第 1 章 绪 论
1.1 课题背景
我国一直以来就为农业大国，农村的土地面积占全国国土面积的 90%，农村常住人口占总人口的 45.23%。由于历史原因，在农电管理体制改革前，国家将电网建设资金重点投入在电源和骨干网建设上，而在农网建设上投入资金较少，且由于农网居于整个电网结构的末端，导致地方政府与供电企业对农网的重视程度不够，甚至部分地区的低压线路和入户线路由农村用户自行投资建设。自 1999年以来，国家启动一、二期农网改造、新农村电气化建设及新一轮农网改造升级工程，国网江苏省电力公司对农网建设的投入逐年增涨，江苏省的农网网架布局、供电可靠性和安全经济运行水平得到了显著的提升和加强。但就目前而言，农网跟城网比较，还存在线路设备隐患多、供电半径长、户均配变容量小等问题，加之部分农村用户侧用电行为不规范，用户末端保护器不安装或退出运行，使得农网供电可靠性提升相对江苏省农村经济发展较为滞后[1]。农村电力是农村经济发展的基础和保障，农网管理工作是国网江苏省电力公司工作的重要组成部分。农村用电客户数量庞大，随着电力市场改革的逐步深入，以客户需求为第一导向的宗旨，是供电企业赖以发展的根本之道，供电企业必须持续提升农网供电可靠性，不断提高农村客户的用电满意度，才能在将来日趋激烈的市场竞争中谋得生存与发展[2]。随着国家沿海沿江开发政策的实施，极大发展了江苏省农村经济，实现了农民致富增收，大为改善了农民生活条件，农村居住环境也面目一新，农村客户对供电可靠性的要求呈现与城市客户“同质化”的趋势，农村供电服务面临着前所未有的挑战，新形势下，要贯彻落实国网公司提出“三新”（即新农村、新电力和新服务）农村电力发展战略，必须增强服务意识、提升服务质量，使农网供电供电可靠性提升与经济发展协调、与生活水平协调、与人文环境协调、与公共服务协调，为美丽乡村建设做好全面的电力保障。
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1.2 课题意义
农村低压电网系统尽管处于供电企业电网体系的末端，但却是整个供电企业电网与用户联系，向用户供应电能和分配电能的重要环节，其基本任务是尽量将电力可靠、经济地配给至农村供电客户。农村低压电网供电可靠性指标为供电点至农村末端用户，按可接受标准及期望数量满足农村用户供电可靠性需求的量度，供电企业必须计算、分析以上指标以及提高这些指标所采取的措施。然而，农村低压电网设备品种复杂、体量巨大、分布面广，对供电企业电网投资和停电损失的影响不容小视。因此，农村低压电网的供电可靠性，直接体现供电企业对农村末端用户持续可靠的供电能力，集中反映了整个电力系统结构及运行特性，是电力产品质量治理的一项重要内容。农村末端用户的供电可靠性是通过供电企业的农村低压电网不间断运行来体现的，由于剩余电流导致农村低压台区出线大量的跳闸，使得本单位农网供电可靠性严重降低。根据江苏省电力公司泰州供电公司 2014 年至 2016 年国网公司95598 电话热线中故障报修次数的统计，约 75.81%的报修是由于农村地区的电网故障或其它原因引起的，说明农村用户的优质可靠供电对公司供电可靠性的影响最大。而以上报修中，农村低压台区总保跳闸的占比为 67.34%。换而言之，研究、实施剩余电流数据，并通过智能化通信方式[3]，及时开展剩余电流数据分析、预警和故障原因排查，进一步研判故障类型，提高农网故障分析能力，是提升农村供电可靠率的关键。
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第 2 章 农村低压台区剩余电流分析
2.1 农网配电系统剩余电流分析
根据电气设备装置外漏导线的对地联系、低压电网配电系统的对地关系以及整个系统的中性线与保护线的组合情况，农网接地形式含 IT 系统、TT 系统和TN 系统（其中 TN 系统包括 TN-S 、TN-C 和 TN-C-S 系统三种形式）[13]，下面分别介绍其形式。如图 2-1 所示，IT 系统一般情况下可以有中性线，但在实际情况中，若设置中性线在该系统中的 N 线任何处发生故障，必然会导致 IT 系统形式的改变，所以在实际应用中强烈要求不设置中性线。对于供电距离较长的线路就需要考虑对地分布电容，若使用 IT 系统组成供电系统，需考虑其产生的剩余电流致使线路保护装置拒动作问题，出现这种情况使极其危险的，该系统只能用于供电线路不是太长的系统才是安全的。如图 2-4 所示，TN-C 系统是由一根 PEN 线共同承担 PE 线和 N 线作用，相当于三相四线的中性点直接接地系统。因为 PEN 线既可以联接在设备外露的导电部分也可以联接在负荷中性点，从而体现了其应用的种种缺陷与弊端，所以在民用配电系统应用中一般很少采用了。TN-C 方式供电系统只适合负载平衡的状况，需要注意的是在漏电保护器中工作的零线仅能在其上侧反复接地。
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2.2 农网低压馈电系统的剩余电流等效分析
一般情况下供电的可靠性与限制过电压等因素决定了电网中性点到底采用那种接地方式。对于中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统，通过分析其相电流和剩余电流的分布联系，具体如下。对于发生单相故障短路的中性点不接地系统，虽然其线电压依旧保持对称但故障点的电流一般较小，所以此线间的电容对单相短路没有多大影响。
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第3章本单位农村供电可靠性分析.............12
3.1本单位农网基本情况分析......12
3.2本单位农网供电可靠性评价指标分析........13
3.3影响本单位农网供电可靠性主要因素分析.........15
第4章农村剩余电流在线监测系统实施分析.............17
4.1系统实现功能.............17
4.2系统构架设计.........18
4.2.1系统物理构架设计....18
4.2.2系统通信构架设计..............19
4.2.3系统监控事件说明..............33
4.3试点实施情况.......35
第5章农村剩余电流在线监测系统典型事件分析......47
5.1案例一：高压停电导致的缺相事件案例.............47
5.2案例二：日常设备运维试跳(按键试验)导致的事件案例分析....47
5.3案例三：电网运行(剩余电流)导致的事件案例分析.............48
5.4案例四：电网运行(闭锁)导致的事件案例分析...........49
5.5案例五：电网运行(手动)导致的事件案例分析...........49
5.6案例六：电网运行(停电)导致的事件案例分析...........50
5.7案例七：剩余电流报警(保护退出）事件案例分析.....50
5.8案例八：电网运行（剩余电流超限）事件案例分析.........51
5.9案例九：间隙性漏电故障导致曲线正常的案例分析.......51
5.10案例十：突发性电网设备故障导致曲线异常的案例分析.....52
第 5 章 农村剩余电流在线监测系统典型事件分析
5.1.1 案例一：高压停电导致的缺相事件案例
事件描述：系统监测 2016 年 7 月 12 日 7 点装置产生 1 条缺相事件，同一时刻产生出线端失电事件（欠压和停电）。事件分析：通过系统分析及现场调查，该次停电为计划停电，持续时长约30 分钟。查看运行参数，该台装置的欠压保护功能为打开状态。当高压停电时，装置的电压采样信号不是突然消失，而是一个逐步降低的过程，装置欠压保护跳闸，生成了出线端失电记录，类型为欠压，同时产生了缺相记录。当高压复电时，缺相记录补全，此时设备处于分闸状态，待设备合闸后补全出线端失电记录。根据此类连续事件的产生，通过失电原因及故障原因的分析，参考事件原理说明所定义的规则，可判定为电网运行过程中的瞬时冲击电流而产生动作事件，由于瞬时电流值发生的持续时间较短，保护设备在短时动作后并自动进行了重合闸，瞬时障碍已消失未再动作，未产生闭锁事件。
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结论
农网供电用户数占本单位总的供电用户数的大部分比例，农网剩余电流对本单位供电可靠性影响巨大，通过论文中对农网剩余电流分布与影响农网供电可靠性的分析，按预想实现的功能，成功的开发了本单位“农网剩余电流在线监测系统”并在试点供电所投入使用，经该系统一年时间的应用效果来看，提升了农网供电可靠性，取得了较好的效果，具体结论阐述如下：从供电企业电网运行维度来看，农村电网性能好的标准是能够达到安全、经济、优质、可靠的供电要求,但是电网的实际运行状态是和电网构架和设备状况等因素紧密关联的。因此,笔者认为:对一个电网的技术效果分析应从电网可量化指标和电网非可量化指标分析两方面考虑。通过在剩余电流监测项目在本单位珊瑚供电所一年的试点，截止到 2016 年底，该所的相关指标得到很大的提升，具体指标改善情况分析如下：供电可靠性得到提高，农网报修率大幅下降。通过安装的智能通讯终端，将农村台区自身的地理信息、最大剩余电流值、最大漏电相、闸位状态、负荷电压值和负荷电流值等重要运行数据，以一定频率连续地将监控数据信息传输至监测系统主站，基层农网运维人员在供电所打开计算机中的监测系统主站，就可以全天候、无缝隙地监测到供电所辖区内台区智能总保运行的数据及信息。在此期间，任何一台台区保护器及其联系的线路发生异常状况，都会准确地通过智能通讯终端，将各类异常警告发送到监测系统主站，以便农网抢修职工及时了解警告原因，知晓故障地点，在 95598 抢修电话报来之前就已经赶赴现场消缺，从而避免了客户进行报修。通过剩余电流在线监测系统在试点农村供电所的 2016 年全年的农网运行数据来看，农网报修率同比下降 54.21%，供电可靠性提升 0.002%，可以说是效果显著。
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参考文献（略）