高低壓變配電技術(shù)交流

1、華自科技股份有限公司華自科技股份有限公司 技術(shù)二部技術(shù)二部 言宏亮言宏亮 2013 2013年年3 3月月2828日日高低壓變配電技術(shù)交流高低壓變配電技術(shù)交流主要內(nèi)容 ： 第一章 四級(jí)開(kāi)關(guān)的配置要求第二章 電涌保護(hù)器在配電回路中的作用.第三章 電壓互感器的接地方式第 四 章 電壓互感器燒毀的原因分析第 五 章 解決鐵磁諧振的方法第 六 章 防止PT 燒毀采取的措施第 七 章 低壓電容柜上使用的斷路器與熔斷器的利與弊第 八 章 低壓系統(tǒng)中斷路器失壓脫扣器的配置1 中性線帶故障電壓原因很多1）如架空配電線路瓷瓶破損等，相線碰鐵橫擔(dān)而接地。2) 如變電所高壓側(cè)發(fā)生接地故障也能使低壓側(cè)中性線帶電壓。3

2、）如變壓器高壓繞組擊穿碰外殼4) 或高壓柜母線因老鼠，蛇進(jìn)入發(fā)生接地故障第一章 四極開(kāi)關(guān)的配置要求 為什么要配置四極斷路器，1）主要是為了檢修安全而配置。2）為防漏電開(kāi)關(guān)誤動(dòng)和拒動(dòng)也應(yīng)裝四級(jí)開(kāi)關(guān)，主要是為漏電保護(hù)正確動(dòng)作而裝設(shè)， 因?yàn)槲覈?guó)變電所中的保護(hù)接地和低壓側(cè)接地是共用一個(gè)接地極的，所以為保證電氣檢修安全，必須斷開(kāi)中性線（采用四極開(kāi)關(guān)）機(jī)械檢修不必?cái)嚅_(kāi)中性線 ！四極開(kāi)關(guān)不能濫用四極開(kāi)關(guān)不能濫用： 2 開(kāi)關(guān)是活動(dòng)連接，連接面上常有灰塵，纖維，氧化層，腐蝕層等形成的膜電阻，中性線電流一般較相線電流小，其電弧消除膜電阻能力較差，刀極接觸電阻常較大，接觸面容易出現(xiàn)異常高溫，這對(duì)電氣防火是不利的。1

3、)母聯(lián)開(kāi)關(guān)不能采用四極開(kāi)關(guān)（因控制電源線的電源是反方向的，在合閘瞬間，電流較大，電源線容易燒斷）且增加了成本。另外在電源進(jìn)線端已配置了四極開(kāi)關(guān)，也就沒(méi)必要了。3；中性線端子松動(dòng)或中性線導(dǎo)電不良將成為斷零為三相負(fù)荷不平衡，三相電壓也不平衡，容易導(dǎo)致單相設(shè)備損壞。 4； 因此用四級(jí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi) PE 線和 PEN 線是不允許的。 所以在 TN-S 和 TN-C-S 系統(tǒng)的建筑物內(nèi)不必為電氣檢修安全裝設(shè)四級(jí)開(kāi)關(guān)。5；在TT系統(tǒng), 因中性線不與 PE 線以及總等電位連結(jié)相連通，電氣檢修時(shí)可能出現(xiàn)中性線帶危險(xiǎn)電位，所以在TT系統(tǒng),的電源進(jìn)線處應(yīng)裝四級(jí)開(kāi)關(guān)。6： 在雙電源倒換處，如果電源倒換處裝有漏電開(kāi)關(guān)保護(hù)

4、，為防漏電開(kāi)關(guān)誤動(dòng)和拒動(dòng)也應(yīng)裝四級(jí)開(kāi)關(guān)，主要是為漏電保護(hù)正確動(dòng)作而裝設(shè)，不是為電氣檢修安全而裝設(shè)。四級(jí)開(kāi)關(guān)不能濫用，具體情況，具體配置四級(jí)開(kāi)關(guān)不能濫用，具體情況，具體配置1、根據(jù)接地系統(tǒng)的類型和總體電位聯(lián)結(jié)的位置而定，TN-S 和 TN-C-S系統(tǒng) 因中性線和 PE 線其電位基本相同，而 PE 線又和總等電位聯(lián)結(jié)相通，當(dāng)中性線帶有危險(xiǎn)電位時(shí)，全建筑物都升到同一電位水平，無(wú)電位差，所以在TN-S 和 TN-C-S系統(tǒng)的建筑物內(nèi)，不必為電氣檢修而裝四級(jí)開(kāi)關(guān)。 2、 TT 系統(tǒng)因中性線不與PE線以及總等電位聯(lián)結(jié)相連通，可能產(chǎn)生電位差，所以在TT 系統(tǒng)在需要處（電源進(jìn)線處）應(yīng)裝四級(jí)開(kāi)關(guān)。 3、不同的接

5、地系統(tǒng)，有不同的要求。 1）TT 系統(tǒng)-有電位差，為電氣檢修安全需裝四級(jí)開(kāi)關(guān)。2）TN系統(tǒng)-無(wú)電位差，不斷中性線（只適應(yīng)于室內(nèi)）3）單相總進(jìn)線處-二極斷中性線，出線可不裝。4）雙電源進(jìn)線無(wú)漏電保護(hù)時(shí)， A TT系統(tǒng)-裝四級(jí)開(kāi)關(guān)。單相雙極均斷中性線。 B- TN系統(tǒng) 三級(jí)，單相1極不斷中性線。5）雙電源進(jìn)線有漏電保護(hù)時(shí)，為防止漏電保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)無(wú)論什么系統(tǒng)必須裝四級(jí)開(kāi)關(guān)。6）中性線TN系統(tǒng)外殼是接地點(diǎn)，漏電保護(hù)檢測(cè)出來(lái)的是剩余電流，與不平衡電流無(wú)關(guān)?？偪?結(jié)結(jié)1、電氣檢修時(shí)，中性線，相線同時(shí)隔離。2、三相四線，單相線路中，防止導(dǎo)體接觸不良，應(yīng)盡量減少隔離3、斷路器可用作隔離電器。4、中性線可用開(kāi)

6、關(guān)觸頭或用固定連接板，不能用熔斷器作隔離。5、TN-S 和 TN-C-S系統(tǒng)的隔離應(yīng)斷開(kāi)全部相線?？偪?結(jié)結(jié)6、電源的進(jìn)線處應(yīng)作隔離。7、三相 TT 和單相 IT 系統(tǒng)的隔離應(yīng)斷開(kāi)全部相線和中性線。8、單相系統(tǒng)的隔離應(yīng)斷開(kāi)相線和中性線。9、中性線的隔離并非中性線的短路或過(guò)載保護(hù)，隔離電器主要是有電氣間隔。電涌保護(hù)器只能保護(hù)大氣過(guò)電壓 限制電網(wǎng)中的大氣過(guò)電壓（閃電雷擊）不超過(guò)各種設(shè)備及配電裝置能夠承受的沖擊耐壓，電阻大小依賴于電涌保護(hù)器的端電壓。一：防止感應(yīng)雷、過(guò)電壓、浪涌電壓對(duì)電子設(shè)備造成危害二：它主要是起到攔截、疏導(dǎo)、吸收、抑制、泄流的作用；第二章電涌（浪涌）保護(hù)器在配電回路中的作用 電涌保

7、護(hù)器的工作原理：是把竄入電力線、信號(hào)轉(zhuǎn)輸線的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。 電涌保護(hù)器只安裝在低壓供電系統(tǒng)上。三、過(guò)電壓類型 1，雷電引起的高頻脈沖大氣過(guò)電壓，幅值高、持續(xù)時(shí)間短，一般小于100微妙； 2，投切變壓器，電容器，電動(dòng)機(jī)等大容量電氣設(shè)備和變頻設(shè)備引起的操作過(guò)電壓。 3，電路故障引起的工頻過(guò)電壓四：一般配置要求： 第一級(jí)：一般安裝在低壓總進(jìn)線開(kāi)關(guān)處。承受雷擊或感應(yīng)雷擊的大電流，可將大量的浪涌電流分流到大地。雷電通流量不低于60KA（三線電壓開(kāi)關(guān)型）。 第二級(jí)： 安裝在重要或敏感用電設(shè)備的分路配電設(shè)備處。

8、一般選用40KA（限壓型）。 第三級(jí)：安裝在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分。一般選用20KA或更低（串聯(lián)式限壓型）。五、電涌保護(hù)器的前端一般都加裝熔斷器或斷路器；1：防止雷擊而產(chǎn)生的工頻續(xù)流，對(duì)SPD 及其線路的損壞：2：方便維護(hù)、更換SPD；3：防止因SPD老化，而造成線路故障第一級(jí)、第二級(jí)必須采用需采用塑殼式斷路器或熔斷器。第三極可采用分?jǐn)嗄芰?0 KA的微斷開(kāi)關(guān)或熔斷器電流等級(jí)的配置：第一級(jí)6380A第二級(jí)4050A第三級(jí)2532A 沖擊雷電涌流，從發(fā)生到峰值的時(shí)間為8微秒 從發(fā)生到下降到其峰值50%的時(shí)間為20微秒 1.2 /50微秒 標(biāo)準(zhǔn)電壓波 雷電過(guò)電壓從發(fā)生到峰值的時(shí)間為1.2微秒，從發(fā)生

9、到下降至其峰值50%的時(shí)間為50微秒通常有三種接地方式1.一次側(cè)中性點(diǎn)接地2.二次側(cè)線圈接地3.互感器鐵芯接地）一次側(cè)接地的作用：由三只單相電壓互感器組成）一次側(cè)接地的作用：由三只單相電壓互感器組成星形接線時(shí)，其二次側(cè)中性點(diǎn)必須接地，因?yàn)樾切谓泳€時(shí)，其二次側(cè)中性點(diǎn)必須接地，因?yàn)橛须妷簻y(cè)量，而且還起到繼電保護(hù)的作用。有電壓測(cè)量，而且還起到繼電保護(hù)的作用。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序電流，當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序電流，如果一次側(cè)中性點(diǎn)沒(méi)有接地，一次側(cè)就沒(méi)有零序電如果一次側(cè)中性點(diǎn)沒(méi)有接地，一次側(cè)就沒(méi)有零序電流通路，二次側(cè)開(kāi)口三角形線圈二端也不會(huì)感應(yīng)出流通路，二次側(cè)開(kāi)口三角

10、形線圈二端也不會(huì)感應(yīng)出零序電壓，繼電器不會(huì)動(dòng)作，發(fā)不出接地信號(hào)。零序電壓，繼電器不會(huì)動(dòng)作，發(fā)不出接地信號(hào)。第三章電壓互感器的接地方式 電壓互感器的接地方式 ）由二只單相組成-形接線中，其一次側(cè)不允許接地，因?yàn)檫@相當(dāng)于系統(tǒng)的一相直接接地，而應(yīng)在二次中性點(diǎn)接地 二次側(cè)線圈接地的作用（也稱保護(hù)接地） 從安全上考慮二次側(cè)要有一個(gè)接地點(diǎn)。當(dāng)一次，二次側(cè)繞組間的絕緣被高壓擊穿時(shí)，一次側(cè)的高壓會(huì)竄到二次側(cè)，有了二次側(cè)接地，能確保人身和設(shè)備的安全，另外通過(guò)接地，可以給絕緣監(jiān)視裝置提供相電壓。電壓互感器的接地方式 二次線圈接地的接地方式有二種.二次側(cè)中性點(diǎn)接地.相接地注1.采用相接地時(shí)，中性點(diǎn)不能再直接接地，為

11、了避免一，二次繞組間絕緣擊穿后，一次側(cè)高壓竄入二次側(cè)，故在二次側(cè)中性點(diǎn)通過(guò)一個(gè)保護(hù)間隙接地。當(dāng)高壓竄入二次側(cè)時(shí)，間隙擊穿接地， V相繞組被短接，該相熔斷器會(huì)熔斷，起到保護(hù)作用，電壓互感器的接地方式注2.二次側(cè)接地點(diǎn)按規(guī)程規(guī)定，均應(yīng)選在主控室保護(hù)屏經(jīng)端子排接地，而在配電裝置處只設(shè)置試驗(yàn)檢修時(shí)的安全接地點(diǎn)。 注3.繼電保護(hù)的特殊需要，220KV的線路都裝有距離保護(hù)，而距離保護(hù)對(duì)于PT二次回路均要求零相接地。因接斷線閉鎖裝置需要有零線，所以220KV系統(tǒng)的PT是采用零相接地，即中性點(diǎn)接地而不采用B相接地電壓互感器的接地方式注4.對(duì)于發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，為了滿足不同的要求， PT二次側(cè)既有中性點(diǎn)接地，又有B相

12、接地的。凡采用B相接地的 PT，二次側(cè)中性點(diǎn)都裝一個(gè)擊穿保險(xiǎn)器JBO, 這是考慮到B相二次保險(xiǎn)熔斷后，即使高壓竄入低壓仍能擊穿保險(xiǎn)器，而使 PT二次有保護(hù)接地。擊穿保險(xiǎn)器動(dòng)作電壓約500V. B相接地僅在同期回路中采用，隨著微機(jī)裝置的應(yīng)用， B 相接地已不具備優(yōu)勢(shì)，反而會(huì)造成誤動(dòng)作，一般改為N接地。電壓互感器的接地方式 注5.這二種接地方式的 PT都用于同期系統(tǒng)時(shí)，一般采用隔離變壓器來(lái)解決不同的接地方式引起的可能燒毀星形接線的PT B 相線圈的問(wèn)題 。注6.一次側(cè)加裝熔斷器是為了防止高壓系統(tǒng)受PT本身故障或一次引線側(cè)故障的影響，但110KV及以上一次側(cè)不裝熔斷器，經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)連接電壓互感器

13、的接地方式 注7.二次側(cè)加裝熔斷器是為了防止PT二次回路發(fā)生短路所引起的持續(xù)過(guò)電流燒PT. 注8. PT開(kāi)口三角二端運(yùn)行中無(wú)電壓，熔斷器的好壞無(wú)法監(jiān)視，若熔斷器損壞而未發(fā)現(xiàn)。在大電流接地系統(tǒng)中會(huì)使零序方向元件拒動(dòng)，在小電流接地系統(tǒng)中會(huì)影響絕緣監(jiān)測(cè)繼電器正確運(yùn)行，故一般不裝熔斷器。但也有的供零序過(guò)電壓保護(hù)用，開(kāi)口三角出線端也裝設(shè)熔斷器。電壓互感器的接地方式 注8.用于自動(dòng)勵(lì)磁裝置的PT二次側(cè)不裝熔斷器，這是防止接觸不良或熔斷，引起勵(lì)磁裝置強(qiáng)行勵(lì)磁誤動(dòng)作。注9.在發(fā)電廠中一般采用 B相直接接地。主要是為同期裝置而設(shè)的。B相接地的缺點(diǎn)。無(wú)法測(cè)量相電壓。當(dāng)接于中性點(diǎn)的擊穿保險(xiǎn)被擊穿時(shí)，容易產(chǎn)生二次繞組

14、的短路并燒毀 PT。 電壓互感器的接地方式 互感器鐵芯接地的作用 在互感器外殼上有一個(gè)接地樁頭，這是鐵芯和外殼的接地點(diǎn)，起安全保護(hù)作用。 PT二次接地只能有一點(diǎn)接地。 多點(diǎn)接地產(chǎn)生電位差，有電位差就會(huì)產(chǎn)生分流，有的造成繼保檢測(cè)的電壓數(shù)據(jù)不正確，導(dǎo)致誤動(dòng)作。 PT二次回路接了接地點(diǎn)，則二次回路對(duì)地電容將為零，從而達(dá)到保證安全的目的。電壓互感器的接地方式接地方式的使用場(chǎng)合：1：直接接地-該系統(tǒng)運(yùn)行中若發(fā)生一相接地時(shí)（單相短路）接地電流較大，使斷路器跳閘，這種大電流接地系統(tǒng)，不裝設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)裝置；2：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)對(duì)地絕緣。該系統(tǒng)運(yùn)行中若發(fā)生一相接地時(shí)（單相短路）其流過(guò)故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)對(duì)

15、地的電容電流，其值很?。ǚQ小電流接地系統(tǒng)），需裝設(shè)絕緣檢測(cè)裝置。電壓互感器的接地方式3：中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式-中性點(diǎn)與大地之間接入一個(gè)電感消弧線圈，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，利用消弧線圈的電感電流，對(duì)接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，是通過(guò)故障點(diǎn)的電流減小到自行熄滅的范圍，從而達(dá)到減小接地電流，相對(duì)提高供電可靠性。4：中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式-中性點(diǎn)與大地之間接入一電阻值的電阻，該電阻與系統(tǒng)對(duì)地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，對(duì)防止諧振過(guò)電壓和間歇性電弧有一定的優(yōu)越性。分高電阻、中電阻、低電阻。各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)具體情況選定。第四章電壓互感器燒毀的原因分析 10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中電壓互感器燒毀的原

16、因分析1： PT 產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題：由于產(chǎn)品本身絕緣、鐵芯疊片及繞制工藝不過(guò)關(guān)，均可引起 PT發(fā)熱，過(guò)量時(shí)絕緣長(zhǎng)期處于高溫下運(yùn)行，從而導(dǎo)致絕緣加速老化，出現(xiàn)擊穿。2：PT二次過(guò)負(fù)荷，會(huì)使二次側(cè)負(fù)荷電流的總和超過(guò)額定值，造成內(nèi)部繞組發(fā)熱增加，尤其電壓高于額定電壓情況下，PT 內(nèi)部發(fā)熱更加嚴(yán)重，再者該系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，故一次側(cè)電壓在運(yùn)行中容易發(fā)生偏斜，當(dāng)某相出現(xiàn)高電壓時(shí)，該相PT更加容易發(fā)熱，導(dǎo)致膨脹爆裂。電壓互感器燒毀的原因分析3：過(guò)電壓 如果PT承受高于額定值 很高情況下，會(huì)直接導(dǎo)致絕緣介質(zhì)受熱而汽化，體積急速膨脹，而干式PT內(nèi)部空間有限，當(dāng)壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí)，便發(fā)生爆裂 。過(guò)電壓可

17、分為外部過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓： 外部過(guò)電壓主要是因?yàn)槔讚粢鸬?。 內(nèi)部過(guò)電壓通常包括：操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓。一般主要原因是過(guò)電壓而且以諧振過(guò)電壓最容易發(fā)生爆裂 。電壓互感器燒毀的原因分析鐵磁諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生機(jī)理 PT非線性鐵磁特性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因，正常運(yùn)行時(shí) PT的勵(lì)磁阻抗很大，網(wǎng)絡(luò)對(duì)地阻抗呈容性，三相基本平衡。但在某些擾動(dòng)下，如單相接地故障的發(fā)生和消失，或者是發(fā)生單相弧光接地 PT的三相鐵芯受到不同的激勵(lì)而呈現(xiàn)不同程度的飽和，各相感抗發(fā)生變化，由于線路電流持續(xù)增大 ,導(dǎo)致 PT鐵芯逐漸飽和，其電感迅速減小，但電感降到滿足L=I/c 時(shí)，既具備條件，從而產(chǎn)生諧振過(guò)電壓第五章解決鐵磁諧

18、振的方法1：PT一次的中性點(diǎn)加裝消諧器。2：PT開(kāi)口三角側(cè)接入阻尼繞組.3: 改善電磁式PT的激磁特性或選用電容式PT。第六章防止PT 燒毀采取的措施1：在PT一次側(cè)接地線上加裝零序接地自動(dòng)開(kāi)關(guān)，切斷接地線路。2：二次側(cè)加裝16A微斷開(kāi)關(guān)，避免短路燒毀PT。3：在PT的開(kāi)口三角處并聯(lián)安裝消諧裝置。第七章低壓電容柜上使用的斷路器與熔斷器的利與弊微型斷路器分?jǐn)嗄芰苄?，一般?.510KA.熔斷器分?jǐn)嗄芰ν趲资甂A且價(jià)格便宜 所以在低壓電容柜上一般采用塑殼式斷路器25KA35KA 電容柜上使用熔斷器的缺點(diǎn)：一相熔斷，其他相還在運(yùn)行，產(chǎn)生發(fā)熱嚴(yán)重，可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大。采用塑殼式斷路器的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)任何一相發(fā)生短路或故障，塑殼式斷路器即時(shí)跳閘，該電容器故障回路斷開(kāi)。不影響其他回路正常投運(yùn)。第八章低壓系統(tǒng)中斷路器失壓脫扣器的配置目前供電系統(tǒng)正在商討定案之中；一般要求：照明回路不裝配失壓脫扣器； 動(dòng)力回路需配置失壓脫扣器