高压回路中的单相接地(一)
供配电回路的单相接地保护
供配电回路的单相接地保护
摘 要 对于上次光伏电池板工厂中，因用电比较频繁，所以高度重视供配电回路非常重要，而对于供配电回路而言，做好单相接地保护是确保安全供电重要措施之一，因此研究对供配电回路怎样进行单相接地保护是相关人士研究重要课题。本文是笔者依据多年经验，探究10KV系统及380V系统的单相接地保护，为相关研究人士提供理论参考依据。
关键词 接地保护；单相；供配电回路【高压回路中的单相接地】
0 引言
供配电回路主要包含了电源、电机、变压器以及插座等各个回路，其电压等级很多，从电子厂电气故障中发现大多数故障都是单相接地故障，大约占据了70%。所以电子厂供配电回路实施及运行等各个部门都比较重视单相接地保护，本文探讨了不同电压及保护设备做了研究。
1 10KV供配电回路单相接地保护
1）配电系统；10KV供配电的中性点大多是不接地或者不直接和地相接，这种回路并不是指某个回路，大体可以划分成配电电源、变压器及高压电机等各种回路；
2）接地；对于10KV单相接地电流就是对地电容的电流，馈出电缆总长度对电流电流做了决定，其电缆越长对地电容就会越大，每一个供电配电回路中单相接地的电流就是该系统中整个对地电容电流将本回路对地电容电流减去所得；
3）保护；一旦单相接地电流超出了10A以上，此时电动机的馈电回路就会瞬时出现动作而跳闸，一旦回路单相接地的电流超出15A，其他各个馈电回路就会随之而发生动作而跳闸，但是回路单相接地电流低于了10A，此时保护装置就仅仅发出信号；
4）单相接地保护设置方式以及相应保护装置；其一零序电压发出信号；一旦10KV供配电回路中出现单相接地，就会随之而产生零序电压，当要测定这个电压时一般都是对互感器中开口部位三角形进行检测，假如出现了金属性单相接地，三角形上电压就应该为100V，就要将继电器连接到三角形上。在这种情况下误差与高次谐波必定会影响互感器的工作，就会发生不平衡的电压，要想消除掉这个电压，大多数是整定成30V。继电器被冻住之后就只能够发出信号，操作人员就能够察觉到出现了单相接地，就采用手动方式先把各个回路断开，便于查找线路中的故障，采用这种方式优点在于简单易行；
5）零序过流保护；事实上，将电缆型的零序电流互感器加装到每一个馈电回路中，这样互感器上的二次侧接合互感器配套接地过流继电器，一旦该供配电
高压回路中的单相接地(二)
单相接地故障的特征及处理
单相接地故障的特征及处理
10kV(35kV)小电流接系统单相接(以下简称单相接是配电系统最常见故障，多发生潮湿、多雨天气。树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起。单相接影响了用户正常供电，可能产生过电压，烧坏设备，引起相间短路而扩大事故。，熟悉接故障处理方法对值班人员来说十分重要。 1 几种接故障特征
(1)当发生一相(如A相)不完全接时，即高电阻或电弧接，这时故障相电压降低，非故障相电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处电压达到整定值，电压继电器动作，发出接信号。
(2)发生A相完全接，则故障相电压降到零，非故障相电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接信号。
(3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔断，此时故障相指示不为零，这是此相电压表二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小电压指示，但该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接信号。
(4)系统中存容性和感性参数元件，特别是带有铁芯铁磁电感元件，参数组合不匹配时会引起铁磁谐振，继电器动作，发出接信号。
(5)空载母线虚假接现象。母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，发出接信号。但当送上一条线路后接现象会自行消失。
2 单相接故障处理
(1)处理接故障步骤：
①发生单相接故障后，值班人员应马上复归音响，作好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员命令寻找接故障，但具体查找方法由现场值班员自己选择。
②详细检查所内电气设备有无明显故障迹象，不能找出故障点，再进行线路接寻找。 ③将母线分段运行，并列运行变压器分列运行，以判定单相接区域。【高压回路中的单相接地】
④再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路，应采取转移负荷，改变供电方式来寻找接故障点。
⑤采用一拉一合方式进行试拉寻找故障点，当拉开某条线路断路器接现象消失，便可判断它为故障线路，并马上汇报当值调度员听候处理，同时对故障线路断路器、隔离开关、穿墙套管等设备做进一步检查。
(2)处理接故障要求：
①寻找和处理单相接故障时，应作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接时，室内不接近故障点4m以内，室外不接近故障点8m以内，进入上述范围工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。 ②减小停电范围和负面影响，寻找单相接故障时，应先试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用点性质重要线路。双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知。若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先试拉这条线路。 ③若电压互感器高压熔断件熔断，不用普通熔断件代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂瓷管熔断器，这种熔断器有良好灭弧性能和较大断流容量，具有限制短路电流作用。 3 结束语
减少单相接故障给电网运行带来不良影响，要求值班人员熟悉有关运行规程，了解设备运行状况，实践中不断总结经验，提高处理问题能力，还要积极改善设备运行条件，及时消除设备缺陷，保持设备清洁，提高设备绝缘水平。同时，还要加强配电线路检修、维护管理，提高配电线路检修人员技术水平，缩短查找处理接故障时间，尽快恢复对用户供电。
高压回路中的单相接地(三)
单相接地故障的特征及处理
【高压回路中的单相接地】 单相接地故障的特征及处理
10kV(35kV)小电流接地系统单相接地(以下简称单相接地)是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。因此，熟悉接地故障的处理方法对值班人员来说十分重要。
1 几种接地故障的特征
(1)当发生一相(如A相)不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。
(2)如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号。
(3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔断，此时故障相的指示不为零，这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接地信号。
(4)由于系统中存在容性和感性参数的元件，特别是带有铁芯的铁磁电感元件，在参数组合不匹配时会引起铁磁谐振，并且继电器动作，发出接地信号。
(5)空载母线虚假接地现象。在母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，并且发出接地信号。但当送上一条线路后接地现象会自行消失。
2 单相接地故障的处理
(1)处理接地故障的步骤：
①发生单相接地故障后，值班人员应马上复归音响，作好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障，但具体查找方法由现场值班员自己选择。
②详细检查所内电气设备有无明显的故障迹象，如果不能找出故障点，再进行线路接地的寻找。
③将母线分段运行，并列运行的变压器分列运行，以判定单相接地区域。
④再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路，应采取转移负荷，改变供电方式来寻找接地故障点。
⑤采用一拉一合的方式进行试拉寻找故障点，当拉开某条线路断路器接地现象消失，便可判断它为故障线路，并马上汇报当值调度员听候处理，同时对故障线路的断路器、隔离开关、穿墙套管等设备做进一步检查。
(2)处理接地故障的要求：
①寻找和处理单相接地故障时，应作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内，进入上述范围的
工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。
②为了减小停电的范围和负面影响，在寻找单相接地故障时，应先试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要的线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用点性质重要的线路。双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知。若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先试拉这条线路。
③若电压互感器高压熔断件熔断，不得用普通熔断件代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂的瓷管熔断器，这种熔断器有良好的灭弧性能和较大的断流容量，具有限制短路电流的作用。
3 结束语
为了减少单相接地故障给电网运行带来的不良影响，不仅要求值班人员熟悉有关运行规程，了解设备的运行状况，在实践中不断地总结经验，提高处理问题的能力，还要积极改善设备的运行条件，及时消除设备缺陷，保持设备的清洁，提高设备的绝缘水平。同时，还要加强配电线路的检修、维护管理，提高配电线路检修人员的技术水平，缩短查找处理接地故障的时间，尽快恢复对用户供电。
高压回路中的单相接地(四)
供配电回路的单相接地保护
摘 要 对于上次光伏电池板工厂中，因用电比较频繁，所以高度重视供配电回路非常重要，而对于供配电回路而言，做好单相接地保护是确保安全供电重要措施之一，因此研究对供配电回路怎样进行单相接地保护是相关人士研究重要课题。本文是笔者依据多年经验，探究10KV系统及380V系统的单相接地保护，为相关研究人士提供理论参考依据。 关键词 接地保护；单相；供配电回路
中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0155-02
0 引言
供配电回路主要包含了电源、电机、变压器以及插座等各个回路，其电压等级很多，从电子厂电气故障中发现大多数故障都是单相接地故障，大约占据了70%。所以电子厂供配电回路实施及运行等各个部门都比较重视单相接地保护，本文探讨了不同电压及保护设备做了研究。
1 10KV供配电回路单相接地保护
1）配电系统；10KV供配电的中性点大多是不接地或者不直接和地相接，这种回路并不是指某个回路，大体可以划分成配电电源、变压器及高压电机等各种回路；
2）接地；对于10KV单相接地电流就是对地电容的电流，馈出电缆总长度对电流电流做了决定，其电缆越长对地电容就会越大，每一个供电配电回路中单相接地的电流就是该系统中整个对地电容电流将本回路对地电容电流减去所得；
3）保护；一旦单相接地电流超出了10A以上，此时电动机的馈电回路就会瞬时出现动作而跳闸，一旦回路单相接地的电流超出15A，其他各个馈电回路就会随之而发生动作而跳闸，但是回路单相接地电流低于了10A，此时保护装置就仅仅发出信号；
4）单相接地保护设置方式以及相应保护装置；其一零序电压发出信号；一旦10KV供配电回路中出现单相接地，就会随之而产生零序电压，当要测定这个电压时一般都是对互感器中开口部位三角形进行检测，假如出现了金属性单相接地，三角形上电压就应该为100V，就要将继电器连接到三角形上。在这种情况下误差与高次谐波必定会影响互感器的工作，就会发生不平衡的电压，要想消除掉这个电压，大多数是整定成30V。继电器被冻住之后就只能够发出信号，操作人员就能够察觉到出现了单相接地，就采用手动方式先把各个回路断开，便于查找线路中的故障，采用这种方式优点在于简单易行；
5）零序过流保护；事实上，将电缆型的零序电流互感器加装到每一个馈电回路中，这样互感器上的二次侧接合互感器配套接地过流继电器，一旦该供配电回路出现了单相接地，那么继电器就会动作，不但能够动作到信号，还能够动作到跳闸，这种方法比较经而且简单易行，但是如果系统比较简单或单相接地的电流不大，采用这种方式就不能够确保灵敏度；
6）采用微机选线装置；这种装置是由电缆型的零序电流互感器与微机系统共同组成，将零序互感器装到所有馈线回路之上。首先对系统中零序电压进行检测，如果存在零序电压之时就能够故障出在单相接地，就要对各回路零序电流进行采集。经过几个值的对比分析最终判断哪一路发生馈线单相接地，对于零序电流是能比较分析电流大小、电流中有功分量大小、电流功率方向等。采取这种保护措施能够检测多回路，而且灵敏度比较高、价格合理及判断准确，是目前使用比较广泛的保护措施。
2 380V供配电回路单相接地保护
对于电子类工厂中动力电380V是供配电回路中重要组成部分，而且对于一个生产型企业人而言，安全才是企业发展的第一要素，因此探讨其接地保护具有重要意义。
对配电系统中单独设置380V时，三相负荷处于均衡就不存在单相负荷。可是许多电子厂并不是单一使用供配电回路，大多是将动力、照明及控制综合使用在一个配电系统上，这样就会发生单相负荷及负荷不平衡，因此就要将中性点连接到地，即为单相短路。
1）分析中性点接地；一旦配电回路之中的负荷存在不平衡现象，该电流就会通过中性点的NA线传递到变压器的中性。假如配电箱中电源电缆的中性线断开或者负荷严重失衡，那么其中性线就有可能存在零序电压，进而影响到三相电压平衡，就能够存在较高的小负荷。就可能会损失到这一个相线上所用用电设备，如果严重还会对设备造成影响乃至损坏。因此必须要把大地视为中线协调负荷失衡，所以变压器的中线点就必须要和地直接相连，并且电箱的中性线还要和地重复连接。这样操作模式有效增强了单相接地的短路电流，进而增强了保护可靠系数。
2）实现保护；采用单相接地属于单相短路故障，保护必定要能够进行动作跳闸，当然保护也应该划分几级：
第一级就是要确定出变压器中性点，而且还必须要确保该中性点上的电流大小，一旦该点上电流低于了25，那么此时保护必然存在时限性，只要控制时限超出了这个时限性就会发生单相接地，在实际操作中这个时限就会与下一级配合实现保护，这样才能够真正实现单相接地保护，才能够达到保护的真正目的。
第二级一般都是安装到电源馈线的回路中，工作时基本上是和相间进行保护合用，因此要实现单相接地的保护，就应用了自动开关过流保护的模式，依照电路之中的最大负荷时电路中的电流整定，并且配合下级进行保护，一旦出现故障就会产生反时限动作，出现跳闸而对回路起到了相应保护。
第三级主要和用电设备相关，属于末端配电，就是将接地保护假装到用电设备上，这个保护线和短路保护相结合，并且应用了过流模式控制自动开关，按照启动用电设备电流整定，产生瞬时跳闸。对于用电功率较大设备必须要单独设置单相接地保护，采用电缆型的零序电流互感器与过流继电器，将启动设备时最大的不平衡整定电流，瞬间发生动作而跳闸。为了保证人身安全，不带电金属外壳还要采取可靠接地。只有做好了各个方面的接地保护，才能够真正确保单相接地保护安全，才能够实现保护的真正目的。
3 结论
对于电子生产型企业而言，供配电回路涉及到多种电压，各个电压都存在各种的单相接地保护措施，但是无论是那种电压单相接地保护的目标是一致的，都是为了供电安全，为了确保正常生产，因此做好其单相接地保护至关重要，直接关系着企业正常运转。
参考文献
[1]谢志华.浅谈塑料外壳式断路器在交流配电网络中的选用[J].机电工程技术，2011（6）.
[2]陈菲，张建才，黄爱玉.浅谈室内电子设备的网络防雷[J].网络与信息，2011（8）.
[3]何永鑫，熊俊峰.10kV母线电压互感器高压熔丝频繁熔断问题讨论[J].电工技术，2011（9）.
高压回路中的单相接地(五)
TN低压配电系统单相接地故障的保护
摘 要：介绍TN系统单相接地短路故障的保护；推导出了采用过流保护兼作接地故障保护时最大电缆允许长度的计算公式；新公式易于用电算工具进行批量计算，且计算结果对工程设计更具指导意义；同时对电缆长度过长导致保护电器不能可靠动作的情况进行了应对策略分析。 关键词：低压配电系统 单相接地故障 短路电流
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0060-03
Abstract：Introduce the protection of single-phase to earth fault in TN low voltage distribution system；Deducing the computing formula to maximum length of electric cable with overcurrent protection doubles as earth fault protection.The new formula can be batch computing easily，and the results have more guiding significance to engineering design；Meanwhile some strategies have be presented to respond the unreliable moving of protective devices with overlength cable.
Key words：low voltage distribution system single-phase to earth fault short-circuit current
在TN接线的低压配电系统中，单相接地为此系统短路电流最小的故障方式。当TN系统发生单相接地故障时，确保保护电器能可靠动作是低压配电系统电气设计中的重要内容。但由于TN系统单相接地故障电流计算复杂，计算结果通用性不强，导致实际电气设计中设计人员未对单相接地故障发生时保护电器动作的可靠性进行校核。针对此种情况，本文对保护计算的目标值进行了调整，并推导出配套的算式算法，使计算结果更具有通用性，同时针对采用短路保护兼作接地故障保护时保护电器不能可靠动作的情况进行了应对策略分析。
1 单相接地故障保护按（7）式计算的供电线路最大允许长度虽然涉及到的参数较多，但算式本身计算关系较为简洁明晰，借助于execle等工具能很容易对适用于特定工程的各个等级的断路器出线回路最大允许长度进行批量计算。
表1中给出了高压侧短路容量为100 MVA，变压器低压侧相电压为220 V，母线规格按图集03D201-4，P229页取值，母线长度取为20 m，各规格变压器（变压器参数按S11系列全密封电力变压器技术参数取值）采用Dyn11接线，配不同大小出线回路时各出线断路器所接电缆的最大允许长度。
对于多级配电供电电缆的最大允许长度计算，可以将已确定的前几级配电电缆阻抗值计入中，再按式（7）核算当前电缆出线中所允许的最大电缆长度。或按各级配电的电缆回路按比例进行折算。以500 kVA变压器下二级配电线路，一级配电为额定电流100 A出线，二级配电为额定电流为25 A出线，上级系统短路容量与变压器接法、母线规格、断路器瞬动值、配线电缆规格取值均与表1相同为例，若一级额定电流100 A的配电线路长40 m，查表1占其最大电缆允许长度的40%，则二级配电线路额定电流25 A的出线，其电缆允许长度为表1所列最大允许长度78 m的60%，即二级配电电缆允许长度为46.8 m，多级配电情况依次类推。
4 采用断路器过电流保护兼作接地故障保护不能满足要求时的应对策略
提高TN系统接地故障保护动作的灵敏性，配电手册中对此亦进行了分析，可以从以下2个方向考虑：
（1）提高接地故障电流值：①尽可能选用Dyn11接线组别变压器取代Yyn0接线组别的变压器（因Dyn11接线比Yyn0接线零序阻抗要小得多）；②加大相导体或保护导体的截面；③改变线路结构，如采用封闭型母线、架空线路改电缆以降低供电线路的电抗值。
（2）降低保护电器的动作电流值：①采用熔断器或带有短延时的断路器；②采用带零序电流保护的断路器（不适用与谐波电流较大的配电线路）；③采用带剩余电流保护的断路器（不适用于TN-C系统）；④对于马达回路可利用其单相接地保护功能或漏电保护功能通过断路器分励脱扣联跳断路器。
5 结语
TN低压配电系统中单相接地故障是短路电流最小的一种故障方式。在发生此种故障时，保护电器动作的可靠性，对安全用电与预防电气火灾具有重要意义。但在以往的工程设计中，由于校验保护电器单相接地故障动作灵敏度是采用特定线路末端单相接地短路电流值与保护电气可靠动作电流比较进行校验，而线路末端单相接地短路电流计算过程较复杂，计算结果只能针对特定线路，不具备通用性，导致在实际工程设计中，很多设计师没有对此进行校验，留下了安全隐患。通过本文所述的计算方法，借助execle等电算工具，可以很方便的一次性计算出针对特定项目、采用断路器过电流保护兼作接地故障保护的所有TN系统低压出线电缆最大允许长度，同时给出了电缆长度超过最大允许长度时的应对策略，对工程设计具有很强的指导意义。
参考文献
[1] GB50054-2011，低压配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.
[2] GB16895.21-2011，建筑物电气装置第4-41部分：安全防护电击防护[S].北京：中国标准出版社，2011.
[3] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京：中国电力出版社，2005：871.
[4] 胡国红.低压电网单相接地故障保护研究[J].能源与节能，2013（4）：113-115.
http://m.zhuodaoren.com/shenghuo351037/
推荐访问:信号回路接地 单相接地故障
