高低壓變配電技術交流

1、華自科技股份有限公司華自科技股份有限公司 技術二部技術二部 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交流高低壓變配電技術交流主要內(nèi)容 ： 第一章 四級開關的配置要求第二章 電涌保護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，相線碰鐵橫擔而接地。2) 如變電所高壓側發(fā)生接地故障也能使低壓側中性線帶電壓。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，蛇進入發(fā)生接地故障第一章 四極開關的配置要求 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）為防漏電開關誤動和拒動也應裝四級開關，主要是為漏電保護正確動作而裝設， 因為我國變電所中的保護接地和低壓側接地是共用一個接地極的，所以為保證電氣檢修安全，必須斷開中性線（采用四極開關）機械檢修不必斷開中性線 ！四極開關不能濫用四極開關不能濫用： 2 開關是活動連接，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，這對電氣防火是不利的。1

3、)母聯(lián)開關不能采用四極開關（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。另外在電源進線端已配置了四極開關，也就沒必要了。3；中性線端子松動或中性線導電不良將成為斷零為三相負荷不平衡，三相電壓也不平衡，容易導致單相設備損壞。 4； 因此用四級開關斷開 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四級開關。5；在TT系統(tǒng), 因中性線不與 PE 線以及總等電位連結相連通，電氣檢修時可能出現(xiàn)中性線帶危險電位，所以在TT系統(tǒng),的電源進線處應裝四級開關。6： 在雙電源倒換處，如果電源倒換處裝有漏電開關保護

4、，為防漏電開關誤動和拒動也應裝四級開關，主要是為漏電保護正確動作而裝設，不是為電氣檢修安全而裝設。四級開關不能濫用，具體情況，具體配置四級開關不能濫用，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)結相通，當中性線帶有危險電位時，全建筑物都升到同一電位水平，無電位差，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開關。 2、 TT 系統(tǒng)因中性線不與PE線以及總等電位聯(lián)結相連通，可能產(chǎn)生電位差，所以在TT 系統(tǒng)在需要處（電源進線處）應裝四級開關。 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開關。2）TN系統(tǒng)-無電位差，不斷中性線（只適應于室內(nèi)）3）單相總進線處-二極斷中性線，出線可不裝。4）雙電源進線無漏電保護時， A TT系統(tǒng)-裝四級開關。單相雙極均斷中性線。 B- TN系統(tǒng) 三級，單相1極不斷中性線。5）雙電源進線有漏電保護時，為防止漏電保護誤動或拒動無論什么系統(tǒng)必須裝四級開關。6）中性線TN系統(tǒng)外殼是接地點，漏電保護檢測出來的是剩余電流，與不平衡電流無關?？偪?結結1、電氣檢修時，中性線，相線同時隔離。2、三相四線，單相線路中，防止導體接觸不良，應盡量減少隔離3、斷路器可用作隔離電器。4、中性線可用開

6、關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)的隔離應斷開全部相線?？偪?結結6、電源的進線處應作隔離。7、三相 TT 和單相 IT 系統(tǒng)的隔離應斷開全部相線和中性線。8、單相系統(tǒng)的隔離應斷開相線和中性線。9、中性線的隔離并非中性線的短路或過載保護，隔離電器主要是有電氣間隔。電涌保護器只能保護大氣過電壓 限制電網(wǎng)中的大氣過電壓（閃電雷擊）不超過各種設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器的端電壓。一：防止感應雷、過電壓、浪涌電壓對電子設備造成危害二：它主要是起到攔截、疏導、吸收、抑制、泄流的作用；第二章電涌（浪涌）保護器在配電回路中的作用 電涌保

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

8、一般選用40KA（限壓型）。 第三級：安裝在用電設備內(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SPD 及其線路的損壞：2：方便維護、更換SPD；3：防止因SPD老化，而造成線路故障第一級、第二級必須采用需采用塑殼式斷路器或熔斷器。第三極可采用分斷能力10 KA的微斷開關或熔斷器電流等級的配置：第一級6380A第二級4050A第三級2532A 沖擊雷電涌流，從發(fā)生到峰值的時間為8微秒 從發(fā)生到下降到其峰值50%的時間為20微秒 1.2 /50微秒 標準電壓波 雷電過電壓從發(fā)生到峰值的時間為1.2微秒，從發(fā)生

9、到下降至其峰值50%的時間為50微秒通常有三種接地方式1.一次側中性點接地2.二次側線圈接地3.互感器鐵芯接地）一次側接地的作用：由三只單相電壓互感器組成）一次側接地的作用：由三只單相電壓互感器組成星形接線時，其二次側中性點必須接地，因為星形接線時，其二次側中性點必須接地，因為有電壓測量，而且還起到繼電保護的作用。有電壓測量，而且還起到繼電保護的作用。當系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序電流，當系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序電流，如果一次側中性點沒有接地，一次側就沒有零序電如果一次側中性點沒有接地，一次側就沒有零序電流通路，二次側開口三角形線圈二端也不會感應出流通路，二次側開口三角

10、形線圈二端也不會感應出零序電壓，繼電器不會動作，發(fā)不出接地信號。零序電壓，繼電器不會動作，發(fā)不出接地信號。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，其一次側不允許接地，因為這相當于系統(tǒng)的一相直接接地，而應在二次中性點接地 二次側線圈接地的作用（也稱保護接地） 從安全上考慮二次側要有一個接地點。當一次，二次側繞組間的絕緣被高壓擊穿時，一次側的高壓會竄到二次側，有了二次側接地，能確保人身和設備的安全，另外通過接地，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.二次側中性點接地.相接地注1.采用相接地時，中性點不能再直接接地，為

11、了避免一，二次繞組間絕緣擊穿后，一次側高壓竄入二次側，故在二次側中性點通過一個保護間隙接地。當高壓竄入二次側時，間隙擊穿接地， V相繞組被短接，該相熔斷器會熔斷，起到保護作用，電壓互感器的接地方式注2.二次側接地點按規(guī)程規(guī)定，均應選在主控室保護屏經(jīng)端子排接地，而在配電裝置處只設置試驗檢修時的安全接地點。 注3.繼電保護的特殊需要，220KV的線路都裝有距離保護，而距離保護對于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，即中性點接地而不采用B相接地電壓互感器的接地方式注4.對于發(fā)電廠來說，為了滿足不同的要求， PT二次側既有中性點接地，又有B相

12、接地的。凡采用B相接地的 PT，二次側中性點都裝一個擊穿保險器JBO, 這是考慮到B相二次保險熔斷后，即使高壓竄入低壓仍能擊穿保險器，而使 PT二次有保護接地。擊穿保險器動作電壓約500V. B相接地僅在同期回路中采用，隨著微機裝置的應用， B 相接地已不具備優(yōu)勢，反而會造成誤動作，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，一般采用隔離變壓器來解決不同的接地方式引起的可能燒毀星形接線的PT B 相線圈的問題 。注6.一次側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故障的影響，但110KV及以上一次側不裝熔斷器，經(jīng)隔離開關與電網(wǎng)連接電壓互感器

13、的接地方式 注7.二次側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)過電流燒PT. 注8. PT開口三角二端運行中無電壓，熔斷器的好壞無法監(jiān)視，若熔斷器損壞而未發(fā)現(xiàn)。在大電流接地系統(tǒng)中會使零序方向元件拒動，在小電流接地系統(tǒng)中會影響絕緣監(jiān)測繼電器正確運行，故一般不裝熔斷器。但也有的供零序過電壓保護用，開口三角出線端也裝設熔斷器。電壓互感器的接地方式 注8.用于自動勵磁裝置的PT二次側不裝熔斷器，這是防止接觸不良或熔斷，引起勵磁裝置強行勵磁誤動作。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的。B相接地的缺點。無法測量相電壓。當接于中性點的擊穿保險被擊穿時，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接地樁頭，這是鐵芯和外殼的接地點，起安全保護作用。 PT二次接地只能有一點接地。 多點接地產(chǎn)生電位差，有電位差就會產(chǎn)生分流，有的造成繼保檢測的電壓數(shù)據(jù)不正確，導致誤動作。 PT二次回路接了接地點，則二次回路對地電容將為零，從而達到保證安全的目的。電壓互感器的接地方式接地方式的使用場合：1：直接接地-該系統(tǒng)運行中若發(fā)生一相接地時（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)，不裝設絕緣監(jiān)測裝置；2：中性點不接地系統(tǒng) 中性點對地絕緣。該系統(tǒng)運行中若發(fā)生一相接地時（單相短路）其流過故障點的電流僅為電網(wǎng)對

15、地的電容電流，其值很?。ǚQ小電流接地系統(tǒng)），需裝設絕緣檢測裝置。電壓互感器的接地方式3：中性點經(jīng)消弧線圈接地方式-中性點與大地之間接入一個電感消弧線圈，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，利用消弧線圈的電感電流，對接地電容電流進行補償，是通過故障點的電流減小到自行熄滅的范圍，從而達到減小接地電流，相對提高供電可靠性。4：中性點經(jīng)電阻接地方式-中性點與大地之間接入一電阻值的電阻，該電阻與系統(tǒng)對地電容構成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，對防止諧振過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，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)品質量問題：由于產(chǎn)品本身絕緣、鐵芯疊片及繞制工藝不過關，均可引起 PT發(fā)熱，過量時絕緣長期處于高溫下運行，從而導致絕緣加速老化，出現(xiàn)擊穿。2：PT二次過負荷，會使二次側負荷電流的總和超過額定值，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)熱更加嚴重，再者該系統(tǒng)屬于中性點非有效接地系統(tǒng)，故一次側電壓在運行中容易發(fā)生偏斜，當某相出現(xiàn)高電壓時，該相PT更加容易發(fā)熱，導致膨脹爆裂。電壓互感器燒毀的原因分析3：過電壓 如果PT承受高于額定值 很高情況下，會直接導致絕緣介質受熱而汽化，體積急速膨脹，而干式PT內(nèi)部空間有限，當壓強增加到一定程度時，便發(fā)生爆裂 。過電壓可

17、分為外部過電壓和內(nèi)部過電壓： 外部過電壓主要是因為雷擊引起的 。 內(nèi)部過電壓通常包括：操作過電壓和諧振過電壓。一般主要原因是過電壓而且以諧振過電壓最容易發(fā)生爆裂 。電壓互感器燒毀的原因分析鐵磁諧振過電壓的產(chǎn)生機理 PT非線性鐵磁特性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因，正常運行時 PT的勵磁阻抗很大，網(wǎng)絡對地阻抗呈容性，三相基本平衡。但在某些擾動下，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，既具備條件，從而產(chǎn)生諧振過電壓第五章解決鐵磁諧

18、振的方法1：PT一次的中性點加裝消諧器。2：PT開口三角側接入阻尼繞組.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一次側接地線上加裝零序接地自動開關，切斷接地線路。2：二次側加裝16A微斷開關，避免短路燒毀PT。3：在PT的開口三角處并聯(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斷能力很小，一般為4.510KA.熔斷器分斷能力往往在幾十KA且價格便宜 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：一相熔斷，其他相還在運行，產(chǎn)生發(fā)熱嚴重，可能導致事故擴大。采用塑殼式斷路器的優(yōu)點是：當任何一相發(fā)生短路或故障，塑殼式斷路器即時跳閘，該電容器故障回路斷開。不影響其他回路正常投運。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； 動力回路需配置失壓脫扣器