不接地方式

不接地方式（精选8篇）

不接地方式 篇1

1 故障现象及分析

亚美尼亚110/35/10 kV变电站改造工程是拆除原有旧设备,安装新的国产设备。10 kV配电装置采用江苏东源开关柜,10 kV配电装置有40多个供电回路,每个回路都有零序电流互感器,并配有南京深科博业MR301P通用型保护测控装置。

在变电站改造完成投入运行一段时间后,发生了10 kV多个开关同时跳闸现象,到现场查看10 kV保护装置故障记录都是零序保护动作,其中有一条回路的零序电流比其它回路大。在对该回路检查时发现其一次电缆有一相接地,其它两相没有接地,查看保护定值零序电流一次都是5A。

经分析:在中性点不接地系统中发生单相接地故障时,非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流,故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路的零序电流之和,也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。通常故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大,这样由于每个回路的电缆长度不同、电缆截面不同,每个回路的对地电容电流就不同。

2 判断故障的几种方法

2.1 利用零序电压判断接地线路

用10 kV母线上的电压互感器,其一次线圈接成星形,二次绕组有两个线圈,一个接成星形、另一个接成开口三角形,分别供给电压互感器柜上所配的DMR381P电压互感器保护测控装置保护测量电压、零序电压。系统正常时,三相电压正常,三相电压之和为零,开口三角形的二次线圈电压为零,DMR381P电压互感器保护测控装置不动作。当发生单相接地故障时,开口三角形的二次端出现零序电压,DMR381P电压互感器保护测控装置零序电压大于设定值时,经可设定的延时时间,保护动作,发出系统接地故障的报警预告信号,声光报警通知运行人员会及时赶到配电间,检查各条线路的综合保护装置的零序电流。这种方法找故障的线路时间长不能迅速跳开故障回路,所以不采用。

2.2 利用MR301P通用型保护测控装置中零序电流保护

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时,非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流。根据这一原则,利用MR301P通用型保护测控装置零序电流保护区分出接地故障线路。 这样首先根据每条线路的长度、截面由公式计算出对地的电容电流给出相应的零序保护定值每条线路不一样。当线路发生单相接地时,会产生零序电流,零序电流由专用的零序互感器输入装置,当零序电流大于设定的零序电流定值时,经可设定的延时时间,保护动作,跳开关。这种方法需要计算出每条线路的电容电流。由于10 kV出线回路较多,并且每个线路到下一级变电站,又是T接出其它线路,又是电缆,又是架空线路长度截面,不好统计,情况复杂,不利于计算,即使计算出来也不十分准确,会造成开关误动现象,所以这种方法也不被采用。

2.3 利用MR301P通用型保护测控装置中零序电流带方向保护(零序功率原理)

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时,非故障线路的零序电流超前零序电压90°,故障线路的零序电流滞后零序电压90°,故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相位相差180°。根据这一原则,可以利用零序方向元件区分出接地故障线路。对不接地电网,可采用零序电压、零序电流的基波分量作判据,如图1 所示[1]。

当馈出线正常运行时,由于线路与大地间存在分布电容,因此零序电流(3I0)超前零序电压(3U0)90°,其方向为母线流向线路;当馈出线发生单相接地时,该线路始端的零序电流(3I0)为整个电网非故障元件的零序电容电流之和,其方向流向母线。因此,保护测控装置单相接地选线的判断条件为:

1) 零序电流(3I0)大于设定值。

2) 零序电压(3U0)大于设定值。

3) 零序功率方向满足。

满足上述条件且经过设定时间,接地保护动作,跳开相应回路,如图2所示。采用这种保护方式可以满足电网的要求,提高系统运行稳定性。

3一次零序电流互感器电缆接线的注意事项

3.1 零序电流互感器穿过电力电缆和接地线时,不论零序电流互感器与电缆头接地线的相对位置如何,零序电流互感器与接地线的关系应掌握一个原则:电缆两端端部接地线与电缆金属护层、大地形成的闭合回路不得与零序电流互感器匝链,即当电缆接地线在零序电流互感器以下时,接地线应直接接地;接地线在零序电流互感器以上时,接地线应穿过零序电流互感器接地,同时,由电缆头至零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘,对地绝缘电阻值应不低于50 kΩ,防止电缆接地时的零序电流在零序电流互感器前面泄漏,造成误判断。

3.2 零序电流互感器的极性。各配电线路的零序电流互感器的极性必须一致,并满足厂家要求(一般沿配电盘柜向线路方向流出为正)。

3.3 某些线路出线为双电缆时。为保证线路零序电流的准确测量,每条出线电缆应尽可能采用一根电缆,对负荷较大的线路可采用大截面铜心电缆;采用双电缆并列时,应尽可能选用内径较大的零序电流互感器,将两根电缆同时穿入零序互感器。

4 整体调试

安装完毕,一、二次线接完后,10 kV配电装置没送电之前必须做好系统调试,以利于及时发现施工中存在的问题。

1) 在10 kV配电间母线电压互感器柜内将电压互感器拉至检修位,断开二次插头,防止二次加压反到一次带电。

2) 用继电保护综合测试仪电流电压测试项,将TV开口三角的零序电压引出线a相头(极性端)引出线接继电保护综合测试仪A相电压输出端子、将TV开口三角的零序电压引出线c相尾(非极性端)引出线接继电保护综合测试仪N相电压输出端子,模拟零序电压。

3) 将一跟导线穿过零序电流互感器,导线一端接继电保护综合测试仪A相电流输出端子,另一端接继电保护综合测试仪N相电电流输出端子,摸拟一次零序电流,方向是由母线流向线路。

4) 打开继电保护综合测试仪调整电流电压幅值输入所给电流电压定值,使电流超前电压90°,调整电流电压保护不动,使电流滞后电压90°,调整电流电压保护动作,跳开关,这说明保护动作正确,满足要求,可以投入使用。

5 结束语

通过上述分析,10 kV不接地系统零序保护方式最佳方案为零序电流带方向保护与零序电压报警系统的结合使用,这样,即使发生单相接地,零序电流也不一定满足零序电流定值或方向要求而产生保护拒动,而且,这时零序电压报警系统会通知运行人员进行故障处理,避免了事故势态扩大,提高了系统运行稳定性。

参考文献

[1]霍利民.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2008.

不接地方式 篇2

摘要：

随处可见的电子电气设备早已经成为了我们日常生活中不可分割的一部分，并且占据着重要的地位与扮演者重要的角色。但是在电子电气的使用过程中，经常会出现各种各样的安全问题，甚至导致安全事故的发生，这些这对我们的生活也会造成一定的影响。因此，需要对电子电气设备进行接地分析与处理，以更好的保证电子电气设备的正常使用。故本文将简要分析如何处理电子电气设备接地中出现的问题，以及电子电气设备的常用接地方式及其作用。

关键词：电子电气；接地分析；问题处理

随着电子电气设备的广泛应用，随之带来的安全问题与受到各方面的影响也不断出现，以此极为容易出现故障，甚至是安全事件，就比如外来电磁与静电的干扰。因此，就需要找出解决的办法以更好的保护电子电气设备不受干扰，以便能够正常的进行工作。然而，当前最好的解决的办法就是对电子电气设备进行接地处理，这就需要进行电子电气设备接地分析与处理。对电子电气设备来说，正确的进行接地分析与处理是有效抑制外来电磁与静电的干扰，以此保证日常生活中的用电安全以及设备的安全。

1、电子电气设备的常见接地方式。

（1）保护性接地方式。

为了保证电子电气设备的安全，防止设备损坏、触电，以进行保护性接地是最为安全、有效的方法，也是电子电气设备当中最为基础的接地方式。保护性接地方式就是为了防止电子电气设备免受外来电磁和静电的干扰，其目标就是为使用者提供安全的设备使用环境以及保护使用者在使用设备时的人身安全。由于电子电气设备本身存在的零件较多，各零件之间都发挥着不同的作用，然而对于人们的伤害也会是不同的，因此需要通过电子电气设备中的部分零件进行接地处理，以此改变某些零件在电子电气设备中的工作时的影响力，以更好的保护使用者的安全。然而对于常见的.保护性接地方式来说可以分为两种：

①保护接零方式；

②保护接地方式。

保护接零方式其实就是将系统的零线进行接地处理，这主要是针对三相四线式的供电系统，其中的保护两线就是中性线，这可以很好的保护电子电气设备不受损以及使用者的人身安全；保护接地方式也就是将三相四线中相应的保护线进行接地处理，这样可以使得电子电气设备的外部导电部分与大地相连，这样一来，若是电子电气设备出现漏电现象，则可以通过电子电气设备的外部导电部分将电直接导入大地，以避免人员受到触电危机，也是保护电子电气设备以及人们安全的作用。

（2）功能性接地方式。

功能性接地方式相对于保护性接地方式来说更加高级一些，相对于也比较复杂，其主要的目标就是保护电子电气设备能够正常的安全运行。然而，由于电子电气设备的内部结构较为复杂，需要对于设备内部的结构以及功能非常的了解，同时需要将进行各功能结构参考电位接地，因此功能性接地方式也就会相对较复杂、高难度。但功能性接地有三种有效可靠的方式可进行操作。

①浮空接地方式。

这种方式从字面上理解就可以知道，这是一种不需要连接大地的一种方式。虽然大地与电子电气设备的某部分完全不相连，但却是可以有效的避免地线的干扰。但这种方式也不是万能的，只能够存在于特定的场合进行使用，例如某电子电气设备的工作速度较快、输出量较大，这样的情况下若是使用浮空接地方式就相对不安全，容易发生安全事故。

②系统直接接入大地。

这很显然就是一种直接将电子电气设备的电路与大地直接进行相连，将电导入大地中。但是使用这种方式进行接地处理时，需要控制好接地的空间分布点，以保证电子电气设备的电路受到最少的电磁干扰，保证电子电气设备使用的安全性。

③电容接地方式。

电容作为设备接地时的中间载体，相当于滤波器。而良好耐压性的高频电容的抑制效果更加好，更能有效的抑制对地分布电容对电子电气设备造成的影响。

2、电子电气设备接地中的问题处理。

随着我国电子电气事业的不断发展，电子电气设备的接地问题也得到了越来越多的重视，因此对电子电气设备的接地技术的要求也在不断提高。接地技术得到不断的提高，一部分的原因就是不断的在解决设备接地中呈现出的问题，接地经验不断的丰富，自然接地技术也得到了相应的提升。虽然接地技术得到了不断的提升，但是新的问题同样也在不断的出现。出现的一些问题对于设备的使用存在非常的影响，有些可能是非常细小的问题，但是经过时间的积累，极容易就成为了安全隐患。例如，电子电气设备的一些接地线使用时间较久，又不定期进行检查、维修，容易出现老化、破损，这些问题可以攻击设备，造成设备的外部、内部的零件损坏，严重时则会由于线路老化而引起火灾等事故。除了需要注意防止电子电气设备由于外在因素在成的损坏，还需要提高安装人员的技术。电子电气设备的接地是一项技术活，对于安装人员有着非常高的要求。

但是由于部分的安装人员的技术还不够高，在安装的时候容易遗漏某个环节，这也极容易引发安全事件。所以，为了保证电子电气设备以及使用者的安全，需要对接地处理中存在的安全隐患做好防护措施，比如对设备进行定期的检查和维护，加强安装人员的技能技术培训，及时更换老旧的接地线等，提高系统的运作效率及安全性，从而更好的保护电子电气设备的良好运作，也能够让使用者放心、安心的使用电子电气设备。

3、结语。

综上所述，电子电气设备为我们的日常生活提供了非常多的便利之处，对我们的生活形成了非常大的影响。但是我们需要时刻警惕电子电气设备存在的安全隐患，对设备进行正确的、有效的接地处理，保证电子电气设备能够正常安全运行的同时也保证了我们自身的安全。因此，我们需要清楚了的明白，做好电子电气设备的接地处理极为重要，不仅需要提高对设备接地重要性的意识，更重要的是掌握正确的接地方法以及紧急应对措施，才能够有效的保证设备以及人员的安全。

参考文献：

[1]马定雄.电子电气设备的接地分析与处理[J].产业与科技论坛,2016,15(04):77-78.

[2]黄芳,王天宇.浅论电子电气设备的接地技术[J].工程技术,2016(08):272.

[3]李传伟.电子电气设备接地探讨[J].中国化工装备,2009.

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接地故障不同方式探讨 篇3

关键词：接地保护,零序电流,剩余电流,过流保护,接地系统

0 引言

为防止因配电线路接地故障所发生的人身间接电击、电气火灾及线路的热稳定性, 现行的设计和施工中均提出在低压配电线路中需设置接地故障保护。在《低压配电设计规范》 (GB50054-95) 第4.4.10至4.4.22条中分别详细的对几种不同接地型式的系统, 明确指出所应采用的不同接地故障保护方式及条件。本文依据规范所认定的三种不同接地故障保护方式对其工作原理及条件进行分析, 以便在实际工作中更好的应用。

1 接地故障保护方式及工作原理

(1) 利用配电线路所设置的过电流保护兼作接地故障保护;这种保护方式因利用所控制的线路断路器, 在不增设其他装置就可以实现接地故障保护功能, 所以方便易行。但应能满足规范所要求的在发生故障时, 断路器切断故障电流的允许时间。

(2) 利用零序电流来实现接地故障保护;依据基尔霍夫定律流入电路中任意节点的复电流的代数和为零, 所以三相电流的矢量和即零序电流I0=︱IA︱+︱IB︱+︱IC︱在三相负荷完全平衡时 (假定无接地故障, 不考虑线路及电器设备的正常泄漏电流) I0=0。当三相负荷不平衡时I0=IN, 此时零序电流为不平衡电流IN。当某一相发生接地故障时必然要产生一个单相接地故障电流Id, 此时的零序电流。

I0=IN+Id是三相不平衡电流与单相接地故障电流的矢量和。所以利用零序电流来实现接地故障保护时其动作电流应大于三相不平衡电流。

(3) 利用剩余电流实现接地故障保护;配电线路在没有发生接地故障时, 三相负荷电流与中性线电流的矢量和无论三相负荷电流平衡与否它们的电流均为零, 即∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣=0。当某一相发生单相接地故障时, 故障电流通过保护线PE与大地构成通路, 所以此时∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣≠0。此时的电流应为接地故障电流加上配电线路及电器设备的正常泄漏电流, 我们称此电流为剩余电流。由此分析可知利用剩余电流来实现接地故障保护时其动作电流应为剩余电流。

2 针对其工作原理进行现场实际分析

零序电流保护一般适用与TN接地系统。在发生某一相单相接地故障时, 对于TN-S系统其回路阻抗包括相线阻抗Z1, PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf, 即ZS=Z1+ZPE+Zf;对于TN-C系统其回路阻抗包括相线阻抗Z1, PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf, 即ZS=Z1+ZPEN+Zf;对于TN-C-S系统其回路阻抗包括相线阻抗Z1, PEN线阻抗ZPEN, PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf, 即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf。所发生的单相接地故障电流Id=220/ZS, 明显地大于无故障时的三相不平衡电流。如果其动作电流整定值合适, 在发生接地故障时能躲过不平衡电流, 检测出发生接地故障时的零序电流就能实现其对接地故障地保护。对于TT系统;因三相不平衡电流较大, 在发生某相接地故障时其回路阻抗应包括相线阻抗Z1, PE线阻抗ZPE, 负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB及接触阻抗Zf, 即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf, 接地故障电流Id=220/ZS。由于RA+RB>Z1+ZPE+Zf, 并且RA+RB数值一般较大, 故TT系统在故障回路阻抗大, 所发生的单相接地故障电流Id远小于不平衡电流, 很难检测出故障电流, 所以零序电流保护不适用于TT接地系统。

从利用剩余电流来完成接地故障保护的原理分析可知它保护动作整定电流可以从mA级到A级, 有相当高的动作灵敏度。对于TN、TT、IT接地系统均可以运用。但不适用于TN系统中TN-C接地系统。在TN–C接地系统中保护线PE和中性线N是合为一根PEN线, 在正常工作时PEN线要流过三相不平衡电流, 当发生单相接地故障时所发生的故障电流也要从PEN线流过, 所以剩余电流保护装置无法检测出剩余电流。也就是说对于TN-C系统, 剩余电流保护已无检测剩余电流的功能。

从保护动作灵敏度与使用安全性来说, 剩余电流保护高于零序电流保护, 并且零序电流保护不能应用于单相配电线路上。我国以前采取苏联用零序电流保护作为接地故障保护。对于TN–C系统由于零序电流保护装置是安装在PEN线上, 保护整定值应躲过PEN线上最大不平衡电流, 在单相接地故障电流小于该整定值时, 保护装置就会拒动, 就有可能引起人身电击或火灾危险的发生。所以在低压配电线路接地保护的IEC标准中已取消了零序电流保护。

3 结语

浅谈低压供电接地方式 篇4

1 电力系统接地的分类

根据电气设备接地的不同功能, 一般分为如下三种类型:工作接地、保护接地、重复接地、电磁兼容性接地。工作接地是指为了保证电力系统中电气设备达到正常的工作要求而进行的接地。保护接地是指为了保证人的安全, 防止人触电而将电气设备中的外露的可以导电的部位接地。重复接地是指在电源端有一点直接接地的电气系统中, 为了确保公共导线安全可靠地运行, 除了在电源中性点工作接地以外, 还要求在公共导线上做重复接地。电磁兼容性是使器件、电路、设备或系统在其电磁环境中能正常工作, 且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰, 为此目的所做的接地称为电磁兼容性接地。

但是在实际施工中, 为了能有效的降低电气事故的发生, 通常会将几种接地型式同时应用于一个电气设备中, 降低由于分开接地所引起的电位不同所带来的不安全因素, 将几种接地型式联合起来的方式称为联合接地, 建筑物内常见的接地系统有电气设备的工作接地、保护接地、电子信息设备信号电路接地、防雷接地等。联合接地方式就是将电气/信息设备的功能性接地、保护性接地以及电磁兼容性接地与建筑物防雷接地采用共用的接地系统, 并实施等电位联结措施。另外, 重复接地能降低漏电设备的对地电压, 减轻零线断裂时的触电危险, 缩短碰壳或接地短路故障的持续时间, 对照明线路能避免因零线断线而引起烧坏设备等事故。

上述各类接地可以采用单独的接地线, 但接地极系统或“等电位面”是共用的, 接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。由于信息技术设备功能上的原因, 往往要求在电气装置或系统中增设局部接地极, 但必须通过等电位联结而形成联合接地, 以防止出现不同的电位引起干扰或电击事故。

2 低压系统的接地型式及各型式的适用范围

作为供电系统电源的发电机或变压器的中性点在系统正常工作时与大地之间的连接成为电力系统中性点接地方式。电力系统连接方式有:中性点不接地, 中性点经阻抗或消弧线圈接地, 电源中性点直接接地。低压供电一般采用的是电源中性点直接接地方式。下面简单介绍一下电源中性点直接接地:

对220/380V低压配电系统, 我国广泛采用的运行方式是中性点直接接地, 而且引出有保护线 (PE线) 和中性线 (N线) , 中性线是指与供电系统中性点相连接并能起传输电能作用的导体。中性线的主要作用有:一是连接相电压的单相电气设备;二是传导三相电气系统中的单相电流与不平衡电流;三是减少电气系统中性点的偏移。

如果含有中性线的三相系统中的中性线与保护线共用一根导线即共用保护中性线 (PEN线) , 则这样的系统称为TN-C系统;这种接地系统对接地的故障反应非常灵敏, 线路经济简单, 但该种系统只适用于三相负荷较平衡的场所, 不适合作为智能建筑的低压供电系统。

如果含有中性线的三相系统中的中性线与保护线完全分开, 则这样的系统称为TN-S系统;这种接地系统中性线N和保护接地线PE仅在变压器中性点共同接地, 两根导线不再有其他任何电气连接, 由于该种系统多了一根保护接地线, 而且这个保护接地线的作用是起到保护作用, 所以对其截面也会有一定要求, 这对设计与施工都带来了额外的工作量, 同TN-C系统相比, 造价会提高一些, 但该种接地系统明显提高了人体及设备的安全性。该种接地系统适用与智能建筑的低压供电系统及计算机等电子设备。

如果含有中性线的三相系统中的中性线与保护线, 在前边共用, 而后边又全部或部分的分开, 则这样的系统称为TN-C-S系统;这种系统在中性线与保护线分开点之前是一个TN-C系统, 而在之后是一个TN-S系统, 该低压接地系统一般用于建筑物的供电由区域变电所引来的场所, 进户之前采用TN-C系统, 进户处中性线做重复接地, 进户后又以TN-S系统运行, 该种接地系统也可作为智能建筑的低压供电。

3 接地装置

3.1 自然接地极

交流电气装置的接地宜利用直接埋入地中或水中的自然接地极, 如建筑物的钢筋混凝土基础 (外部包有塑料或橡胶类防水层的除外) , 金属管道、电缆金属外皮、深井井管等。当自然接地极不满足接地电阻要求时, 应补设人工接地极。自然接地极应满足热稳定的要求, 当利用自然接地极和外引接地极时, 应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。

3.2 人工接地极

接地装置的人工接地极一般采用水平敷设的圆钢、扁钢, 垂直敷设的角钢、圆钢、钢管, 也可采用金属板, 人工垂直接地体的长度一般为2.5米, 为了减小由于相邻接地体所产生的屏蔽效应, 人工垂直接地体之间距离及水平接地体之间的距离一般为5米, 当受到地方限制时可以适当减小距离。

人工接地体的尺寸要求:圆钢直径不应小于10mm;扁钢截面不应小于100mm2, 其厚度不应小于4mm;角钢厚度不应小于4mm;钢管壁厚不应小于3.5mm。

人工接地体在土壤中的埋设深度应大于等于0.5米。由于铁元素活泼的化学性质, 在常温状态下就能与盐类、碱类化合物及多种非金属发生化学反应, 所以接地的钢材是很容易锈蚀和腐蚀的, 为了延长钢材腐蚀的时间, 采取在人工接地体上镀锌, 这可以在一定程度上减轻钢材的腐蚀。

4 结论

不论是何种接地方式, 目的都是为了保障人身安全和设备安全, 保障供电系统的安全稳定运行, 充分发挥电能的优越性, 更好的为人类创造价值。

参考文献

[1]顾尔矿.工业与民用配电手册[M].北京:中国电力出版社, 2006.

[2]中国建筑东北设计研究院.民用建筑电气设计规范[G].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

不接地方式 篇5

在工业企业、农业、生活保障等各领域,6(10)k V中性点不接地供电系统的应用非常广泛,主要用于电源能量传输和接用电气负荷使用。但是在实际运行过程中经常会发生系统单相接地短路故障, 以及由于接地短路发生联锁性的电气事故造成危害,进而发生停电、电气设备损坏等,造成较大的经济损失。这其中涉及到电气设计、选型、安装、检修试验、运行维护等方方面面存在的问题,导致电缆超压击穿、接地短路电流过大弧光不能自熄,引起系统过电压损坏设备,系统发生铁磁谐振引起过电压损坏设备,接线错误发生短路烧毁电压互感器等事故。本文针对这些问题深入分析研究,提出了必要的处理方法和防范措施。

2不接地系统电压电流矢量分析

2.1正常运行电路

图1所示是中性点不接地系统电路图,为系统电源电势,理想情况下6k V系统三相对地电容等同为C0,TV是三组单相电压互感器组成Y0/ Y0/ △开口三角型接线电压互感器。以6k V系统为例,电压变比为, TV中性点接地端PE。理想情况下电压互感器一次电感等同为L。图2所示是忽略了电压互感器电阻三相对地电抗电路,每一相是系统对地电容和电压互感器电感并联组成,电压互感器对地感抗很大,并且电压互感器的感抗 ωL垌1 / ωC0,为此在忽略电压互感器三相对地电感的情况下,三相对地只有电容电流IC0。图3所示是三相对地电容对称时电压电流矢量图,单相对地电容电流相位超前相电压90°。电压互感器一次、二次接线方式为Y0/ Y0接线, 二次电压和一次电压的频率、相位相同。系统正常运行时三相对地相电压为,三相线电压为6k V。开口三角是三组电压互感器二次辅助线圈首尾相连接,正常运行时三相电压矢量和为0,当出现一相金属性接地时开口三角零序电压为100V。

2.2单相接地短路

图1中系统C相发生金属性接地不对称短路故障,短路点的边界条件为:接地点处C相U觶C=0, 不接地相A、B对接地点电流为I觶f A= I觶f B=0。下面采用对称分量法进行分析。

(1)系统对短路点的阻抗由于系统的变化, 阻抗值也在变化,设系统对短路点的正序阻抗为X1∑、负序阻抗为X2∑、零序阻抗为X0∑,静止元件的正序、负序阻抗相等。

(2)单相接地时短路点电压U觶C各序电压和短路点电流I觶f C各序电流的关系为［1］:

式中:为C相接地短路点的正序、负序、零序电压;为C相接地短路点的正序、负序、零序电流。

(3)单相接地短路与同一点三相短路电流大小比较。

设正序电抗等于负序电抗:

接地点处的三相短路电流为:

C相单相接地短路电流为:

上述公式,当X0∑<X1∑时单相接地短路电流大于同一点的三相短路电流,对于大型发电变电站电力系统变压器中性点直接接地点越多,在中性点附近接地短路就会出现上述情况。当X0∑=X1∑时单相接地短路电流等于同一点的三相短路电流。 当X0∑>X1∑时单相接地短路电流小于同一点的三相短路电流。对于中性点不接地系统,当X0∑→∞ 时,单相接地短路电流相对于同一点的三相短路电流很小或者接近0值。

(4)短路点处A、B、C三相对地电压

图1中C相接地对地电压U觶C=0,非接地相A、B对地电压为:

图4所示是单相接地电压矢量图,其中两条竖直线表示非接地相A、B对地电压各序矢量变化关系:

a)当直接接地系统X0∑=0时,图4中电压为非故障相A、B对地电压:

上述接地点处的非接地相对地电压小于电源电势。

b)当X0∑=X1∑时,非故障相A、B对地电压与电源电势相等,图4中。

c)对于中性点不接地系统X0∑→∞ 时,非故障相A、B对地电压为:

上述接地点处的非接地相对地电压大于相电源电势,并且升高为线电压,电压之间的夹角为60°。

d)图4中系统单相接地,而且X0∑→∞ 时,三相对地电压矢量和为零序电压:

电压互感器二次辅助开口三角电压:

不接地系统单相金属性接地时,非接地相电压升高为线电压,开口三角电压为100V。图1中TV二次辅助开口三角接有小电流接地选线装置XDL,用于判断母线接地还是馈出线接地。

e)中性点不接地系统电力电缆绝缘水平选择

上述论证分析了单相接地故障,三相系统不接地相电压升高到线电压,因此在电缆设计选型时,对于3k V-35k V系统,按照电缆单相接地故障持续1min-2h之间考虑,电缆单相对地电压按表1数据选择［2］。不接地系统选择相对地电压U02是正确的,比如系统线电压6k V,相电压为3.47k V,电缆选择相对地电压U02是6k V。当系统单相接地后, 不接地相电缆耐受电压为姨3 ×3.47≈6k V,所以电缆对地相电压应当选择U02=6k V,选择U01=3.6k V是错误的。这类工程事故案例比较多,应引起设计人员、建设单位的重视。

3多馈线单相接地短路电流分析

在上文图1中分析了系统三相存在对地电容C0,系统馈出线较多时,每组馈出线三相都存在对地电容,并且容抗远大于其它阻抗。在系统C相金属性接地,忽略线路及其它元件阻抗后,系统对接地点的正序和负序电抗X1∑=X2∑=0。系统C相接点短路电流为:

式中:Cn代表每个馈出回路相对地电容。

通过上述分析,系统单相接地时,接地电流为系统馈出所有对地电容电流之和,并且馈出回路越多,单相接地电流越大。当接地电流过大时接地电弧不易自熄,将产生较高弧光间歇接地过电压。 因此在规程规范要求6(10)k V系统接地电流大于30A时,设计应采用经消弧线圈的接地系统。对于工矿企业,6(10)k V高压电动机相对较多,而且现场存在防爆区和非防爆区,设计手册要求电动机单相接地电流大于5A装设单相接地保护,一般接地电流大于10A动作于跳闸,当5A-10A时可作用于跳闸或信号。

4不接地系统铁磁谐振

中性点不接地系统因较容易发生铁磁性谐振而产生系统过电压,对于6(10)k V系统,采用铁磁性电压互感器较多,而电压互感器激磁饱和是发生铁磁谐振的主要原因,设计上采取防谐振措施。 图1系统图中的TV开口三角接有XDL装置,通常带有消谐功能。如果没有消谐功能,就要单独安装消谐装置XXQ,或者接消谐电阻。某变电所设计安装采用的是XDL装置MLA196X型,装置本身只有接地选线功能没有消谐功能,空送母线发生多次铁磁谐振。

4.1谐振机理

图1中系统设备和线路对地有电容、电感存在,系统正常运行时,电压互感器的感抗很大,所以系统对地电抗呈现容性［3］。三相电压基本平衡, 中性点O的位移电压很小。当系统发生变化,在没有发生系统接地短路的情况下,中性点O发生位移,即系统三相电压不平衡,中性点对地出现电压,此时三相电压互感器饱和程度不同,激磁饱和的电压互感器感抗降低,容易发生铁磁谐振。电源电压不变,而电压互感器三相电压有的高、有的低,中性点O出现位移,对地出现了零序电压,而实际上并没有发生单相接地故障。试验表明,在二次电压k V电压互感器加上额定电压时电流为0.15A,当加上1.9倍额定电压时,电压互感器饱和电流升到2.25A,接近15倍的电流。这就是为什么发生铁磁谐振熔断器熔断或者电压互感器烧毁的原因。

4.2谐振过电压的现象及排除

某工厂变电所为6k V单母线分段,Ⅱ段母线检修完毕送电,小电流接地选线装置报出Ⅱ段母线接地故障,TV二次电压表显示A、C相对地电压6k V, B相电压为0V,开口三角零序电压为70V。估计B相接地有问题,停电后检查TV中性点接地完好,并做耐压试验,没有发现接地故障点。再次送空母线, TV二次电压表显示A、C相对地电压4.5k V,B相电压为2.5V,开口三角零序电压为40V。通过检查小电流装置,咨询厂家后得知,该装置不具备消谐功能。在开口三角加装600W、25Ω 电阻,反复试验没有出现谐振过电压现象。

5电压互感器二次辅助绕组接线错误损坏

电压互感器二次带有保险或者空气断路器短路保护,二次一般接用电压表、微机保护继电器等。如果接线错误会发生短路保险熔断或者开关跳闸,或者电压表及微机保护器电压显示异常,可以及时被发现改正。在DL / T516-2012《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》中7.2.6条,要求电压互感器二次辅助绕组接成开口三角的二次绕组不应装设熔断器或自动开关。对于开口三角一般接用零序电压表、XDL或者XXQ装置,系统正常运行时电压平衡开口三角电压为0,即使接线错误短路也不容易被发现,当开口三角出现电压时就容易烧坏电压互感器。

5.1接线错误及后果

图5所示是单母线分段系统,1TV、2TV为电压互感器。一般设计两段电压互感器二次带有并列切换装置。图6所示是电压互感器二次并列切换装置及TV二次小母线负荷电路,K1、K2、K3是切换装置内部继电器,引入到电压小母线,TV二次接用微机保护继电器WJBH、消谐器XXQ1(2)、小电流接地选线装置XDL,其中接入WJBH的三相电压带有分相断路器,当一相短路跳闸时,微机保护判断TV断线。其中XDL装置有4组通道,每段TV开口三角电压接入对应的零序电压通道。图中正确接线是1TV接入U1-N通道,2TV接入U2-N通道。按照规程的要求,开口三角二次电压小母线及负荷不设断路器或者保险。当系统I段母线系统有单相接地点时,U1dc-N母线有电压,U2dc-N母线没有电压输出。如果辅助绕组接线有错误短路就会烧毁TV,例如图7和图8所示,图中TV辅助绕组连接XDL装置接线出现了错误。图7中1TV、2TV辅助绕组dc端错误接入XDL装置N端,1TV、2TV辅助绕组N端错误接入XDL装置U1、U2端子,TV辅助绕组出现零序电压时,相当于1TV、2TV辅助绕组并接在一起短路,后果是1TV、2TV都烧毁。图8中1TV辅助绕组dc端错误接入XDL装置N端子,1TV辅助绕组N端错误接入XDL装置U1端子,2TV辅助绕组N端接入XDL装置N端、dc端接入U2端子。1TV辅助绕组出现零序电压时,相当于1TV辅助绕组接地短路,后果是1TV烧毁。现场此类问题导致TV烧毁、误动、拒动等的情况时有发生,所以在设计、制造、安装、检修试验等要特别关注,防止接线错误导致事故发生。

5.2 TV切换并列装置接线问题

另外需要提一下,在图6中TV二次输出经过并列装置内部K1、K2继电器接入电压小母线。图9所示是TV切换并列装置控制电路图,K1励磁的条件是图5中断路器手车位置或者隔离开关辅助点1G闭合,K2励磁的条件是断路器手车位置或者隔离开关辅助点2G闭合。当出现直流接地需要选线时,断开直流母线KM后,继电器K1、K2或者K3失电,电压小母线失压。容易发生微机保护继电器判断错误误动。所以建议操作时要采取措施,或者修改TV并列装置控制电路,防止断开直流时误断电压小母线而发生误动作跳闸。

6结论

变压器接地方式及接线要求 篇6

在三相交流电力系统中, 变压器的中性点有3种运行方式:一种是电源中性点不接地, 一种是中性点经阻抗接地, 再一种是中性点直接接地。前两种合称为小电流接地系统, 亦称中性点非接地系统, 或称中性点非直接接地系统。后一种中性点直接接地, 称为大电流接地系统, 亦称中性点有效接地系统。

3—66 k V系统, 特别是10 k V系统, 一般采用中性点不接地的运行方式。如果单相接地电流大于一定值时 (接地电流大于30 A) , 则应采用中性点直接接地的运行方式。

2 低压电网变压器接地方式

低压电网220/380 V配电系统, 广泛采用中性点直接接地的运行方式, 而且引出有中性线N, 并配置安装有保护线PE或保护中性线PEN。

中性线N的功能:一是用来接额定电压为相电压的单相用电设备;二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流;三是减小负荷中性点的电位偏移。

保护线PE是为保障人身安全, 防止发生触电事故用的接地线。

保护中性线PEN兼有中性线N和保护线PE的功能, 这种保护中性线俗称“零线”, 也有称其“地线”的。

低压电网变压器按保护接地形式分为TT系统、TN系统、IT系统。

(1) TT系统。变压器低压侧中性点直接接地, 电气设备装置的外露可导电部分用保护接地线PEN接至电气上与电力系统的接地点无直接关连的接地极上, 适用于农村低压电力网。

采用TT系统时应满足的要求: (1) 除变压器低压侧中性点直接接地外, 中性点不得再行接地, 且应保持与相线同等的绝缘水平; (2) 为防止中性线机械断线, 应满足其截面积的规定要求; (3) 必须实施剩余电流保护, 包括剩余电流总保护、剩余电流中级保护、剩余电流末级保护; (4) 中性线不得装设熔断器或单独的开关装置; (5) 配电变压器低压侧及各出线回路, 均应装设过电流保护, 包括短路保护和过负荷保护。

(2) TN系统。变压器低压侧中性点直接接地, 电气设备装置的外露可导电部分用保护线PE与保护中性线PEN相连接, 适用于城镇、厂矿企业的电力网。TN系统又可分为三类:

TN-C系统:整个系统的中性线N和保护线PE是合一的。

TN-C-S系统:整个系统中有一部分的中性线N和保护线PE是合一的。

TN-S系统:整个系统中中性线N和保护线PE都是分开的。

采用TN-C系统时应满足的要求: (1) 为保证在故障时保护中性线的电位尽可能保持接近大地电位, 保护中性线应均匀分配地重复接地; (2) 用户端应装设剩余电流末级保护, 其动作电流应满足相应要求; (3) 保护装置的特性和导线截面积选择应满足, 当供电网内相线与保护中性线或外露可导电部分之间发生阻抗可忽略不计的故障时, 在规定时间内自动切断电源的要求; (4) 保护中性线的截面积应满足规定值; (5) 配电变压器低压侧及各出线回路, 应装设过流保护, 包括短路保护和过负荷保护。

(3) IT系统。变压器低压侧中性点不接地或经高阻抗接地, 电气设备装置的外露可导电部分用保护接地线单独地接至接地极上, 适用于有特殊要求的用户, 如煤矿、排灌用电户等。

采用IT系统时应满足的要求: (1) 配电变压器低压侧及各出线回路均应装设过流保护, 包括短路保护和过负荷保护; (2) 网络内的带电导体严禁直接接地; (3) 当发生单相接地故障, 故障电流小, 切断供电不是绝对必要时, 则应装设能发出接地故障音响或灯光信号的报警装置, 而且必须具有两相在不同地点发生接地故障的保护措施; (4) 各相对地应有良好的绝缘水平, 在正常运行情况下, 从各相测得的泄漏电流 (交流有效值) 应小于30 m A; (5) 不得从变压器低压侧中性点配出中性线作220 V单相供电; (6) 变压器低压侧中性点和各出线回路终端的相线均应装设击穿熔断器。

3 低压电网变压器低压侧接线还应满足的要求

配电网中性点接地方式研究 篇7

1 配电网接地方式选择

配电网的中性点接地方式有多种, 包括中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地和中性点直接接地等多种方式, 初步确定在各种接地方式中, 经消弧线圈接地方式更适用于6 k V配电网。消弧线圈的电感, 可用通过改变接入绕组的匝数加以调节。在正常的运行状态下, 由于系统中性点的三相不对称电压数值很小, 所以通过消弧线圈的电流也很小。随着城市配电网的迅速发展, 电容电流达到300 A以上, 而且经常变化, 用手动的消弧线圈已很难适应要求, 一方面需要通过消弧系统的补偿来降低接地点电流, 防止发生多相短路;另一方面, 通过选线装置正确选出接地线路并在设定的时间内跳闸, 避免了系统设备长时间承受工频过压, 是比较合理、极具发展前景的中性点接地方式。

2 中性点接地方式研究

现对中性点接地方式的研究以某电网的实际参数来建立模型, 对接地方式在不同的情况下运行状况进行了数值仿真计算和分析。

2.1 电网电容电流测量与故障分析

我们知道通常情况下, 6 k V系统中性点无法直接引出, 系统采用的是相对地外加电容法。系统测量过程中采用外信号注入法, 结合变频、微机和数字信号处理 (DSP) 等最新技术, 通过注入一定频率的非工频信号, 可以间接地测量配电网接地电容电流, 方便可靠, 而且安全性得到了极大提高。实验表明, 随着过渡电阻的进一步增加, 当系统发生金属性接地故障Rg时, 流过过渡电阻的电流值和相电流都达到最大值, 这时对于系统的损害也是最大的。

2.2 间歇性电弧过电压分析

间歇电弧发生过程十分复杂, 即使是熄弧后绝缘性能逐渐恢复的介质何时会被重新击穿, 也在很大程度上影响着电弧的产生过程。通过研究表明:介质绝缘性能恢复与接地发生情况、电弧受力以及导线间相互的距离, 由于不同的去游离速度, 其后果是可能在第一个电流过零点或在随后的过零点熄弧, 当高频自由振荡分量过于强大时, 熄弧也可能发生在几个高频周期之后。总之, 间歇电弧受到多种因素的影响, 其是不固定的, 因此要根据具体环境具体分析、总结, 才能有效地解决这一难题。

3 消弧线圈接地实施技术

在中性点不接地电网中, 在系统接入了消弧线圈的情况下, 故障时电感电流和电容电流相位相反自动抵消, 自行熄灭电弧。

3.1 消弧线圈选择

从现阶段来看, 人工调谐的消弧线圈已经不能满足用户的需要, 按照电网单相接地电弧的实际需求, 消弧线圈脱谐度是最理想的状态。按照相关的规定, 对于现行的6 k V电网, 单相接地补偿后的残余电流应小于3 A, 因此采用的措施是当消弧线圈容量不足时, 允许在一定期限内以欠补偿方式运行。这里消弧线圈脱谐度决定于电网线路的长度 (Ic值) 以及分接头的选择 (Il值) 。所谓调谐, 实际上是按照一定的方式确定分接头的位置, 所以应该少切换分接头, 这样适应性更好。同时消弧线圈容量主要根据故障时电容电流的大小来确定, 而且应该保留一定裕度。

式中, Q为消弧线圈的容量;S为容量储备系数, 通常为1.25～1.35;Ic为系统接地电流;Uc为系统额定电压。

3.2 接地变压器选择

在消弧线圈接地补偿中, 为了满足各种不同负载的需要, 可以采取的方式是采用Z型接线的变压器, 如图1所示。在变压器的高压侧, 系统采用的是Z型接线, 在图1中可以看到线圈反极性相连, 其容量可以得到充分合理的应用, 同时还有另外一个用处就是足够调节电网的不对称电压。

经验表明:当接地变压器唯独带消弧线圈时, 变压器的容量与消弧线圈相等即可;而当接地变压器除了带线圈还兼做变压器时, 这就需要额外的容量, 这个额外的容量可根据二次侧的容量来定。

4 结语

可以看到, 传统的消弧线圈在抑制弧光过电压方面能力严重不足, 调谐器也不那么理想。但随着微机选线技术的进一步提高, 同时自动跟踪消弧线圈技术已趋成熟, 以前碰到的问题也陆续得到解决。也就是说消弧线圈接地方式的优越性越来越明显, 适用性越来越广, 因此消弧线圈接地方式在电网改造中是较好的选择。

摘要：针对原有系统的单向接地故障原因, 选用消弧线圈接地这一方式, 同时从消弧线圈和变压器选择等方面对消弧线圈接地实施技术进行了详细的阐述、分析, 实践表明, 优化消弧线圈的接地方式是较好的选择。

关键词：配电网,中性点,消弧线圈接地,电阻

参考文献

[1]要焕年, 曹梅月.电力系统谐振接地[M].北京:中国电力出版社, 2000

[2]李福寿.中性点非有效接地电网的运行[M].北京:水利电力出版社, 1993

[3]杜忠宝.10kV配电网中性点接地方式的选择:[硕士学位论文].南京:河海大学, 2006

关于“两种保护接地方式”的思考 篇8

1“两种保护接地方式”的提法似有不妥

新版《农村低压电力技术规程》在3.4.1中规定:同一低压电力网中不应采用两种保护接地方式。在这里用“两种保护接地方式”来替代现有电工教科书及工具书中按照保护原理而命名的“保护接地”和“保护接零”似有不妥。

1.1 保护接地的保护原理:

把正常情况下不带电的受电设备金属外壳与接地体作良好连接, 当受电设备绝缘损坏时, 可降低设备外壳的对地电压, 减小触电伤亡事故。

1.2 保护接零的保护原理:

把正常情况下不带电的受电设备金属外壳与低压电网的零线 (保护中性线) 直接连接, 当受电设备碰壳短路时, 形成了单相短路, 产生很大的短路电流, 电路中的保护装置 (熔断器、自动断路器) 迅速动作, 切断电源, 避免人身触电。

上述两种保护方式的保护原理各不相同, 不能因为“保护接零”的零线须多次重复接地, 受电设备金属外壳通过保护线和零线与地关联, 就用“保护接地”一个名称来统称两种不同的保护方式, 否则很容易造成混乱。如果一定要套用“保护接地”的话, 应分别以“TT制保护接地”和“TN制保护接地”来加以区别。

2 关于“同一低压电力网中不应采用两种保护方式”

同一低压电力网两种保护方式并存的现象客观存在:

a.目前运行中的TT系统的配电变压器和配电屏等的金属外壳实际上是接零, 受电设备的金属外壳实施接地, 这样, 同一低压电力网内实实在在存在两种不同的保护方式。

b.TN-C系统在城镇和电力用户得到推广应用, 但是在日常生活中, 所有电气设备的金属外壳都有接地的标志, 有关的安全宣传都是教人保护接地, 没有宣传保护接零。因此, 很多人只知道保护接地而不知道有保护接零。新版DL477-2001《农村低压电气安全工作规程》中的4.2.4条中, 没有区分TT系统还是TN-C系统, 规定“正常时不带电, 故障时可能带电的电气设备的金属外壳及配电盘 (箱) 应有可靠接地”。这个“接地”在人们的习惯思维中就是把电气设备的金属外壳与接地体良好连接。在这样的大环境下, 在TN-C系统内有人采用保护接地是必然的事情。

如上所述, 既然同一低压电力网中两种保护方式并存难以避免, 因此必须采取如下措施防止发生触电事故:

a.零线必须多次重复接地, 多次重复接地后零线的总接地电阻必须控制在0.8欧以下。因为用户的保护接地电阻都在4欧以上, 当零线的总接地电阻控在0.8欧以下时, 如果发生保护接地的用电设备碰壳短路, 由于串联分压的结果, 零线的对地电压不高于36伏。如果碰壳短路的设备的保护接地电阻为30欧, 零线的对地电压不高于6伏, 这样就保障了实施保护接零的用户的安全。

b.生活用电、商业用电、农业用电和动力用户内的移动式电器、手持电动器具、临时用电设备、必须装设剩余电流末级保护装置。万一有保护接地的设备发生漏电时, 剩余电流动作保护器迅速动作, 切断电源, 消除了零线对地电压升高的必备条件, 保障了用电的安全。

c.逐步淘汰TT系统, 把保护接地和保护接零两种不同的保护方式统一为保护接零, 消除混乱的局面, 并要大力宣传和普及安全用电知识。

3 农村低压电力网也应推广TN-C系统

DL/T499-2001规程在3.4.1中规定:农村低压电力网宜采用TT系统, 城镇、电力用户宜采用TN-C系统;对安全有特殊要求的可采用IT系统。随着农村用电的增长和农电体制的改革, 必须提高供用电的安全性和可靠性, 因此, 农村低压电力网也应推广TN-C系统。

3.1 TT系统必须实施的剩余电流总保护, 严重影响了供电的可靠性。农电体制改革的最终目的是实现城乡供电一体化管理, 在农村, 特别是经济发达地区的农村, 由于生活用电和工业用电以及三高农业用电的迅速增长, 对供电可靠性提出了越来越高的要求, 农电体制彻底改革后, 供电企业要保障供电可靠率将会遇到巨大的困难, 造成用户损失时可能被追讨赔赏。

3.2 剩余电流总保护的额定剩余动作电流整定值大, 保护效果差, 作用不大。当断线落在较干燥的地面时, 剩余电流动作保护器不动作;如果此时发生触电事故, 流经触电者的电流小于额定剩余动作电流, 而大于30毫安时, 照样会造成触电死亡。剩余电流总保护是供电企业管理的设备, 会因此招来法律上的纠纷。

3.3 TT系统保护接地的防触电功能是极不可靠的。当受电设备发生碰壳短路时, 由于用户保护接地的接地电阻一般都在30欧左右, 配电变压器工作接地电阻4欧, 两个串联电阻分压, 受电设备的金属外壳对地电压为194伏。就算用户的保护接地电阻做到4欧, 这时受电设备的金属外壳对地电压也有110伏。因此虽有保护接地还是非常危险的。

3.4 TT系统的零线不能重复接地而增加了设备事故的几率。当零线由于某种原因开路时, 由于零线没有重复接地, 不能抑制零点漂移, 会造成大范围的单相受电设备烧毁事故。