TT系統(tǒng)內(nèi)的暫態(tài)地電位升高及防護(hù)
在TT系統(tǒng)內(nèi)因電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)和低壓設(shè)備的保護(hù)接地各自分別接地,兩接地在電氣上沒有聯(lián)系且互不影響,N線除在電源端處接地外,在其他處不再重復(fù)接地。10~35kV/0.4kV變電站內(nèi)高壓側(cè)(高壓開關(guān)柜、變壓器、避雷器)發(fā)生接地故障時(shí),因變壓器是采用三點(diǎn)共同接地。
當(dāng)變電站內(nèi)發(fā)生髙壓側(cè)接地故障時(shí),故障電流Id流入Rb上產(chǎn)生Uf=Id*Rb的暫態(tài)地電位升高,這一電位與系統(tǒng)的相電壓相加(應(yīng)為相量相加),使電氣設(shè)備的絕緣承受Us=Uf+220V 的暫態(tài)過(guò)電壓,見圖1-9。所以變電站髙壓側(cè)接地網(wǎng)的暫態(tài)高電位進(jìn)人運(yùn)行中的電氣設(shè)備和線路存在絕緣被擊穿的危險(xiǎn)。
為防止在低壓TT系統(tǒng)內(nèi)因暫態(tài)高電位引發(fā)的電擊事故可采取下列措施來(lái)預(yù)防:
(1)在10~35kv/0.4kv變電站內(nèi)設(shè)置倆個(gè)接地極。10~35kv/0.4kv變電站內(nèi)吧高壓系統(tǒng)的保護(hù)接地和低壓系統(tǒng)的系統(tǒng)接地分為兩個(gè)接地,如圖1-10所示。
這兩個(gè)接地系統(tǒng)電氣上互不相連,這樣因故障暫態(tài)接地在Rb上的上升的大地髙電位無(wú)法傳導(dǎo)至低壓系統(tǒng)上引發(fā)過(guò)電壓事故。要說(shuō)明的是,在配電變壓器的防雷保護(hù)還應(yīng)考慮到瞬態(tài)和暫態(tài)的地電位升髙(特別是瞬態(tài))時(shí)對(duì)低壓系統(tǒng)的反擊,故低壓系 統(tǒng)的中性點(diǎn)與配電變壓器外殼間還應(yīng)裝設(shè)有低壓避雷器。
兩個(gè)接地系統(tǒng)之間距離要求按大于10m考慮,這一距離比原規(guī)程3m為大,這一數(shù)據(jù)也是從國(guó)內(nèi)外眾多專家從實(shí)踐中得出的結(jié)論。
10~35kV/0. 4kV變電站內(nèi)設(shè)置兩個(gè)接地極在國(guó)外已運(yùn)行有幾十年的歷史,解放前,上海的用戶變電站曾應(yīng)用過(guò)這一接法。 這一做法已列人IEC標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)已等同采用此標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然,一個(gè)變電站內(nèi)設(shè)置兩個(gè)接地極并非都能實(shí)現(xiàn),如戶外公用配電變壓器、箱式變電站、大廈(地下)變電站等。變電站內(nèi)采用一個(gè)接地極
還是設(shè)置兩個(gè)接地極要視現(xiàn)場(chǎng)采用什么接地系統(tǒng)的具體內(nèi)情況而定。IEC的標(biāo)準(zhǔn)也沒有規(guī)定“不允許在變壓器或發(fā)電機(jī)室內(nèi)將中性點(diǎn)就地接地”的要求。
兩個(gè)接地系統(tǒng)中PEN線的接向是有嚴(yán)格要求的。按IEC標(biāo)準(zhǔn)(IEC 364-5-54 “接地裝置和保護(hù)線” 1980)規(guī)定,PEN線必 須先接PE母排而非N母排,見圖1-11。因?yàn)椋琍E母排和N母排之間的連接板如因各種原因不導(dǎo)通,電氣裝置內(nèi)所有電氣設(shè)備將失去保護(hù)接地而不被發(fā)現(xiàn),這是很危險(xiǎn)的。將PEN線接PE母排,如果連接板不導(dǎo)通,電氣設(shè)備將失壓而停止工作,可以及時(shí)處理,不致留下隱患。
(2)為防止上述暫態(tài)過(guò)電壓在低壓系統(tǒng)內(nèi)擊穿電氣設(shè)備絕緣,IEC (國(guó)標(biāo)等同)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此類過(guò)電壓的允許值和切斷電源時(shí)間作出如表1-3所列值規(guī)定。
表列的過(guò)電壓值和時(shí)間是電氣產(chǎn)品絕緣允許承受的過(guò)電壓和切斷電源時(shí)間,否則在低壓TT系統(tǒng)中的絕緣有可能被擊穿的危險(xiǎn)。
(3)變電站內(nèi)共用一個(gè)接地極,適當(dāng)降低接地電阻值。 對(duì)難以分設(shè)兩個(gè)接地極之處仍需共用一個(gè)接地極,可適當(dāng)降低 值,此值在配電網(wǎng)不接地系統(tǒng)或消弧線圈接地系統(tǒng)因接地電 流小(≤10A),完全能滿足要求,不會(huì)因髙壓系統(tǒng)接地危及低壓系統(tǒng)的絕緣。
在小電阻接地的高壓電網(wǎng)中,Id值高達(dá)幾百安至近千安,Rb值還是4Ω,高壓發(fā)生接地故障時(shí),即便是Id值為400A故障電流,Uf髙達(dá)1600V,大于表1-3中的1200V+U0。不能滿足表1-3要求,完全可能發(fā)生電氣設(shè)備的絕緣擊穿事故。
為避免這類事故的發(fā)生,應(yīng)按供電部門給出的小電阻接地系統(tǒng)的接地電流值Id來(lái)取變電站的接地電阻。由于公用變電站的 接地電阻值是固定的,如是10kV系統(tǒng)用16Ω接地電阻,則Id=400A。如是lOΩ接地電阻,則Id = 600A。如是6Ω接地電阻,則Id=1000A。
按上述所提供的資料,就可求出Rb值。首先切斷電源時(shí)間,因電力系統(tǒng)零序跳閘時(shí)間一般都≤ls,因此,選擇切斷電源時(shí)間為<5s,因而,Uf取1200V,再根據(jù)供電部門給出的小電阻接地系統(tǒng)的接地電流值Id,便可求出。如Id值為600A,則Rb=Ud/Id = 1200/600 = 2 (Ω)。
降低變電站的接地電阻Rb值可利用建筑物內(nèi)的基礎(chǔ)鋼筋、電纜外皮、金屬管道等自然接地體作接地極,隊(duì)值不難達(dá)到1Ω以下。
(4)電樂互感器二次繞組中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)電壓保護(hù)器接地。適用 于一次設(shè)備與二次設(shè)備之距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)所(兩者接地點(diǎn)不在同一處)。
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