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TT系统内的暂态地电位升高及防护

发表日期:2014-04-29 03:13:16   所属分类:电阻柜技术百科   浏览 1336 次

在TT系统内因电源中性点接地系统和低压设备的保护接地各自分别接地,两接地在电气上没有联系且互不影响,N线除在电源端处接地外,在其他处不再重复接地。10~35kV/0.4kV变电站内高压侧(高压开关柜、变压器、避雷器)发生接地故障时,因变压器是采用三点共同接地。
当变电站内发生髙压侧接地故障时,故障电流Id流入Rb上产生Uf=Id*Rb的暂态地电位升高,这一电位与系统的相电压相加(应为相量相加),使电气设备的绝缘承受Us=Uf+220V 的暂态过电压,见图1-9。所以变电站髙压侧接地网的暂态高电位进人运行中的电气设备和线路存在绝缘被击穿的危险。

为防止在低压TT系统内因暂态高电位引发的电击事故可采取下列措施来预防:

(1)在10~35kv/0.4kv变电站内设置俩个接地极。10~35kv/0.4kv变电站内吧高压系统的保护接地和低压系统的系统接地分为两个接地,如图1-10所示。

这两个接地系统电气上互不相连,这样因故障暂态接地在Rb上的上升的大地髙电位无法传导至低压系统上引发过电压事故。要说明的是,在配电变压器的防雷保护还应考虑到瞬态和暂态的地电位升髙(特别是瞬态)时对低压系统的反击,故低压系 统的中性点与配电变压器外壳间还应装设有低压避雷器。

两个接地系统之间距离要求按大于10m考虑,这一距离比原规程3m为大,这一数据也是从国内外众多专家从实践中得出的结论。

10~35kV/0. 4kV变电站内设置两个接地极在国外已运行有几十年的历史,解放前,上海的用户变电站曾应用过这一接法。 这一做法已列人IEC标准,我国已等同采用此标准。当然,一个变电站内设置两个接地极并非都能实现,如户外公用配电变压器、箱式变电站、大厦(地下)变电站等。变电站内采用一个接地极
还是设置两个接地极要视现场采用什么接地系统的具体内情况而定。IEC的标准也没有规定“不允许在变压器或发电机室内将中性点就地接地”的要求。

两个接地系统中PEN线的接向是有严格要求的。按IEC标准(IEC 364-5-54 “接地装置和保护线” 1980)规定,PEN线必 须先接PE母排而非N母排,见图1-11。因为,PE母排和N母排之间的连接板如因各种原因不导通,电气装置内所有电气设备将失去保护接地而不被发现,这是很危险的。将PEN线接PE母排,如果连接板不导通,电气设备将失压而停止工作,可以及时处理,不致留下隐患。

(2)为防止上述暂态过电压在低压系统内击穿电气设备绝缘,IEC (国标等同)标准对此类过电压的允许值和切断电源时间作出如表1-3所列值规定。

表列的过电压值和时间是电气产品绝缘允许承受的过电压和切断电源时间,否则在低压TT系统中的绝缘有可能被击穿的危险。

(3)变电站内共用一个接地极,适当降低接地电阻值。 对难以分设两个接地极之处仍需共用一个接地极,可适当降低 值,此值在配电网不接地系统或消弧线圈接地系统因接地电 流小(≤10A),完全能满足要求,不会因髙压系统接地危及低压系统的绝缘。

在小电阻接地的高压电网中,Id值高达几百安至近千安,Rb值还是4Ω,高压发生接地故障时,即便是Id值为400A故障电流,Uf髙达1600V,大于表1-3中的1200V+U0。不能满足表1-3要求,完全可能发生电气设备的绝缘击穿事故。

为避免这类事故的发生,应按供电部门给出的小电阻接地系统的接地电流值Id来取变电站的接地电阻。由于公用变电站的 接地电阻值是固定的,如是10kV系统用16Ω接地电阻,则Id=400A。如是lOΩ接地电阻,则Id = 600A。如是6Ω接地电阻,则Id=1000A。

按上述所提供的资料,就可求出Rb值。首先切断电源时间,因电力系统零序跳闸时间一般都≤ls,因此,选择切断电源时间为<5s,因而,Uf取1200V,再根据供电部门给出的小电阻接地系统的接地电流值Id,便可求出。如Id值为600A,则Rb=Ud/Id = 1200/600 = 2 (Ω)。

降低变电站的接地电阻Rb值可利用建筑物内的基础钢筋、电缆外皮、金属管道等自然接地体作接地极,队值不难达到1Ω以下。

(4)电乐互感器二次绕组中性点经过电压保护器接地。适用 于一次设备与二次设备之距离较远的场所(两者接地点不在同一处)。

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