10KV電力系統(tǒng)是小電流接地系統(tǒng)

1、10KV電力系統(tǒng)是系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，不會產(chǎn)生很大的短路電流。為了不造成對外停電，所以允許帶接地運行一段時間，但是為了防止其他兩相對地電壓升高以及容易產(chǎn)生的鐵磁諧振過電壓而導(dǎo)致或其他設(shè)備損壞，因此必須盡快找到接地點并消除接地。在系統(tǒng)正常運行或發(fā)生故障時，為了滿足對母線和饋線的測量，計量以及保護裝置的電壓采樣需求，10KV母線上必須裝設(shè)能夠正確反映母線電壓的。隨著電力技術(shù)的進步和設(shè)備的更新，的接 線在滿足二次測控保護裝置的要求及防止發(fā)生鐵磁諧振事故的情況下，其接線方式不斷地發(fā)生了一些改變。1前期的三臺單相或三相五柱式接線方式三臺單相或三相五柱式接線方式如圖1a。相應(yīng)的相量圖如圖 1b所

2、示。gL30厲幀行7 憫近億二師口閩這種一次繞組和主二次繞組接成星形，其中性點直接接地，輔助二次繞組接成有零序電壓輸出的開口三角形。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)中，這種接線方式的二次電壓回路可以為繼電保護和測量儀表提供線電壓和相電壓；而需要輸入零序電壓的接地保護及信號等裝置，則接入開口三角形輸出兩端。當(dāng)電網(wǎng)絕緣良好正常運行時，一，二次電壓回路的三相電壓均是對稱的，并互差 120 度，開口三角形兩端輸出為三相電壓的矢量和，即為零。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，一，二次電壓回路的電壓相量關(guān)系就發(fā)生了變化。假如 C 相接地， 則它們原來的對稱關(guān)系被破壞，此時本相一次繞組電壓為零，A，B 相一次繞組的電壓上升為

3、線電壓，則二次A,B相的電壓也升高"3 倍，而開口三角形兩端電壓為三倍U0電壓（100V）,所以此種接線的開口三角形不能采用短接的方式以消除鐵磁諧振。否則將燒毀。 采用此種接線的可以采用在開口三角形繞組兩端接入防諧振裝置或一白熾燈以減少諧振。其相量關(guān)系如圖 1c 所示。10KV系統(tǒng)還常采用三相三柱式的星形接線方式。必須指出此種接線方式的一次繞組中性點 不允許直接接地。 因為當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時， 由于零序磁通沒有通路而使會發(fā)熱燒毀。 所 以當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時， 二次電壓回路的電壓仍然為對稱的相電壓， 不能反映系統(tǒng)單相接 地時一次回路電壓的升高，即不能接供絕緣檢查電壓表，無法檢查電網(wǎng)

4、的絕緣狀況。三相四元件的分體式防諧振的接線方式分布極為廣泛的10 KV電力系統(tǒng)常常因為單相接地時而發(fā)生鐵磁諧振。為了減少或杜絕鐵磁諧振，隨后，我市系統(tǒng)內(nèi)廣泛采用了分體式防諧振的接線方式，如圖 次繞組中性點與地之間增加一零序的四元件接線，其接地時的相量如圖2a,即采用在三相一2b。三只接于相電壓的互感器按常用的互感器選取，其中剩余繞組電壓為 0.1/3KV ，三個剩余繞組接成閉合三 角形以消除三次諧波和吸收諧振能量而消除諧振。中性點變比為10/"3/0.1/ "3/0.1 KV 。0.1KV 繞組引出零序電壓B?a元件分協(xié)哉（電屋互E接授（CtM-AW82b5* HI元韓分林

5、姍擋板電壓互虛揍處其正常運行和接地時的相量如圖2b。正常運行時，母線一次繞組中性點N電壓為零，與地同一電位，三相一次繞組均承受相電壓，零序一，二次繞組電壓均為零。所以二次各相電壓均為相電壓，并互差120度，其相量按對稱星形排列，開口三角形為互差120度的三相電壓矢量和，所以無電壓輸出。假如C相接地，由圖中接線和極性可以看出：C相YHC與零序YHN是一并聯(lián)關(guān)系。如各相的阻抗很大很大（理想情況），則可以認為各相仍然承受對稱的相電 壓。二次繞組 A, B, C相的電壓與零序的電壓補償繞組YHn二次電壓相加，其中 A, B相對地電壓分別升高"3倍，C相電壓為零，三相母線絕緣監(jiān)察表計的測值能正

6、確反映一次系統(tǒng) 電壓狀況。而開口三角形兩端電壓為零，所以往往采用將其兩端短接來消除鐵磁諧振。而實際情況并非完全如此， 各相的阻抗并不是很大的理想情況，在一次線路發(fā)生接地后，中性點N發(fā)生位移，其相量見圖 2b。如各相和零序阻抗相同，則C相和零序一次繞組電壓約為0.75倍額定相電壓，A, B相互感器繞組的電壓上升為1.15倍相電壓，仍遠低于未安裝零序時的"3倍相電壓，的鐵芯不易達到飽和狀態(tài)，其感抗也減少不多，有效地防止了鐵磁諧振的發(fā)生。而二次 A, B, C相對地N600的電壓分別為本相電壓與零序 YHn二次電壓相量 相加，其中A，B相電壓升高"3倍，C相電壓為零，能夠正確反映

7、單相接地時相電壓的變化 情況。要注意的是：開口三角形兩端是有電壓的，不短接時兩端電壓約為25V,所以此種接線的將開口三角形采用直接短接的方式以消除鐵磁諧振，較長時間在系統(tǒng)接地運行時，仍然有可能使二次輔助繞組長時間流過大電流而燒毀。為了安全可靠,不燒毀設(shè)備，建議仍然采用在開口三角形繞組兩端接入防諧振裝置或一白熾燈以減少諧振。3 組合式四元件防諧振的接線方式由于廠家生產(chǎn)出了新的組合式防諧振，隨之在系統(tǒng)中也得到了不少采用。組合式防諧振是將全絕緣的三相和中性點組裝成一體,而且沒有二次輔助繞組短接成閉口三角形的問題。該產(chǎn) 品在設(shè)計和制造上就保證了具有防止鐵磁諧振性能。其優(yōu)點是安裝尺寸小，二次接線清楚明了

8、，便于安裝和接線，不易發(fā)生錯誤。其具體接線見圖3a,正常運行和接地時的相量如圖3b。恥 ntY*I ¥ i 1 i 甲99 i33q互檢驟馥B3b 令戎陪酋報社丘互筋券建踐相豊正常運行時，母線一次繞組中性點 N電壓為零，與地同一電位，三相一次繞組均承受相電壓， 零序一，二次繞組電壓為零。所以二次各相電壓均為相電壓，并互差120度，其相量按對稱星形排列，零序二次繞組 YHn與YHjy （串聯(lián)）無電壓輸出。假如C相接地，由圖中接線和極性可以看出：C相YHC與零序YHN是一并聯(lián)關(guān)系。在一次線路發(fā)生接地后，中性點 N發(fā)生 位移，C相和零序一次繞組電壓約為0.75倍額定相電壓，A, B相繞組的

9、電壓僅僅上升為 1.15倍相電壓，有效地防止了鐵磁諧振的發(fā)生。而二次A, B, C相對地N600的電壓分別為本相電壓與零序二次電壓相量相減，其中A, B相電壓升高"3倍，C相電壓為零，能夠正確反映單相接地時的電壓變化情況，絕緣監(jiān)察儀表能夠正確指示接地相。要注意的是：要求接入零序電壓的電壓負載（如 XJJ）只能接到Y(jié)ML和YMn之間（接地時電壓為 100V）。公共接地 的YMn小母線與YMn小母線不是等同的。盡管正常運行時，兩者之間并無電位差。在發(fā)生 接地故障時，兩者之間就有電壓存在，所以YMn和YMn不能連接起來，YMn也不允許接地，這是值得大家特別注意的。4 增加計量繞組的四元件防

10、諧振的接線方式由于對電能計量精度要求的提高，目前采用的常在二次回路增加一組高準(zhǔn)確等級的專用計量繞組，以對計量設(shè)備單獨供電。專用計量繞組的中性點，以前我們都是直接接中性線N60CX其原理接線見圖4a。有的運行單位的同志提出異議，認為在發(fā)生單相接地時，專用計量繞組三相中性點因無補償繞組 YHn的電壓接入。所以沒有正確反映實際的一次電壓。對此問題, 筆者認為：一是因為 10KV系統(tǒng)采用的是二元件計量表計，接入的是二次相間電壓，即計量 表計的二個元件分別接入 Uab,Ubc電壓，并未接入零線 N。在發(fā)生單相接地時，相間電壓的 對稱關(guān)系并未被破壞； 再者發(fā)生單相接地時允許運行時間也不太久，應(yīng)該對計量表計

11、和接入的其他相電壓設(shè)備沒有多大影響。當(dāng)然，可以按嚴(yán)格要求，專用計量繞組中性點還是應(yīng)按圖4b接線。0+b5 二次回路擊穿保險器配置的問題二次回路的中性點，以前都在各自的配電裝置處直接接地。其作用是防止一次回路絕緣下降，使二次回路躥入高電壓時，保證工作人員人身安全。由于二次電壓的不平衡以及一次回路故 障時短路電流的影響，會使零線N在主控制室與配電裝置 （）之間存在電位差，給計量裝置帶來附加誤差和使零序方向電壓保護裝置誤動作。所以有關(guān)規(guī)程規(guī)定，要求同一內(nèi)的幾組的零線N都在主控制室電壓裝置屏上并接后一點接地。為了檢修時的人身安全，可以在配電裝置處裝設(shè)擊穿保險器。匪輕聽二師齢脈注強找然而，又出現(xiàn)一些新的

12、問題：擊穿保險器種類繁多，質(zhì)量參差不齊。擊穿保險器本身擊穿電壓離散值就教大。設(shè)計中怎樣選擇擊穿保險器，一無規(guī)程規(guī)定，又無經(jīng)驗可資借鑒。所以在 設(shè)計或生產(chǎn)制造選擇時， 受人為因素影響很大， 很難確定是否選用正確。 在現(xiàn)場使用過程中 又不易判斷是否完好，當(dāng)擊穿保險器擊穿后不能恢復(fù)或時間稍長時，就有可能燒壞，或相當(dāng)于回路就有兩點或多點接地，且不易被發(fā)現(xiàn)。因此市公司生技部發(fā)文規(guī)定：凡是四星形接線 的PT二次回路，在中性點PT的二次回路的首端與星形中性點連接處與地之間接的放電間隙（擊穿保險器）一律拆除?，F(xiàn)在采用的有三個二次電壓繞組，每個繞組的N回路都裝設(shè)有擊穿保險器，如圖5所示。在新規(guī)定中，并未提到是否

13、取消其它二次電壓繞組中的擊穿保險器。筆者認為上述提及的所有擊穿保險器都應(yīng)該取消。其理由在于杜絕其他擊穿保險器損壞后造成兩點接地（盡管不會燒毀），顯然，這是規(guī)程所不允許的。當(dāng)然，在一次未停電而必須要 在配電裝置處二次回路工作時，一定要做好安全預(yù)防措施。6改進的三相四元件的分體式防諧振的接線方式由于三相四元件的分體式防諧振的接線方式也存在可能被燒毀的問題，不少單位和生產(chǎn)廠家也在不斷進行完善。 其中大連第一互感器有限責(zé)任公司對此進行了較好的優(yōu)化改進：其原理接線如圖6所示。其接線已取消了開口三角形兩端的短接，避免因電容放電電流使開口三角形繞組燒毀的隱患；使測量零序電壓準(zhǔn)確；消除主采用開口三角形繞組開路方案的固有的在 正常運行時其三相電壓不平衡及零序電壓超標(biāo)現(xiàn)象；有效地抑制超低頻率振蕩電流，消除熔斷器頻繁熔斷現(xiàn)象。采用改進后的三相四元件的分體式防諧振的接線方式，一定要注意三相主必須選擇全絕緣按相電壓設(shè)計的，零序可以是全絕緣的，也可以是半絕緣結(jié)構(gòu)的。同時，無須附加任何其他消諧措施；二次側(cè)任何繞組不允許有兩點接地，否則會燒毀。對于電壓二次回路各繞組一定要注意連接極