TT系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及解決辦法

TT系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及解決辦法TT系統(tǒng)作為我國低壓供電系統(tǒng)三大運(yùn)行方式之一，TT系統(tǒng)運(yùn)行中目前存在的主要問題：一是饋電用電源回路總開關(guān)或中級保護(hù)用的漏電電流保護(hù)器不能保證正常供電，如一合閘就跳閘等；二是末級用戶產(chǎn)生故障時(shí)越級跳閘而末級漏電電流保護(hù)器卻拒絕動作，擴(kuò)大停電范圍，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；三是在保證安全供電的條件下用電設(shè)備容量受到限制。本文提出解決辦法，條件是現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則以及只限于防電擊保護(hù)分類為I類的電氣設(shè)備。1電源系統(tǒng)接地與電氣設(shè)備接地在TT系統(tǒng)內(nèi)電源有一點(diǎn)與地直接連接，負(fù)荷側(cè)電氣設(shè)備包括低壓配電屏、開關(guān)箱在內(nèi)的所有電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源接地點(diǎn)無電氣聯(lián)系，故障電流只能流經(jīng)大地才能返回電源。這是TT系統(tǒng)所獨(dú)具的特點(diǎn)，與IT、TN系統(tǒng)的主要區(qū)別之一。比如一個(gè)變電所或柱上變電站，變壓器與低壓配電屏或開關(guān)（儀表）箱之間，雖然都緊靠安裝，但是都必須各自設(shè)置互無電氣連接的獨(dú)立的接地極。這樣做才能消除故障時(shí)接地點(diǎn)電位竄動，有效防止越級跳閘等異?，F(xiàn)象出現(xiàn)。2選擇性保護(hù)雖然非重要負(fù)荷可采用無選擇性切斷，但在TT系統(tǒng)采用漏電電流保護(hù)器時(shí)，應(yīng)采用上、中（如果有）、下級選擇性保護(hù)。為使上、下級合理配合，必須綜合考慮電氣設(shè)備容量、用途、停電后果及損失等情況。一般有以下三種配合方式：2.1級差上級IAn1＞下級IAn2，級差一般一到二級。末端只對一個(gè)設(shè)備或一戶民宅等小設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。2.2延時(shí)動作末端安裝固有動作時(shí)間為0.1s高靈敏度的漏電電流保護(hù)器，而在分支線上安裝帶有延時(shí)特性的中等靈敏度的漏電電流保護(hù)器，雖有延時(shí)但系統(tǒng)具有良好的選擇性保護(hù)。電源側(cè)保護(hù)器分?jǐn)鄷r(shí)間最長不宜超過1s。這種配合方式在TT系統(tǒng)中被普遍采用，發(fā)揮很好的作用。2.3綜合保護(hù)為線路更加安全可靠運(yùn)行，采用選擇性保護(hù)時(shí)采取綜合保護(hù)形式，即漏電電流保護(hù)器既具有級差又有延時(shí)動作的保護(hù)器。故障頻率較高的地區(qū)應(yīng)該都采用這種保護(hù)形式，以確保供電可靠性。3供電范圍供電范圍不僅取決于供電半徑，而且還要延伸到一個(gè)回路分接幾個(gè)分支回路或一個(gè)末端漏電電流保護(hù)器接有幾個(gè)分支回路的問題，即供電范圍還要考慮供電回路覆蓋面積。3.1漏電電流保護(hù)器經(jīng)常動作的原因⑴民宅漏電電流較大，其原因如下:電纜(線)制造質(zhì)量差;施工質(zhì)量差；家用電器和日用電器質(zhì)量差；隨意性和臨時(shí)用電較多；錯誤接線，TT系統(tǒng)內(nèi)嚴(yán)禁N線和設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地端子相連，以防系統(tǒng)產(chǎn)生過電壓，損壞電氣設(shè)備。分支線數(shù)過多：我們可以相象到，產(chǎn)生如此大的漏電流的幾十戶或百來戶作為一個(gè)回路供電，對饋電或分支電源回路的漏電流將相對增大，保護(hù)電器都將處于動作值的臨界狀態(tài)，或者達(dá)到動作值，不能正常供電。三相不平衡也是漏電保護(hù)器誤動作的因素之一。3.2克服這些問題的辦法降低每戶漏電流：已投運(yùn)的用戶，凡漏電流大者應(yīng)逐一檢查找出原因并加以處理。新建的用戶在投運(yùn)前需經(jīng)供電部門檢測和驗(yàn)收，凡漏電流大者需整改后再行供電。對農(nóng)網(wǎng)來說，這一步工作非常必要，將問題處理在末端及用戶內(nèi)部，減輕對系統(tǒng)保護(hù)的壓力。縮小供電范圍：縮小供電范圍，除農(nóng)網(wǎng)改造原則中規(guī)定外正如上所述減少分支與末端并聯(lián)回路數(shù)。應(yīng)該在本次農(nóng)電網(wǎng)建設(shè)與改造過程中，在長江、黃河流域，廣東與海南，東南沿海等地選擇幾個(gè)點(diǎn)，如優(yōu)先在移民工程中搞示范，實(shí)踐中總經(jīng)驗(yàn)，以利于全國推廣應(yīng)用。從筆者的觀點(diǎn)看，一戶一個(gè)漏電電流保護(hù)器，一個(gè)分支回路(或中級)漏電電流保護(hù)器保護(hù)的用戶不宜超過10戶，如6戶或9戶，而一個(gè)饋電回路所保護(hù)的中級保護(hù)器數(shù)量宜少于5處等。采了降低線路漏電流的措施：架空線高度不宜過低，必要時(shí)由鋼鋁絞線改為雙絕緣電線等；加強(qiáng)線路絕緣措施，絕緣子一定要選用質(zhì)量合格產(chǎn)品，水泥桿鋼筋不要外露，尤其在與橫擔(dān)固定處；規(guī)范引下線和分支線處的處理等等。(4)加強(qiáng)維護(hù)，定期檢測和監(jiān)視：供電部門各級職能機(jī)構(gòu)作為能源供應(yīng)主要服務(wù)窗口，以拓展電力市場為宗旨，加強(qiáng)服務(wù)。不能只忙于搶修，而應(yīng)強(qiáng)化維護(hù)防止故障發(fā)生，尤其事故多發(fā)季前加強(qiáng)檢修與監(jiān)測，將事故隱患消除在事發(fā)前。經(jīng)過幾年或十幾年的勤奮努力，加大科研與技改措施，使世界上最大的中國TT系統(tǒng)的面貌煥然一新。4探討接地電阻在TT系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地與保護(hù)接地電阻均為4Q時(shí)，單相接地故障時(shí)，能自動切斷供電電源的斷路器脫扣電流要20A，而熔斷器熔體電流只有6A。如果電氣設(shè)備稍大則就不能自動切斷供電電源，且在外殼上長期存在110V(>50V)的電壓，是對人體十分危險(xiǎn)的。利用現(xiàn)代接地技術(shù)，在農(nóng)網(wǎng)大多數(shù)地區(qū)不難做到或得到不小于0.5Q阻值的接地電阻。如果保護(hù)接地電阻在0.5?1Q時(shí)，滿足安全電壓的短路電流W10?50A，斷路器或熔斷器整定電流在75?32A或20?10A，可提高TT系統(tǒng)受電設(shè)備容量，即斷路器保護(hù)的電機(jī)容量可達(dá)50kW左右。這種提高是我們?nèi)斯そㄔ炝穗娫磦?cè)中性點(diǎn)接地電阻和保護(hù)接地電阻比3.4（或3.6）：1取得的。因?yàn)楫a(chǎn)生漏電電流保護(hù)器動作電流I^n的短路電流遠(yuǎn)比熔體和斷路器動作電流小，前者以毫安而后者以安或千安計(jì)量。漏電電流保護(hù)器對電氣設(shè)備保護(hù)接地電阻值要求不高，當(dāng)【△n為30?100mA時(shí)滿足安全電壓的電阻為1660?500Q之間。因此受電設(shè)備容量也不受限制。這就是TT系統(tǒng)采用漏電電流保護(hù)器的根本原因。但是接地電阻值的配置宜為倒寶塔形，以利于防止越級跳閘擴(kuò)大停電范圍。5關(guān)于斷路器瞬時(shí)脫扣器的動作電流問題當(dāng)單相對地短路時(shí)TT系統(tǒng)，短路電流需經(jīng)大地返回電源，故有效制約了接地故障電流。但其保護(hù)接地電阻值不可能做得很小，接目前接地技術(shù)，較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到0.5Q左右，但還要滿足IdRW50V及5s或0.4s內(nèi)切斷電源。這就要求，當(dāng)線路或設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，在斷路器瞬動電流倍數(shù)設(shè)有1.25、1.5、1.75、2倍等，但目前100A及以下的斷路器只有10倍，個(gè)別的有3倍或5倍整定值，滿足不了要求。當(dāng)斷路器具有低倍數(shù)瞬動值，且滿足切斷電源要求時(shí)，不都使用漏電電流保護(hù)器，亦可使用斷路器，也可使用斷路器和漏電電流保護(hù)器相互配合使用的新格局，TT系統(tǒng)將發(fā)揮出更大的作用。6漏電電流斷路器漏電保護(hù)器是漏電電流動作保護(hù)器的簡稱，按其脫扣器來分，可分為電磁式、電子式兩種。按其保護(hù)功能分為漏電開關(guān)、漏電斷路器、漏電保護(hù)插座等。漏電開關(guān)是由零序電流互感器、漏電脫扣器和主開關(guān)的組合，具有漏電保護(hù)和手動通斷電路的功能。漏電斷路器又稱漏電自動開關(guān)，是由漏電開關(guān)和帶有過負(fù)荷保護(hù)及短路保護(hù)的主斷路器組成，下面對漏電電流斷路器的選擇說明兩個(gè)問題。6.1漏電保護(hù)器功能選擇根據(jù)有關(guān)規(guī)范和規(guī)定，配電線路與用電設(shè)備、日用電器保護(hù)均應(yīng)設(shè)過負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)和接地故障保護(hù)，作用于切斷供電電源或發(fā)出報(bào)警信號。因此在系統(tǒng)中，總、中、末級保護(hù)應(yīng)根據(jù)規(guī)定和要求，選用帶有短路、過載、接地故障保護(hù)功能的漏電斷路器，而不應(yīng)選用只作為線路和設(shè)備漏電、觸電保護(hù)用漏電開關(guān)。6.2末端保護(hù)器選擇漏電電流保護(hù)器可檢測、判斷線路和設(shè)備是否漏電，通過電源輸入的電流和返回電網(wǎng)的電流相量是否平衡來判斷。尤其適用于對單相接地故障檢測和判斷?？墒撬鼘τ谙嗔?、相間短路以及過載故障或其他異?，F(xiàn)象無檢測和判斷有力。帶有短路、過載脫扣器的漏電斷路器才能承擔(dān)起保護(hù)配電線路和設(shè)備的短路、過載以及單相接地故障保護(hù)。末端保護(hù)器是這一保護(hù)的最重要環(huán)節(jié)。中級或總保護(hù)器是它的后備保護(hù)。漏電保護(hù)器中有過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、漏電流保護(hù)，還有過載保護(hù)、短路保護(hù)及延時(shí)動作型等多種功能的保護(hù)器。設(shè)計(jì)和選用時(shí)根據(jù)實(shí)際要求，依據(jù)產(chǎn)品說明書合理選用滿足要求的所需保護(hù)器。有些用戶錯誤的選用了保護(hù)器，安裝了只帶有漏電保護(hù)功能的漏電開關(guān)。當(dāng)過載和短路時(shí)不能及時(shí)切斷電源導(dǎo)致了火災(zāi)，誤認(rèn)為保護(hù)器質(zhì)量有問題，這種案例不少見。我們千萬要注意，漏電保護(hù)器也有功能選擇和配合問題，設(shè)計(jì)時(shí)一定要按照規(guī)定設(shè)置所需要的保護(hù)，選用滿足要求的保護(hù)器。7等電位連接輔助等電位和總等電位連接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)和民用建筑。該技術(shù)也能適用于TT系統(tǒng)供電的村莊和民宅。我們將等電位連接技術(shù)延伸到設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的保護(hù)接地技術(shù)上，充分利用自然條件，較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)和得到阻值較低的保護(hù)接地電阻，從而增加TT系統(tǒng)只能靠漏電電流保護(hù)器一統(tǒng)天下的局面，重新開拓?cái)嗦菲?、熔斷器保護(hù)的TT供電系統(tǒng)。7.1保護(hù)接地新建村莊可統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)保護(hù)接地系統(tǒng)。沿村寨邊緣或內(nèi)環(huán)路邊設(shè)計(jì)施工一閉合的接地極，用面積法〔R—0.5Pg/(Q)〕，(Pg為大地電阻率公式估算接地電阻)，最后實(shí)測確定R值。實(shí)踐證明，接地體所包圍的面積A大于100m2就很有效，如果某村寨為100戶，可設(shè)適量接地井，每戶將保護(hù)接地線引至接地井即可。接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命為25?30年。埋地接地線年平均最大腐蝕厚度，圓鋼為0.2?0.3mm、扁鋼為0.1?0.3mm、鍍鋅扁鋼為0.065mm。當(dāng)土壤電阻率大于300Q?m干燥土壤內(nèi)年平均最大腐蝕厚度，圓鋼為0.07?0.2mm、扁鋼為0.07?0.1mm、鍍鋅扁鋼為0.065mm，故4?5mm厚扁鋼就能滿足設(shè)計(jì)