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【摘 要】 供配电回路涉及到多种电压,各个电压都存在各种的单相接地保护措施,但是无论是那种电压单相接地保护的目标是一致的,都是为了供电安全,为了确保正常生产,因此做好其单相接地保护至关重要,直接关系着企业正常运转。本文中对传统供配电单相接地保护及其他电压的单相接地保护等内容进行了分析。
【关键词】 供电回路;单相;接地保护
一、单相接地保护的概述
单相接地保护一般指需要接地保护的电器。通常的家电采用的都是三线插座,其中一根为火线,一根为零线,一根为地线,当电器发生漏电时就通过地线入地,避免电器与人体接触时通过人体入地,电流不通过人体入地,人也就不会发生触电。达到安全用电之目的。电机保护装置(过电流保护、短路保护、差动保护、低电压保护、单相接地保护)的一个类型。电机(异步)转动的原理是依靠定子的三相交替变化的磁场力带动转子旋转的(楞次定律),如果缺任何一相,那么电机就不能正常工作,且给电网带来危害,所以是电机运行中必须的保护手段。
二、传统供配电单相接地保护
(一)系统接地绝缘监视装置
系统接地绝缘的监视装置,一般常用的线路故障的检测方式,就是在10kV母线上,进行安装单相接地的绝缘监视装置,将变电站的母线电压的互感器其中的一个绕组接成星形,来用于监测各相对地的电压,另一个则绕组接成三角形,通过接地后出现的零序电压,动作于过电压继电器,发出接地信号之后,在由运行的人员,进行拉路试验,判断其故障的线路。此方法,虽然能监测接地故障,但是不能监测出其具体的路线,而且还不能够应付更多条的故障同时发生的特殊情况。
(二)零序电流保护
故障线路的零序电流与非故障线路零序电流相比,则零序电流保护选择故障线路的零序电流是比较保险,因此只有接地电流继电器,才能收到信号回路。在零序电流互感器的电缆上安装才能引出线路,一般判断路线是否出故障,只有接地信号看它是否有反应,才能得出相对的结论。单相接地电容大小,决定于零序电流互感器的误差对于定值的误差,电缆的导电外皮漏电接地装置的误差等因素的干扰下,如果发生单相接地故障线路零序电流两次反映往往也不会大于非故障线路,就像我们通常所说的容易发生误判断、误动。
三、常见的单相接地保护发信存在的弊端
近年来,一些地区对6一10kV电网的中性点接地方式实现了不接地或者是通过消弧线圈进行接地,提出了中电阻接地、自动跟踪消弧线圈接地以及低电阻接地多种模式在实际的生活中很多模式已被人们付诸实践。确定电网的中性点接地方式需要综合考虑配电网与电路结构、继电保护构成与跳闸方式、供电的连续性与可靠性、设备与人身的安全、电子设备的干扰等。综上所述应该结合实际情况全面分析各种接地方式,权衡利弊灵活的运用到实际生活中。过去国内6一10kV电网的中性点,主要采取消弧线圈或是不接地的方式已经无法满足城市电网与电力发展的需求。经过大量的实践证明单相接地故障时不立即跳闸有利于实现持续供电庄要用于绝缘自行恢复、故障概率比较高的配电网。我公司管辖的18个35kV变电站中除大坝变电站有专职值班外,其余均为站所合一变电站。由于当地线路地形复杂线路又比较长致使农网接地故障的查找比较困难,特别是隐性接地的查找更是费力,因此当地线路单相接地保护只发信号,对农网的安全稳定运行有一定的影响。据每月10kV供电线路停电事故分析统计,由于线路断线、绝缘子对地闪络或线路走廊竹木障碍物等引起的单相接地故障扩大成两点或多点接地短路威单相接地不能及时发现排除直接造成大面积经济损失的故障屡见不鲜。
四、应配置的单相接地保护
(一)中性点不接地电网中单相接地故障的特点
在正常运行的情况下,三相对地也有相同的电容。在三相电压作用下,各相都有一项超前于三相电压90°的电容和电流,流入地中,但是三相电流之和却等于零。在发生单相接地的时候,全系统也会出现零序电压,在非故障元件上有零序的电流,其数值也等于自身的对地电容电流,电容性无功率实际的方向应由母线流向线路,在故障线路上零序电流,则为全系统非故障元件对地电容电流的总和数值通常比较大,电容性无功率的实际方向也应由线路流向其母线。
(二)保护设置
根据部分地区线路地形的复杂性,其线路一般都较长,T接线路也比较多等特点,10kV出线保护,除了限时的电流速断及电流过流保护之外,还需要设置单相接地延时跳闸等方面的保护。电流过流保护,可以保护接地短路,但是其灵敏度比较低,保护时限也较长,通常当故障一旦增大时,接地电流在达到线路过电流保护的动作值时,才可有效切除相关故障电流。依照系统的正常运行与相间发生短路时,一般不会出现零序电压与零序电流,可采用零序保护来克服此项不足。小电流的接地系统,发生单相接地时,因为故障电流比较小,为了防止线路频繁的跳闸,我们可按照实际的情况,适当的调节零序电流保护的动作值与动作时间。
将零序保护可大致分为两个阶段:即零序电流速断的保护与零序电流过流的保护。为确保继电保护选择性,零序电流的速断保护动作电流,需要躲过被保护线路的单相接地的电容电流。对非金属性的单相接地保护,为了使每种类型的非金属性的接地都能够可靠动作,零序电流过流保护定值,就不能适宜过大,但是时限可以适当的加长。
五、660V系统单相接地保护
(一)配电系统
660V配电系统应用比较广泛,一般应用于各大工矿企业众,属于低压配电的系统,中性点大都要求经电阻接地,系统馈电回路有电机、变压器、电源等,馈出回路多为电缆,电缆、电机等工作环境恶劣、潮湿,容易发生漏电(单相接地),单相接地以漏电保护为主。
(二)中性點经电阻接地分析
660V系统无单相负荷,中性点可不接地,但660V为低压,在发生单相接地的时候,系统的电容电流比较小,一般设备不能够检测到,同时不能及时的发现一点接地,造成两点接地短路的安全隐患,所以,660V配电系统,其中性点需要接地,因为没有单相负荷,因此中性点可以直接接地(中性点直接接地,单相接地短路电流太大,有损于设备),中性点经电阻接地,单相接地的电流也比较小,馈电回路可以设漏电保护,来实现单相接地保护。中性点接地电阻的大小,可以使配电回路最末端的单相接地时,相应漏电继电器能够可靠动作为原则配置。漏电继电器的动作电流一般均小于0.5A,单相接地电流适合控制在15A为宜。发生单相接地后允许短时间内,可以继续运行。
(三)保护要求与保护实现
漏电保护,可兼顾人身的安全,使保护设定应以30mA·s为限,保护可为分级式:第一级一般设在变压器的中性点上;第二级设在电源馈线回路上;第三级则设在用电设备的回路上。漏电继电器动作值也可分为15mA,30mA,70mA,100mA,200mA,300mA等,动作时限分为瞬时(小于0.1s)、0.2s、0.4s等。分级保护可用动作值及动作时限进行配合,注意50mA·s的界限。第三级保护,一般瞬时动作于跳闸,第二级保护,既可动作于跳闸也可动作于信号,由所配负荷情况决定。第一级的保护,一般动作于信号。为保证人身安全,正常不带电的金属外壳均必须可靠接地。
结束语
综上所述,对供配电回路的单相接地保护进行了详细分析。在日常的生活中,由于用电量过于频繁,因此,供配电回路问题是值得高度重视的环节,其中单相接地保护的成功与否,是直接保证供电安全的重要措施之一,所以,需要相关单位,加强对供配电回路的单相接地保护的研究,确保整个供电系统能够安全运行。
参考文献:
[1]赵克季.试谈低压电网的单相接地保护问题[J].电气工程应用,1987,02:32-36+31.
[2]赵桂兰.配电变压器380V低压侧单相接地保护的配置探讨[J].低压电器,2010,17:48-51+62.
[3]李寒望.6-10kV电网中性点经中电阻接地的单相接地保护[J].技术与市场,2014,07:73+75.
[4]潘歆妤.发电机单相接地故障分析及保护的研究[D].南京师范大学,2014.
【关键词】 供电回路;单相;接地保护
一、单相接地保护的概述
单相接地保护一般指需要接地保护的电器。通常的家电采用的都是三线插座,其中一根为火线,一根为零线,一根为地线,当电器发生漏电时就通过地线入地,避免电器与人体接触时通过人体入地,电流不通过人体入地,人也就不会发生触电。达到安全用电之目的。电机保护装置(过电流保护、短路保护、差动保护、低电压保护、单相接地保护)的一个类型。电机(异步)转动的原理是依靠定子的三相交替变化的磁场力带动转子旋转的(楞次定律),如果缺任何一相,那么电机就不能正常工作,且给电网带来危害,所以是电机运行中必须的保护手段。
二、传统供配电单相接地保护
(一)系统接地绝缘监视装置
系统接地绝缘的监视装置,一般常用的线路故障的检测方式,就是在10kV母线上,进行安装单相接地的绝缘监视装置,将变电站的母线电压的互感器其中的一个绕组接成星形,来用于监测各相对地的电压,另一个则绕组接成三角形,通过接地后出现的零序电压,动作于过电压继电器,发出接地信号之后,在由运行的人员,进行拉路试验,判断其故障的线路。此方法,虽然能监测接地故障,但是不能监测出其具体的路线,而且还不能够应付更多条的故障同时发生的特殊情况。
(二)零序电流保护
故障线路的零序电流与非故障线路零序电流相比,则零序电流保护选择故障线路的零序电流是比较保险,因此只有接地电流继电器,才能收到信号回路。在零序电流互感器的电缆上安装才能引出线路,一般判断路线是否出故障,只有接地信号看它是否有反应,才能得出相对的结论。单相接地电容大小,决定于零序电流互感器的误差对于定值的误差,电缆的导电外皮漏电接地装置的误差等因素的干扰下,如果发生单相接地故障线路零序电流两次反映往往也不会大于非故障线路,就像我们通常所说的容易发生误判断、误动。
三、常见的单相接地保护发信存在的弊端
近年来,一些地区对6一10kV电网的中性点接地方式实现了不接地或者是通过消弧线圈进行接地,提出了中电阻接地、自动跟踪消弧线圈接地以及低电阻接地多种模式在实际的生活中很多模式已被人们付诸实践。确定电网的中性点接地方式需要综合考虑配电网与电路结构、继电保护构成与跳闸方式、供电的连续性与可靠性、设备与人身的安全、电子设备的干扰等。综上所述应该结合实际情况全面分析各种接地方式,权衡利弊灵活的运用到实际生活中。过去国内6一10kV电网的中性点,主要采取消弧线圈或是不接地的方式已经无法满足城市电网与电力发展的需求。经过大量的实践证明单相接地故障时不立即跳闸有利于实现持续供电庄要用于绝缘自行恢复、故障概率比较高的配电网。我公司管辖的18个35kV变电站中除大坝变电站有专职值班外,其余均为站所合一变电站。由于当地线路地形复杂线路又比较长致使农网接地故障的查找比较困难,特别是隐性接地的查找更是费力,因此当地线路单相接地保护只发信号,对农网的安全稳定运行有一定的影响。据每月10kV供电线路停电事故分析统计,由于线路断线、绝缘子对地闪络或线路走廊竹木障碍物等引起的单相接地故障扩大成两点或多点接地短路威单相接地不能及时发现排除直接造成大面积经济损失的故障屡见不鲜。
四、应配置的单相接地保护
(一)中性点不接地电网中单相接地故障的特点
在正常运行的情况下,三相对地也有相同的电容。在三相电压作用下,各相都有一项超前于三相电压90°的电容和电流,流入地中,但是三相电流之和却等于零。在发生单相接地的时候,全系统也会出现零序电压,在非故障元件上有零序的电流,其数值也等于自身的对地电容电流,电容性无功率实际的方向应由母线流向线路,在故障线路上零序电流,则为全系统非故障元件对地电容电流的总和数值通常比较大,电容性无功率的实际方向也应由线路流向其母线。
(二)保护设置
根据部分地区线路地形的复杂性,其线路一般都较长,T接线路也比较多等特点,10kV出线保护,除了限时的电流速断及电流过流保护之外,还需要设置单相接地延时跳闸等方面的保护。电流过流保护,可以保护接地短路,但是其灵敏度比较低,保护时限也较长,通常当故障一旦增大时,接地电流在达到线路过电流保护的动作值时,才可有效切除相关故障电流。依照系统的正常运行与相间发生短路时,一般不会出现零序电压与零序电流,可采用零序保护来克服此项不足。小电流的接地系统,发生单相接地时,因为故障电流比较小,为了防止线路频繁的跳闸,我们可按照实际的情况,适当的调节零序电流保护的动作值与动作时间。
将零序保护可大致分为两个阶段:即零序电流速断的保护与零序电流过流的保护。为确保继电保护选择性,零序电流的速断保护动作电流,需要躲过被保护线路的单相接地的电容电流。对非金属性的单相接地保护,为了使每种类型的非金属性的接地都能够可靠动作,零序电流过流保护定值,就不能适宜过大,但是时限可以适当的加长。
五、660V系统单相接地保护
(一)配电系统
660V配电系统应用比较广泛,一般应用于各大工矿企业众,属于低压配电的系统,中性点大都要求经电阻接地,系统馈电回路有电机、变压器、电源等,馈出回路多为电缆,电缆、电机等工作环境恶劣、潮湿,容易发生漏电(单相接地),单相接地以漏电保护为主。
(二)中性點经电阻接地分析
660V系统无单相负荷,中性点可不接地,但660V为低压,在发生单相接地的时候,系统的电容电流比较小,一般设备不能够检测到,同时不能及时的发现一点接地,造成两点接地短路的安全隐患,所以,660V配电系统,其中性点需要接地,因为没有单相负荷,因此中性点可以直接接地(中性点直接接地,单相接地短路电流太大,有损于设备),中性点经电阻接地,单相接地的电流也比较小,馈电回路可以设漏电保护,来实现单相接地保护。中性点接地电阻的大小,可以使配电回路最末端的单相接地时,相应漏电继电器能够可靠动作为原则配置。漏电继电器的动作电流一般均小于0.5A,单相接地电流适合控制在15A为宜。发生单相接地后允许短时间内,可以继续运行。
(三)保护要求与保护实现
漏电保护,可兼顾人身的安全,使保护设定应以30mA·s为限,保护可为分级式:第一级一般设在变压器的中性点上;第二级设在电源馈线回路上;第三级则设在用电设备的回路上。漏电继电器动作值也可分为15mA,30mA,70mA,100mA,200mA,300mA等,动作时限分为瞬时(小于0.1s)、0.2s、0.4s等。分级保护可用动作值及动作时限进行配合,注意50mA·s的界限。第三级保护,一般瞬时动作于跳闸,第二级保护,既可动作于跳闸也可动作于信号,由所配负荷情况决定。第一级的保护,一般动作于信号。为保证人身安全,正常不带电的金属外壳均必须可靠接地。
结束语
综上所述,对供配电回路的单相接地保护进行了详细分析。在日常的生活中,由于用电量过于频繁,因此,供配电回路问题是值得高度重视的环节,其中单相接地保护的成功与否,是直接保证供电安全的重要措施之一,所以,需要相关单位,加强对供配电回路的单相接地保护的研究,确保整个供电系统能够安全运行。
参考文献:
[1]赵克季.试谈低压电网的单相接地保护问题[J].电气工程应用,1987,02:32-36+31.
[2]赵桂兰.配电变压器380V低压侧单相接地保护的配置探讨[J].低压电器,2010,17:48-51+62.
[3]李寒望.6-10kV电网中性点经中电阻接地的单相接地保护[J].技术与市场,2014,07:73+75.
[4]潘歆妤.发电机单相接地故障分析及保护的研究[D].南京师范大学,2014.