线电流有效值减零线电流有效值所得数值的大小来定,为正值时漏电点在所测量点之后,相线上有额外用电器分流消耗,为负值时,漏电点在测量点之后零线上附加电流流入,值为零时,测量点后端无漏电点存在。

2.2三相四线制供电电路漏电电流的测量和计算

2.2.1根据④式我们可以直接将三相四线制供电的所有相线、零线一同卡入大钳口漏电测试仪的钳口内,直接读出漏电电流有效值,漏电电流有效值不为零说明钳入点后端有漏点存在;漏电电流有效值为零,钳入点后端无漏电点存在;漏电电流有效值不为零时,若a 、b、c三相电流相量和的有效值大于零线电流有效值,则测量点后相线有漏电存在,若a 、b、c三相电流相量和的有效值小于零线电流有效值,则测量点后零线有附加电流漏入。

2.2.2“模拟相量法”的应用:在实际工作中,不免要通过测架空线路漏电电流有效值来判断测量点后段有无漏电点存在情况。由于没有这么大的大钳口电流测量仪表,无法直接测得“电流和”,我们常用逐相、逐线测量其电流有效值,再假定三相相位角互成120度,用相量运算的方法将测得的电流有效值对号入座,快速求a 、b、c三相电流“模拟相量”和有效值,然后再将该“有效值”与同时测得的零线电流有效值进行比较,从而利用漏电理论“定性”判断测量点后段是否有漏点存在,进一步追跟找到漏点。

图4

从上我们可以清晰看到漏电电流应该会通过大地经中性线回到变压器中性点的,除三相漏电数值相等,相位相同,一般情况下,这种特例是不会存在的,这无疑给我们确定整个配变台区存不存在漏电带来到快捷的判定方法,就是直接用钳形电流表测量中性线通过的电流大小。

2.2.3 余弦定理在“模拟相量法”中运用的

由于“模拟相量法”的前题是假设a、b 、c三相互差120角,三相负荷平衡时零线无电流通过,据此我们不妨利用“相量叠加法”,以最小电流相作基数进行简化计算三相“电流和”( 如图假设Ia值最小)。

图5

如此一来,利用余弦定理便很快可以计算出三相电流和有效值 :

余弦定理:

说明:式中

3漏电理论应用举例

3.1 2015年双龙韩风桥配变,台区用户反映零线带电麻手,一测电压竟达100多伏。通过查找,原因系台区分割时,将两共用“零线”抽水用户线路,一用户相线、零线反接(此用户暂未在家用电),导致韩风桥配变台区用户零线直接与新建台区的相线短接形成。如图5所示。

图5

现场我工作人员以#1台区为供用电研究体系,通过对测量点进行“电流求和”明显不为零,且有三相线电流矢量和有效值小于零线电流有效值的现象存在。

3.2 2017年公司双龙新生水库台区一个二级漏保频跳(只用户一用大负荷便跳二级漏保。二级漏保接线时施工人员为了跳线方面将一个单相下户线的零线接在二级漏保零线进线侧。

3.3 2017年公司双龙响塘学校一个驼背老人家里无法用粉碎机粉碎玉米,一用二级漏保就跳闸,多次检测粉碎机及家里用电线均不存在漏电现象。最后工作人员公司技术人员的指导下利用漏电理论很快查明其原因系附近一闲置抽水房用户将零线重复接地了,将重复接取消后,二级漏保供电正常。

3.4 2017年公司江南10kV枯井坡配,用户反映“零线带电“,工作人员到现场测试,零线电压高达106V。工作人员利用电理论,最终查明原因为一家具厂相线绝缘”破皮“通钢棚钢架接触,产生接地漏电。

4“漏电理论”在农村配电网运用小结

通过以上的漏电理论分析研究和实践经验总结,笔者提练了以下几条实用化经验,望能给广大农村配网运维和管理人员带裨益。

首先在配变台区中性点接地引下线处用大钳口漏电测试仪(或精度好一点的钳形电流表)测量是否有电流流过“接地引下线”,初步确定配变台区是否有漏电或接线错误现象存在。

其次在已确定台区存在漏电现象的情况下,先选取一个合理的“漏电分段点”利用用漏电理论测量、计算、判断漏电点在哪个方向回路。

最后对确认的漏电回路利用漏电理论逐级测量判断,最终在回路测量点“电流和”不为零和“电流和”为零的两点之间找到漏电点。

参考文献

[1]电路.第5版.邱关源,罗先觉.高等教育出版社,2006年5月第5版.

[2]农村供电所人员上岗培训教材.国家电网公司农电工作部.中国电力出版社,2006年11月第一版.

[3]10kV及以下配电线路典型故障分析与预防.丁荣,王书孟,佟岩冰.中国电力出版社,2005年8月第一版.

[4]历年国网长寿供电公司农电配网运行案例与分析资料.

论文作者:杨勇

论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期

论文发表时间:2019/7/5

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