高低压变配电技术交流

1、华自科技股份有限公司华自科技股份有限公司 技术二部技术二部 言宏亮言宏亮 2013 2013年年3 3月月2828日日高低压变配电技术交流高低压变配电技术交流主要内容 ： 第一章 四级开关的配置要求第二章 电涌保护器在配电回路中的作用.第三章 电压互感器的接地方式第 四 章 电压互感器烧毁的原因分析第 五 章 解决铁磁谐振的方法第 六 章 防止PT 烧毁采取的措施第 七 章 低压电容柜上使用的断路器与熔断器的利与弊第 八 章 低压系统中断路器失压脱扣器的配置1 中性线带故障电压原因很多1）如架空配电线路瓷瓶破损等，相线碰铁横担而接地。2) 如变电所高压侧发生接地故障也能使低压侧中性线带电压。3

2、）如变压器高压绕组击穿碰外壳4) 或高压柜母线因老鼠，蛇进入发生接地故障第一章 四极开关的配置要求 为什么要配置四极断路器，1）主要是为了检修安全而配置。2）为防漏电开关误动和拒动也应装四级开关，主要是为漏电保护正确动作而装设， 因为我国变电所中的保护接地和低压侧接地是共用一个接地极的，所以为保证电气检修安全，必须断开中性线（采用四极开关）机械检修不必断开中性线 ！四极开关不能滥用四极开关不能滥用： 2 开关是活动连接，连接面上常有灰尘，纤维，氧化层，腐蚀层等形成的膜电阻，中性线电流一般较相线电流小，其电弧消除膜电阻能力较差，刀极接触电阻常较大，接触面容易出现异常高温，这对电气防火是不利的。1

3、)母联开关不能采用四极开关（因控制电源线的电源是反方向的，在合闸瞬间，电流较大，电源线容易烧断）且增加了成本。另外在电源进线端已配置了四极开关，也就没必要了。3；中性线端子松动或中性线导电不良将成为断零为三相负荷不平衡，三相电压也不平衡，容易导致单相设备损坏。 4； 因此用四级开关断开 PE 线和 PEN 线是不允许的。 所以在 TN-S 和 TN-C-S 系统的建筑物内不必为电气检修安全装设四级开关。5；在TT系统, 因中性线不与 PE 线以及总等电位连结相连通，电气检修时可能出现中性线带危险电位，所以在TT系统,的电源进线处应装四级开关。6： 在双电源倒换处，如果电源倒换处装有漏电开关保护

4、，为防漏电开关误动和拒动也应装四级开关，主要是为漏电保护正确动作而装设，不是为电气检修安全而装设。四级开关不能滥用，具体情况，具体配置四级开关不能滥用，具体情况，具体配置1、根据接地系统的类型和总体电位联结的位置而定，TN-S 和 TN-C-S系统 因中性线和 PE 线其电位基本相同，而 PE 线又和总等电位联结相通，当中性线带有危险电位时，全建筑物都升到同一电位水平，无电位差，所以在TN-S 和 TN-C-S系统的建筑物内，不必为电气检修而装四级开关。 2、 TT 系统因中性线不与PE线以及总等电位联结相连通，可能产生电位差，所以在TT 系统在需要处（电源进线处）应装四级开关。 3、不同的接

5、地系统，有不同的要求。 1）TT 系统-有电位差，为电气检修安全需装四级开关。2）TN系统-无电位差，不断中性线（只适应于室内）3）单相总进线处-二极断中性线，出线可不装。4）双电源进线无漏电保护时， A TT系统-装四级开关。单相双极均断中性线。 B- TN系统 三级，单相1极不断中性线。5）双电源进线有漏电保护时，为防止漏电保护误动或拒动无论什么系统必须装四级开关。6）中性线TN系统外壳是接地点，漏电保护检测出来的是剩余电流，与不平衡电流无关。总总 结结1、电气检修时，中性线，相线同时隔离。2、三相四线，单相线路中，防止导体接触不良，应尽量减少隔离3、断路器可用作隔离电器。4、中性线可用开

6、关触头或用固定连接板，不能用熔断器作隔离。5、TN-S 和 TN-C-S系统的隔离应断开全部相线。总总 结结6、电源的进线处应作隔离。7、三相 TT 和单相 IT 系统的隔离应断开全部相线和中性线。8、单相系统的隔离应断开相线和中性线。9、中性线的隔离并非中性线的短路或过载保护，隔离电器主要是有电气间隔。电涌保护器只能保护大气过电压 限制电网中的大气过电压（闪电雷击）不超过各种设备及配电装置能够承受的冲击耐压，电阻大小依赖于电涌保护器的端电压。一：防止感应雷、过电压、浪涌电压对电子设备造成危害二：它主要是起到拦截、疏导、吸收、抑制、泄流的作用；第二章电涌（浪涌）保护器在配电回路中的作用 电涌保

7、护器的工作原理：是把窜入电力线、信号转输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器只安装在低压供电系统上。三、过电压类型 1，雷电引起的高频脉冲大气过电压，幅值高、持续时间短，一般小于100微妙； 2，投切变压器，电容器，电动机等大容量电气设备和变频设备引起的操作过电压。 3，电路故障引起的工频过电压四：一般配置要求： 第一级：一般安装在低压总进线开关处。承受雷击或感应雷击的大电流，可将大量的浪涌电流分流到大地。雷电通流量不低于60KA（三线电压开关型）。 第二级： 安装在重要或敏感用电设备的分路配电设备处。

8、一般选用40KA（限压型）。 第三级：安装在用电设备内部电源部分。一般选用20KA或更低（串联式限压型）。五、电涌保护器的前端一般都加装熔断器或断路器；1：防止雷击而产生的工频续流，对SPD 及其线路的损坏：2：方便维护、更换SPD；3：防止因SPD老化，而造成线路故障第一级、第二级必须采用需采用塑壳式断路器或熔断器。第三极可采用分断能力10 KA的微断开关或熔断器电流等级的配置：第一级6380A第二级4050A第三级2532A 冲击雷电涌流，从发生到峰值的时间为8微秒 从发生到下降到其峰值50%的时间为20微秒 1.2 /50微秒 标准电压波 雷电过电压从发生到峰值的时间为1.2微秒，从发生

9、到下降至其峰值50%的时间为50微秒通常有三种接地方式1.一次侧中性点接地2.二次侧线圈接地3.互感器铁芯接地）一次侧接地的作用：由三只单相电压互感器组成）一次侧接地的作用：由三只单相电压互感器组成星形接线时，其二次侧中性点必须接地，因为星形接线时，其二次侧中性点必须接地，因为有电压测量，而且还起到继电保护的作用。有电压测量，而且还起到继电保护的作用。当系统中发生单相接地时，系统中会出现零序电流，当系统中发生单相接地时，系统中会出现零序电流，如果一次侧中性点没有接地，一次侧就没有零序电如果一次侧中性点没有接地，一次侧就没有零序电流通路，二次侧开口三角形线圈二端也不会感应出流通路，二次侧开口三角

10、形线圈二端也不会感应出零序电压，继电器不会动作，发不出接地信号。零序电压，继电器不会动作，发不出接地信号。第三章电压互感器的接地方式 电压互感器的接地方式 ）由二只单相组成-形接线中，其一次侧不允许接地，因为这相当于系统的一相直接接地，而应在二次中性点接地 二次侧线圈接地的作用（也称保护接地） 从安全上考虑二次侧要有一个接地点。当一次，二次侧绕组间的绝缘被高压击穿时，一次侧的高压会窜到二次侧，有了二次侧接地，能确保人身和设备的安全，另外通过接地，可以给绝缘监视装置提供相电压。电压互感器的接地方式 二次线圈接地的接地方式有二种.二次侧中性点接地.相接地注1.采用相接地时，中性点不能再直接接地，为

11、了避免一，二次绕组间绝缘击穿后，一次侧高压窜入二次侧，故在二次侧中性点通过一个保护间隙接地。当高压窜入二次侧时，间隙击穿接地， V相绕组被短接，该相熔断器会熔断，起到保护作用，电压互感器的接地方式注2.二次侧接地点按规程规定，均应选在主控室保护屏经端子排接地，而在配电装置处只设置试验检修时的安全接地点。 注3.继电保护的特殊需要，220KV的线路都装有距离保护，而距离保护对于PT二次回路均要求零相接地。因接断线闭锁装置需要有零线，所以220KV系统的PT是采用零相接地，即中性点接地而不采用B相接地电压互感器的接地方式注4.对于发电厂来说，为了满足不同的要求， PT二次侧既有中性点接地，又有B相

12、接地的。凡采用B相接地的 PT，二次侧中性点都装一个击穿保险器JBO, 这是考虑到B相二次保险熔断后，即使高压窜入低压仍能击穿保险器，而使 PT二次有保护接地。击穿保险器动作电压约500V. B相接地仅在同期回路中采用，随着微机装置的应用， B 相接地已不具备优势，反而会造成误动作，一般改为N接地。电压互感器的接地方式 注5.这二种接地方式的 PT都用于同期系统时，一般采用隔离变压器来解决不同的接地方式引起的可能烧毁星形接线的PT B 相线圈的问题 。注6.一次侧加装熔断器是为了防止高压系统受PT本身故障或一次引线侧故障的影响，但110KV及以上一次侧不装熔断器，经隔离开关与电网连接电压互感器

13、的接地方式 注7.二次侧加装熔断器是为了防止PT二次回路发生短路所引起的持续过电流烧PT. 注8. PT开口三角二端运行中无电压，熔断器的好坏无法监视，若熔断器损坏而未发现。在大电流接地系统中会使零序方向元件拒动，在小电流接地系统中会影响绝缘监测继电器正确运行，故一般不装熔断器。但也有的供零序过电压保护用，开口三角出线端也装设熔断器。电压互感器的接地方式 注8.用于自动励磁装置的PT二次侧不装熔断器，这是防止接触不良或熔断，引起励磁装置强行励磁误动作。注9.在发电厂中一般采用 B相直接接地。主要是为同期装置而设的。B相接地的缺点。无法测量相电压。当接于中性点的击穿保险被击穿时，容易产生二次绕组

14、的短路并烧毁 PT。 电压互感器的接地方式 互感器铁芯接地的作用 在互感器外壳上有一个接地桩头，这是铁芯和外壳的接地点，起安全保护作用。 PT二次接地只能有一点接地。 多点接地产生电位差，有电位差就会产生分流，有的造成继保检测的电压数据不正确，导致误动作。 PT二次回路接了接地点，则二次回路对地电容将为零，从而达到保证安全的目的。电压互感器的接地方式接地方式的使用场合：1：直接接地-该系统运行中若发生一相接地时（单相短路）接地电流较大，使断路器跳闸，这种大电流接地系统，不装设绝缘监测装置；2：中性点不接地系统 中性点对地绝缘。该系统运行中若发生一相接地时（单相短路）其流过故障点的电流仅为电网对

15、地的电容电流，其值很小（称小电流接地系统），需装设绝缘检测装置。电压互感器的接地方式3：中性点经消弧线圈接地方式-中性点与大地之间接入一个电感消弧线圈，当电网发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流，对接地电容电流进行补偿，是通过故障点的电流减小到自行熄灭的范围，从而达到减小接地电流，相对提高供电可靠性。4：中性点经电阻接地方式-中性点与大地之间接入一电阻值的电阻，该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，对防止谐振过电压和间歇性电弧有一定的优越性。分高电阻、中电阻、低电阻。各有优缺点，根据具体情况选定。第四章电压互感器烧毁的原因分析 10KV中性点不接地系统中电压互感器烧毁的原

16、因分析1： PT 产品质量问题：由于产品本身绝缘、铁芯叠片及绕制工艺不过关，均可引起 PT发热，过量时绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿。2：PT二次过负荷，会使二次侧负荷电流的总和超过额定值，造成内部绕组发热增加，尤其电压高于额定电压情况下，PT 内部发热更加严重，再者该系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压在运行中容易发生偏斜，当某相出现高电压时，该相PT更加容易发热，导致膨胀爆裂。电压互感器烧毁的原因分析3：过电压 如果PT承受高于额定值 很高情况下，会直接导致绝缘介质受热而汽化，体积急速膨胀，而干式PT内部空间有限，当压强增加到一定程度时，便发生爆裂 。过电压可

17、分为外部过电压和内部过电压： 外部过电压主要是因为雷击引起的 。 内部过电压通常包括：操作过电压和谐振过电压。一般主要原因是过电压而且以谐振过电压最容易发生爆裂 。电压互感器烧毁的原因分析铁磁谐振过电压的产生机理 PT非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，正常运行时 PT的励磁阻抗很大，网络对地阻抗呈容性，三相基本平衡。但在某些扰动下，如单相接地故障的发生和消失，或者是发生单相弧光接地 PT的三相铁芯受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，各相感抗发生变化，由于线路电流持续增大 ,导致 PT铁芯逐渐饱和，其电感迅速减小，但电感降到满足L=I/c 时，既具备条件，从而产生谐振过电压第五章解决铁磁谐

18、振的方法1：PT一次的中性点加装消谐器。2：PT开口三角侧接入阻尼绕组.3: 改善电磁式PT的激磁特性或选用电容式PT。第六章防止PT 烧毁采取的措施1：在PT一次侧接地线上加装零序接地自动开关，切断接地线路。2：二次侧加装16A微断开关，避免短路烧毁PT。3：在PT的开口三角处并联安装消谐装置。第七章低压电容柜上使用的断路器与熔断器的利与弊微型断路器分断能力很小，一般为4.510KA.熔断器分断能力往往在几十KA且价格便宜 所以在低压电容柜上一般采用塑壳式断路器25KA35KA 电容柜上使用熔断器的缺点：一相熔断，其他相还在运行，产生发热严重，可能导致事故扩大。采用塑壳式断路器的优点是：当任何一相发生短路或故障，塑壳式断路器即时跳闸，该电容器故障回路断开。不影响其他回路正常投运。第八章低压系统中断路器失压脱扣器的配置目前供电系统正在商讨定案之中；一般要求：照明回路不装配失压脱扣器； 动力回路需配置失压脱扣器