(廣東電網(wǎng)汕頭澄海供電局有限責任公司,廣東 汕頭 515800)
0.4kV 低壓配電網(wǎng)是與千千萬萬用電客戶最直接的連接紐帶,是否能夠安全運行、減少故障次數(shù)和范圍,關系到供電可靠性、線損率。通過縮短故障搶修時間,可以提高用電客戶的滿意度和增加供電公司的經(jīng)濟效益。
眾所周知,金屬導體的電阻率是隨溫度的升高而增大,并且與導體的長度、面積、材料有關系,在0.4kV 低壓配電線路中,負荷電流會流經(jīng)配電變壓器之后的低壓出線柱頭、低壓計量裝置、戶外式低壓隔離開關、供電線路、用戶表計電源進出線等節(jié)點,在這每個節(jié)點之中,往往會存在或多或少的接觸電阻,如果這些節(jié)點安裝工藝質量沒有處理好,或者運行一段時間后,由于熱脹冷縮造成接頭松動,對配電網(wǎng)和線損會有很大的影響。根據(jù)P=UI=I2R,當電路中存在電阻,就會消耗電功率,而且日常管理維護時,假如在某個節(jié)點的接觸面接觸不良,就會產生接觸電阻,當接觸電阻大到一定程度時,無形中就會在線路中串聯(lián)了一個像用電設備一樣的電阻物,從而增加了線路的損耗,而且連接處的溫度越高,電阻就越大,直至發(fā)熱燒斷為止。
根據(jù)焦耳—楞次定律,在電路中,電流通過導體時,導體會發(fā)熱,即電流通過導體時要做功,這種功消耗在導體的電阻上,以熱能的形式表現(xiàn)出來,即Q=I2Rt,電流通過導體時產生的熱量Q 和電流I、電阻R、時間t 成正比。假如在0.4kV 配電網(wǎng)中的某個節(jié)點出現(xiàn)了因接觸不良而產生一個電阻R,而且流過這個電阻R 的電流越大,時間越長,發(fā)熱程度越高,則損耗掉的電功率就越大,低壓配電臺區(qū)的線損就這樣在不知不覺中增加了,并且會導致后面用電客戶的電壓質量降低。[1]
下面表格中,以鳳美宮前公用變臺區(qū)為例,最近5 個月的線損比較:
根據(jù)平時配電運維的工作記錄,該臺區(qū)在二月份用電高峰期曾更換過燒壞隔離開關A 相刀閘活動刀片及保險片和C 相保險片,所以在3 月份抄表結算時,該臺區(qū)的線損上升近一個百分點,隨后通過更換整套隔離開關后線損才恢復正常。
以GYHRW20 型隔離器熔斷器組為例,假如這個開關其中一相曾經(jīng)因為三相負荷不平衡而過流發(fā)熱燒斷,即使換上了同型號同容量的保險片,而且把三相的負荷電流也調平衡,這一相也會因為燒斷之后,壓接螺絲、保險片、柱頭之間產生了氧化膜,而這些氧化膜就增加了接觸面的電阻值,如果沒有處理干凈,運行一段時間之后,又會發(fā)熱,損耗電能,再次燒斷,這樣就形成惡性循環(huán),而且發(fā)熱燒斷次數(shù)越多,熔斷開關的動、靜觸頭,保險片的連接處,開關的機械性能、電氣性能就會逐漸降低,直至把開關燒毀。
在日常管理工作中,往往有這樣的現(xiàn)象,當某個臺區(qū)出現(xiàn)過戶外式低壓隔離開關、保險片在連接螺絲的壓接處燒斷(正常過電流是在中間燒斷),電表箱表前電纜的電纜頭各相分開處,有時因剝切等安裝工藝質量不好,運行一段時間后,下雨進水導致相間或線間短路燒斷,電表箱內在開關后至計量裝置前的連接線發(fā)熱短路燒斷,當這些發(fā)熱缺陷出現(xiàn)一個或多個、一次或多次這樣的情況都會引起該臺區(qū)的線損升高,具體升高多少各不相同,根據(jù)Q=I2Rt計算,通過電流(包括短路電流)的大小、發(fā)熱時故障點的電阻率、發(fā)熱至燒斷的時間長短決定著線損率的高低。所以,對于高線損的臺區(qū),在日常管理中,排除掉竊電、死表、慢表、互感器誤差、供電半徑過長、線徑過細、用電負荷大的用戶裝表位置在線路末端等因素外,不妨從各個接觸節(jié)點的發(fā)熱情況切入檢查管理,對戶外式低壓隔離開關,根據(jù)實際情況,不定期用熱成像儀或紅外測溫儀對各個連接點進行測溫,在白天進行近距離外觀觀察,發(fā)現(xiàn)異常及時處理或更換,改進安裝工藝質量,比如,安裝保險片時可在壓接螺絲處加上一塊與保險片一樣寬度的墊片,這樣處理以后,保險片的連接處壓接面積充裕,即使過電流燒斷也會在保險片的中間,不至于使開關連接處發(fā)熱而影響開關刀片的使用。
另外,由于“戶外低壓隔離熔斷開關”是在公用臺區(qū)的配網(wǎng)運行中擔任對0.4kV線路的過電流、短路的熔斷保護,以及平時配電線路更換維修等需要帶負荷停、送電的電氣設備,當操作到一定次數(shù)后就會出現(xiàn)松動,引起電弧,產生氧化膜等接觸不良而發(fā)熱的現(xiàn)象,繼而出現(xiàn)沒有過流而燒斷保險片,以至燒毀整個戶外低壓隔離熔斷開關。而當在日常巡查中發(fā)現(xiàn)戶外低壓隔離熔斷開關的發(fā)熱缺陷需要立即處理,又剛好碰到一些地方政府的重要會議,或者是高考等社會敏感問題,可利用旁路分流的辦法,使用一套“0.4kV 臨時旁路戶外低壓隔離熔斷開關”(可以自制或者購買)進行不停電修理更換發(fā)熱開關的保險片和其他零部件,從而減少客戶對停電的投訴,同時增加供電量,降低開關設備發(fā)熱等缺陷引起的線損。
如果連接處的表面粗糙不平,要用銼刀磨去表面雜物,再用細沙紙打磨光滑,并涂上導電膏或中性凡士林,這樣接觸面的電氣性能會更佳,接觸電阻會減少,發(fā)熱幾率也會相應降低,從而降低了臺區(qū)的線損率,并提高供電電壓質量。
對于表箱前電纜,在運行中要細心觀察,發(fā)現(xiàn)絕緣有破損、表面絕緣皮變脆開裂應及時處理,表箱內要根據(jù)用戶的用電量等實際情況,不定期開箱檢查,發(fā)現(xiàn)有過流、接觸不良而發(fā)熱、燒焦、顏色變赤、絕緣皮變脆的表前連接線應及時更換,并套上耐熱管,防止相間短路,因為表箱內的連接線敷設空間有限,很多連接線都重疊綁扎在一起,只要其中的一條連接線發(fā)熱,就會波及相鄰的連接線而使相間絕緣降低,發(fā)生短路爆炸、燒毀表計等故障;倘若短路電流過大,還會造成開關觸頭粘連,不及時超閘而損壞表前空氣開關,在這種情況下,在維修時要特別注意,要防止觸電、電弧傷害!如果是電表進出線重疊后發(fā)熱粘連、絕緣破壞,還會有計量分流現(xiàn)象,造成該相少計量或不計量,從而增加了臺區(qū)的線損。
表計容量不足,容易造成表計計量誤差,并且容易發(fā)生過流燒表故障,所以在業(yè)擴用電配表時應滿足用戶的用電需求,還要考慮用戶有時會增加生活用電設備,因為很多臨時增加的生活用電設備的功率也很大,如電磁爐,老人、嬰兒的保溫燈等,往往會造成某個連接節(jié)點發(fā)熱、氧化,留下隱患,所以在配表時建議比實際用電的容量大一級為好,畢竟發(fā)熱所造成的損耗會大于因考慮表計的起動電流大小影響計量的損耗。
配電變壓器和線路的三相負荷不平衡也會使負荷高的那一相發(fā)熱,電壓質量下降,而且造成零線產生了較大電流,增加了臺區(qū)的線損,所以平衡變臺及線路三相負荷電流也很重要。在潮汕地區(qū),對一些目前還在使用單相電源的家庭小作坊,如電腦毛織廠,每臺電腦毛織機的功率約在0.8KW 至1.5KW,假如該廠有6 臺1.5KW 的電腦毛織機同時生產,就會有40A 的負荷電流在網(wǎng)。若是平時變臺三相負荷電流相對平衡,在生產時就會造成所在變臺或低壓配電線路負荷電流不平衡,這種現(xiàn)象在 250KVA 及以下配電變壓器特別明顯,而且這些小作坊的生產不一定有連續(xù)性,今天A 相這家生產,明天B 相那家生產,對在日常管理中要調整變臺或低壓配電線路三相負荷電流的平衡產生一定的難度。所以建議對這些小作坊使用三相四線計量裝置供電,讓用戶就地平衡三相負荷。
低壓配電網(wǎng)零線電流對線損影響的計算方法K%=I0/(IA+IB+IC)X100%。其中,配變出線:K%<10%,分支線:K%<20%。[2]
當變臺或者各分支線路三相負荷不平衡時,零線I0 就會出現(xiàn)較大電流,K 值的百分比越小,線損就越低。所以,當配電變壓器低壓出線三相電流測量出的數(shù)值相差過大,零線測量出的電流也隨之增大,而解決配電變壓器三相負荷不平衡的最好方法,還是要解決各路分支線路的負荷電流,可通過對單相表箱的表前相別接入口來平衡各個分支線路的負荷,從而達到降低線損的目的,而且三相負荷平衡時,用戶的電壓質量也達到最佳的水平,避免了電壓太高或者太低而引起客戶的投訴,所以,在日常運維管理中,盡可能平衡三相負荷,使配變和配電線路處在相對的最佳運行狀態(tài)。
供電線路的供電半徑過長、線徑過小也是造成線路發(fā)熱,增加線損的一個問題,特別是在夏季用電高峰期,線路發(fā)熱所造成電壓質量下降,線損增加很普遍,在日常運維工作中,通過對供電線路的用電功率等要素的計算,然后確定線損的增加是否與線徑和長度有關系,如果超過線路的供電負荷,就要進行配電網(wǎng)的技術改造,降低臺區(qū)線損。
0.4 kV 低壓配電網(wǎng)作為與客戶直接接觸的末端供電紐帶,故障千差萬別,安裝工藝質量、發(fā)熱、故障、線損等互為關聯(lián),日常管理直接關系到供電的可靠性、電壓合格率、臺區(qū)線損率、電費回收率、故障停電時間和次數(shù)、客戶的滿意度等,所以要防患于未然,改進安裝工藝質量,不容許一個地點發(fā)生第二次相同原因的故障,讓電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行,讓客戶滿意,為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益和社會效益。