PD-接地保護(hù)實現(xiàn)--Groundfaultprotection

1、I IA&DT RN PP LVLi YujiangWorkshop淺談接地故障保護(hù)Page 2接地：接地：電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接。接地裝置：接地裝置：是由接地體和接地線兩部分組成的。接地體：接地體：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，也稱為接地極。接地線：接地線：接地體與電氣設(shè)備的金屬外殼之間的連接線。接地網(wǎng)：接地網(wǎng)：由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體。 接地的相關(guān)概念接地的相關(guān)概念接地接地工作接地工作接地保護(hù)接地保護(hù)接地重復(fù)接地重復(fù)接地工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的一種接地，例如電源中性點(diǎn)的接地、防雷裝置的接地等。為了

2、保障人身安全，將電力設(shè)備正常情況不帶電的外殼與接地體之間作良好的金屬連接，稱為保護(hù)接地。在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)再次與大地作金屬性連接，稱為重復(fù)接地。Page 3接地的種類接地的種類接地系統(tǒng)一般由兩個字母組成，必要時可加后續(xù)字母。接地系統(tǒng)一般由兩個字母組成，必要時可加后續(xù)字母。 第一個字母第一個字母：表示表示電源中性點(diǎn)電源中性點(diǎn)對地的關(guān)系對地的關(guān)系 T：直接接地直接接地 I：不接地，或通過阻抗與大地相連不接地，或通過阻抗與大地相連 第二個字母：第二個字母：表示表示電氣設(shè)備外殼電氣設(shè)備外殼與大地的關(guān)系與大地的關(guān)系 T：獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地獨(dú)立于電源接地

3、點(diǎn)的直接接地 N：表示直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出的導(dǎo)體相連表示直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出的導(dǎo)體相連 后續(xù)字母后續(xù)字母：表示表示中性線中性線(N)與保護(hù)線與保護(hù)線(PE)之間的關(guān)系之間的關(guān)系 C：表示中性線表示中性線N與保護(hù)線與保護(hù)線PE合二為一（合二為一（PEN線）線） S：表示中性線表示中性線N與保護(hù)線與保護(hù)線PE分開分開 CS：表示在電源側(cè)為表示在電源側(cè)為PEN線，從某一點(diǎn)分開為中性線線，從某一點(diǎn)分開為中性線N和保護(hù)線和保護(hù)線PE Page 4電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式（工作接地）電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式（工作接地）在電力系統(tǒng)中，當(dāng)變壓器或發(fā)電機(jī)的三相繞組為星形聯(lián)結(jié)時，其中性點(diǎn)可

4、在電力系統(tǒng)中，當(dāng)變壓器或發(fā)電機(jī)的三相繞組為星形聯(lián)結(jié)時，其中性點(diǎn)可有以下幾種運(yùn)行方式：有以下幾種運(yùn)行方式：a)中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)直接接地b)中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地c)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地d)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地Page 5保護(hù)接地保護(hù)接地保護(hù)接地可分為三種不同類型，保護(hù)接地可分為三種不同類型，即TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。 TNTN系統(tǒng)系統(tǒng) TN-CTN-STN-C-STN系統(tǒng)系統(tǒng)Page 6保護(hù)接地保護(hù)接地TN系統(tǒng)說明系統(tǒng)說明：當(dāng)發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)成單相短路，供電中斷，可靠性降低。但是，該方式下非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮

5、。此外，在380/220V低壓供電系統(tǒng)中，線對地電壓為相電壓，可接入單相負(fù)荷，絕大多數(shù)絕大多數(shù)低壓供電系統(tǒng)均為低壓供電系統(tǒng)均為TN系統(tǒng)系統(tǒng)。TN系統(tǒng)系統(tǒng)TNC系統(tǒng)系統(tǒng)TNS系統(tǒng)系統(tǒng)TNCS系統(tǒng)系統(tǒng)整個系統(tǒng)的中性線N與保護(hù)線PE是合在一起的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相連 。配電線路中性線N與保護(hù)線PE分開，電氣設(shè)備的金屬外殼接在保護(hù)線PE上。 TN-C和TN-S系統(tǒng)的綜合，電氣設(shè)備大部分采用TN-C系統(tǒng)接線，在設(shè)備有特殊要求場合局部采用專設(shè)保護(hù)線接成TN-S形式 Page 7IT系統(tǒng)：電源小電流接地系統(tǒng)的保護(hù)接地方式，電氣設(shè)備電源小電流接地系統(tǒng)的保護(hù)接地方式，電氣設(shè)備的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地

6、體接地的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地體接地.保護(hù)接地可分為三種不同類型，保護(hù)接地可分為三種不同類型，即TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。 保護(hù)接地保護(hù)接地IT系統(tǒng)系統(tǒng)Page 8TT系統(tǒng)：配電系統(tǒng)的中性線配電系統(tǒng)的中性線N引出，但電氣設(shè)備的不帶電引出，但電氣設(shè)備的不帶電金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地保護(hù)接地可分為三種不同類型，保護(hù)接地可分為三種不同類型，即TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。 保護(hù)接地保護(hù)接地TT系統(tǒng)系統(tǒng)Page 9重復(fù)接地重復(fù)接地 在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)再次在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點(diǎn)或多

7、點(diǎn)再次與大地作金屬性連接，稱為與大地作金屬性連接，稱為重復(fù)接地重復(fù)接地。 重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對地電壓，減輕觸重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對地電壓，減輕觸電的危險。當(dāng)采用保護(hù)接零而零線斷裂時，如果在斷線后的電力設(shè)備有電的危險。當(dāng)采用保護(hù)接零而零線斷裂時，如果在斷線后的電力設(shè)備有一相碰殼，則后面的零線會帶上相電壓，造成危險。采用了重復(fù)接地后，一相碰殼，則后面的零線會帶上相電壓，造成危險。采用了重復(fù)接地后，接在斷裂處后面的所有電氣設(shè)備外殼上的對地電壓接在斷裂處后面的所有電氣設(shè)備外殼上的對地電壓U UE EU U ，危險程度大，危險程度大大降低大降低Page 10

8、接地故障：接地故障：接地故障首先是一種短路故障。接地故障首先是一種短路故障。短路故障短路故障是指運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或相是指運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。 短路產(chǎn)生的原因短路產(chǎn)生的原因:主要是系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞。主要是系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞。引起這種破壞的原因引起這種破壞的原因:有過電壓、雷擊、絕緣材料的老化，以及運(yùn)有過電壓、雷擊、絕緣材料的老化，以及運(yùn)行人員的誤操作和施工機(jī)械的破壞、鳥害、鼠害等。行人員的誤操作和施工機(jī)械的破壞、鳥害、鼠害等。 短路的效應(yīng)及危害：短路的效應(yīng)

9、及危害：短路產(chǎn)生巨大的電動力效應(yīng)及熱效應(yīng)，使故障元件及短路回路中的其它元件短路產(chǎn)生巨大的電動力效應(yīng)及熱效應(yīng)，使故障元件及短路回路中的其它元件損壞；損壞；中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，短路回路產(chǎn)生很大壓降，影響其它設(shè)備正常運(yùn)行；中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，短路回路產(chǎn)生很大壓降，影響其它設(shè)備正常運(yùn)行；不對稱短路會產(chǎn)生較強(qiáng)不對稱短路會產(chǎn)生較強(qiáng) 不平衡磁場，干擾通訊網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)不平衡磁場，干擾通訊網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自控系統(tǒng)，甚至發(fā)生誤動作；系統(tǒng)及自控系統(tǒng)，甚至發(fā)生誤動作；造成停電事故，甚至大范圍停電，造成經(jīng)濟(jì)損失；造成停電事故，甚至大范圍停電，造成經(jīng)濟(jì)損失；1.影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。影響電力系統(tǒng)運(yùn)行

10、。接地故障概念接地故障概念Page 11短路名稱短路名稱 表示表示符號符號 示示 圖圖 短路短路性質(zhì)性質(zhì) 特點(diǎn)特點(diǎn) 單相短路單相短路 不對不對稱短稱短路路 短路電流僅在故障相中流過，故障相電壓短路電流僅在故障相中流過，故障相電壓下降，非故障相電壓會升高下降，非故障相電壓會升高; ;占比：占比：65%70%65%70% 兩相短路兩相短路 不對不對稱短稱短路路 短路回路中流過很大的短路電流，電壓和短路回路中流過很大的短路電流，電壓和電流的對稱性被破壞電流的對稱性被破壞；占比：占比：10%15%10%15%兩相短路兩相短路接地接地 不對不對稱短稱短路路 短路回路中流過很大的短路電流，故障相短路回路中

11、流過很大的短路電流，故障相電壓為零；電壓為零；占比：占比：10%20%10%20%三相短路三相短路 對稱對稱短路短路 三相電路中都流過很大的短路電流，短路三相電路中都流過很大的短路電流，短路時電壓和電流保持對稱，短路點(diǎn)電壓為零時電壓和電流保持對稱，短路點(diǎn)電壓為零 占比：占比：5%5%)1(k)2(k)1 , 1(k)3(k短路故障的種類短路故障的種類 Page 12為防止因配電線路接地故障所發(fā)生的人身間接電擊、電氣火災(zāi)及線路的熱穩(wěn)定性，現(xiàn)行的設(shè)計和施工中均提出在低壓配電線路中需設(shè)置接地故障保護(hù):防止防止人身間接電擊人身間接電擊的保護(hù)采用下列措施：的保護(hù)采用下列措施：一、采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的

12、電氣設(shè)備（類設(shè)備）；二、采取電氣隔離措施；三、采用安全超低壓；四、將電氣設(shè)備安裝在非導(dǎo)電場所內(nèi)；五、設(shè)置不接地的等電位聯(lián)結(jié)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)Page 13為保護(hù)的為保護(hù)的電氣設(shè)備電氣設(shè)備因配電線路接地故障而遭到破壞（因配電線路接地故障而遭到破壞（類設(shè)備類設(shè)備）有以）有以下幾種措施下幾種措施：一、利用配電線路所設(shè)置的過電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)過電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)；這種保護(hù)方式因利用所控制的線路斷路器，在不增設(shè)其他裝置就可以實現(xiàn)接地故障保護(hù)功能，所以方便易行。但應(yīng)能滿足規(guī)范所要求的在發(fā)生故障時，斷路器切斷故障電流的允許時間。接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)Page 14

13、為保護(hù)的電氣設(shè)備因配電線路接地故障而遭到破壞（為保護(hù)的電氣設(shè)備因配電線路接地故障而遭到破壞（類設(shè)備）有以類設(shè)備）有以下幾種措施：下幾種措施：二、利用零序電流零序電流來實現(xiàn)接地故障保護(hù)；依據(jù)基爾霍夫定律流入電路中任意節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和為零，所以三相電流的矢量和即零序電流I=IA+IB+IC在三相負(fù)荷完全平衡時（假定無接地故障，不考慮線路及電器設(shè)備的正常泄漏電流）I=0。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時I=IN，此時零序電流為不平衡電流IN。當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時必然要產(chǎn)生一個單相接地故障電流Id，此時的零序電流I=IN+Id是三相不平衡電流與單相接地故障電流的矢量和。所以利用零序電流來實現(xiàn)接地故障保護(hù)時其動

14、作電流應(yīng)大于三相不平衡電流。接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)Page 15為保護(hù)的電氣設(shè)備因配電線路接地故障而遭到破壞（為保護(hù)的電氣設(shè)備因配電線路接地故障而遭到破壞（類設(shè)備）有以類設(shè)備）有以下幾種措施：下幾種措施：三、利用剩余電流剩余電流實現(xiàn)接地故障保護(hù)；配電線路在沒有發(fā)生接地故障時，三相負(fù)荷電流與中性線電流的矢量和無論三相負(fù)荷電流平衡與否它們的電流均為零，即 IA+IB+IC + IN =0。當(dāng)某一相發(fā)生單相接地故障時，故障電流通過保護(hù)線PE與大地構(gòu)成通路，所以此時 IA+IB+IC + IN 0。此時的電流應(yīng)為接地故障電流加上配電線路及電器設(shè)備的正常泄漏電流，我們稱此電流為剩余電流。由

15、此分析可知利用剩余電流來實現(xiàn)接地故障保護(hù)時其動作電流應(yīng)為剩余電流。接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)Page 163WL接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)3 極斷路器，極斷路器，中性線上的中性線上的電流互感器電流互感器3 極斷路器，電流互感器位于極斷路器，電流互感器位于星形接地點(diǎn)星形接地點(diǎn)4 極斷路器，極斷路器， 電流互感器位于電流互感器位于星形接地點(diǎn)星形接地點(diǎn)總和電流互感器的使用總和電流互感器的使用電流矢量和：電流矢量和：三相電流和 N 線電流可直接測量。電子脫扣器借助于對三相電流與中性(N) 線電流進(jìn)行矢量求和的方式來計算接地故障電流，T5互感器單訂，互感器單訂，4P內(nèi)置內(nèi)置。接地故障

16、電流的直接測量：接地故障電流的直接測量：具有以下參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)互感器可用于接地故障電流的測量：1200 A/1 A，Class 1 (SENTRON 3WL 的內(nèi)部負(fù)載為 0.11 )。 互感器可以直接安裝在變壓器星形接地點(diǎn)。(T6外部第三方互感器外部第三方互感器)Page 173WL具有接地故障保護(hù)的脫扣器具有接地故障保護(hù)的脫扣器ETU27BETU45BETU76BPage 183WL接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)ETU27B：通過電流矢量和電流矢量和計算接地故障電流來實現(xiàn)接地故障保護(hù)ETU45B、ETU76B：通過增加接地故障模塊來實現(xiàn)接地故障的脫扣和報警脫扣和報警；接地故障模塊的設(shè)置接

17、地故障模塊的設(shè)置該模塊可根據(jù)測量方法設(shè)定：測量方法測量方法1：在位置I;測量方法測量方法2：在位置g.對于 ETU76B 電子脫扣器，可使用 菜單/ 通訊設(shè)置。ETU45B/ETU76B接地故障模塊接地故障模塊Page 193WL接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)對于測量中性點(diǎn)及總和電流的方式，互感器T6需要按要求外購第三方產(chǎn)品，必須滿足1200A/1的要求，接線不需要有特殊處理。Page 20外部電流互感器接法外部電流互感器接法3WL空氣斷路器端子分配示意圖（部分空氣斷路器端子分配示意圖（部分)連接導(dǎo)線的要求連接導(dǎo)線的要求?無無是否需要輔助電源？否是否需要輔助電源？否3WL接地故障保護(hù)的實

18、現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)注意整定測量方式注意整定測量方式Page 213WT接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)3WT ETU8WT3WL ETU27BPage 223WT接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)電流矢量和：電流矢量和：三相電流和 N 線電流可直接測量。電子脫扣器借助于對三相電流與中性(N) 線電流進(jìn)行矢量求和的方式來計算接地故障電流，3P不能訂購，不能訂購，4P標(biāo)配標(biāo)配。接地故障電流的直接測量：接地故障電流的直接測量： 互感器可以直接安裝在變壓器星形接地點(diǎn)。(T6外部互感外部互感器，單獨(dú)訂購，如需總和電流互感器可以訂購第三方產(chǎn)品器，單獨(dú)訂購，如需總和電流互感器可以訂購第三方產(chǎn)品)Page 233WT接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)T5 C.T. NOT OKT6 C.T. OKPage 243VL接地故障保護(hù)的實現(xiàn)接地故障保護(hù)的實現(xiàn)電流矢量和：電流矢量和：三相電流和 N 線電流可直接測量。電子脫扣器借助于對三相電流與中性(N) 線電流進(jìn)行矢量求和的方式來計算接地故障電流，3P訂購，訂購，4P標(biāo)配標(biāo)配。接地故障電流的直接測量：接地故障電流的直接測量：T6外部互感器，外部互感器，Germany 取消了此產(chǎn)品的訂貨取消了此產(chǎn)品的訂貨三極斷路器，中性線上的電流互感器4極斷路器，內(nèi)部安裝電流互感器T4三相電流按照矢量和予以計算電流互感器在互感器的接地中性點(diǎn)Page 25