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標題: 變壓器二次側接地是怎么回事 [打印本頁]

作者: 靠自己 時間: 2015-2-28 12:14
標題: 變壓器二次側接地是怎么回事
這是原理圖，正常接線也是2號線對地。

作者: 709079691 時間: 2015-2-28 14:57
只知道變壓器怕三相不平衡后照成0位帶點，所以需要2次測接地。

作者: 東海fyh126 時間: 2015-2-28 16:01
電力系統中性點接地方式是一個很重要的綜合性問題，它不僅涉及到電網本身的安全可靠性、過電壓絕緣水平的選擇，而且對通訊干擾、人身安全有重要影響。
城鄉配電網主要指10kV、35kV、66kV三個電壓等級的電網，在電力系統中量大面廣，占有重要的地位。在過去，由于配電網比較小，主要采用不接地或經消弧線圈接地，一般來說運行情況是良好的，在80年代中后期，有些城市和地區配電網的中性點采用了經低電阻接地或高電阻接地方式，近年來各種不同形式的自動跟蹤補償的消弧線圈開始在配電系統中運行。城鄉配電網的中性點接地方式是一個涉及面廣、與諸多因素有關的綜合問題，在不同地區、具有不同特點的配電網，在不同的發展階段，這些因素及要求都是不一樣的，而各種中性點接地方式和裝置都有一定的適用范圍和使用條件，為此，采用不同的中性點接地方式是很正常的。我國城鄉電網正在加快建設與改造的速度，中性點接點方式對于電網的發展是重要的技術問題，引起了多方面的關注和重視。本文根據配電網的具體情況和要求，對不同發展階段的電網中性點接地方式，提出了應考慮的主要因素和問題。
2 我國城鄉配電網中性點接地方式的發展概況
2.1 建國初期，我國各大城市電網開始改造簡化電壓等級，將遺留下來的3kV、6kV配電網相繼升壓至10kV，解放前我國城市配電網中性點不接地、直接接地和低電阻接地方式都存在過，上海10kV電纜配電網中性點不接地、經電纜接地、經電抗接地3種方式并存運行至今，北京地區10kV系統中性點低電阻與消弧線圈并聯接地，上海35kV系統中性點經消弧線圈和低電阻接地2種方式并存至今。但是，從50年代至80年代中期，我國10(6)～66kV系統中性點，逐步改造為采用不接地或經消弧線圈接地兩種方式，這種情況在原水利電力部頒發的《電力設備過電壓保護設計技術規程SDJ7-79》中規定得很明確。
2.2 80年代中期我國城市10kV配電網中，電纜線路增多，電容電流相繼增大，而且運行方式經常變化，消弧線圈調整存在困難，當電纜發生單相接地故障時間一長，往往發展成為二相短路。
從1987年開始，廣州區莊變電站為了滿足較低絕緣水平10kV電纜線路的要求，采用低電阻接地方式，接著在近20個變電站推廣采用了低電阻接地方式，隨后深圳、珠海和北京的一些小區，以及蘇州工業園20kV配電網采用了低電阻接地，90年代上海35kV配電網也全面采用電阻接地方式。
2.3 90年代對過電壓保護設計規范(SDJ7-79)進行了修訂，并已頒布執行，在新規程中，有關配電網中性點接地方式的修改主要有以下幾點。
(1)原規程中規定3～10kV配電網中單相接地電容電流大于30A時才要求安裝消弧線圈，新的規程將電容電流降低為大于10A時，要求裝消弧線圈。
(2) 根據國內已有的中性點經低電阻接地的運行經驗，對6～35kV主要由電纜線路構成的系統，其單相接地故障電流較大時，中性點經低電阻接地方式作為一種可選用的方案列入了新規程。
(3) 對于6kV和10kV配電系統以及廠用電系統，單相接地電流較小時，將中性點經高電阻接地也作為一種可選擇的方案，列入了新規程。
2.4 現有的有關規程對消弧線圈的應用的規定，僅適用于不帶電調整分接頭、不能自動調諧的消弧線圈。這種消弧線圈在使用中存在以下問題：
(1) 調節不方便，必須退出運行才能調分接頭。
(2) 判斷困難，因為沒有實時監測電網電容電流，無法對運行狀態作出準確判斷，因此很難保證失諧度和中性點位移電壓滿足要求。
(3)隨著電網規模的擴大，如果電網運行方式經常變化，要求變電站實行無人值班，手動的消弧線圈不可能始終運行在最佳檔位，消弧線圈的補償作用不能得到充分發揮，也不能總保持在過補償狀態下運行。
近年來，一些科研及制造廠家研制生產的自動跟蹤補償的消弧線圈，其電感值的改變方法大致可分為調匝式、調氣隙、磁閥式、高短路阻抗變壓器式和調容式等類型，這些產品在電力系統的推廣應用，逐步取得了一定運行經驗。
3 中性點不同接地方式的比較
3.1 中性點不接地的配電網
中性點不接地配電網如果三相電源電壓是對稱的，則電源中性點的電位為零，但是由于架空線排列不對稱而換位又不完全等原因，使各相對地導納不相等，則中性點將會產生位移電壓。一般情況位移電壓不超過電源電壓的5%，對運行的影響不大。當中性點不接地配電網發生單相接地故障時，非故障的二相對地電壓將升高倍，由于線電壓仍保持不變，故對用戶繼續工作影響不大。
實踐表明，單相接地時，當接地電流大于10A而小于30A時，有可能產生不穩定的間歇性電弧，隨著間歇性電弧的產生將引起幅值較高的弧光接地過電壓，其最大值不會超過3.5倍相電壓，對于正常設備有較大的絕緣裕度，應能承受這種過電壓，對絕緣較差的設備、線路上的絕緣弱點和絕緣強度很低的旋轉電機有一定威脅，在一定程度上對安全運行有影響。
由于中性點不接地配電網的單相接地電流很小，對鄰近通信線路、信號系統的干擾小，這是這種接地方式的一個優點。
3.2 中性點經消弧線圈接地
消弧線圈是一個裝設于配電網中性點的可調電感線圈，當發生單相接地時，可形成與接地電流大小接近但方向相反的感性電流以補償容性電流，從而使接地處的電流變得很小或接近于零，當電流過零電弧熄滅后，消弧線圈還可減小故障相電壓的恢復速度從而減小電弧重燃的可能性。當完全補償狀態時，中性點位移電壓U0將很高，因此一般都采取過補償方式以減小中性點位移過電壓。失諧度大可降低中性點位移電壓，但失諧度過大，將使線路接地電流太大，電弧不易熄滅，因此合理地選擇失諧度才能使消弧線圈正常運行。失諧度一般選在10%左右，長時間中性點位移電壓不應超過額定相電壓的15%。
消弧線圈的存在，使電弧重燃的次數大為減少，從而使高幅值的過電壓出現的概率減小，一般認為66kV及以下系統發生間歇性電弧接地故障時，消弧紅圈接地方式下的最大過電壓為3.2Uxg,略低于中性點不接地系統。
中性點經消弧線圈接地的配電網接地電流小，對附近通信線路的干擾小是這種方式的一個優點。
一般情況消弧線圈失諧度不大，如果線路不對稱度很大，特別是發生斷路器非全相操作，線路發生單相或二相斷線時，對于消弧線圈接地系統，若阻尼率又較小，在某些條件下有可能引起串聯諧振，需加以防止。
3.3 中性點經電阻接地
3.3.1 80年代中期廣州等城市10kV配電網發展很快，城市中心區大量敷設電纜，單相接地電容電流增長較快，1987年達到60A以上，雖然裝了消弧線圈，由于電容電流較大，且運行方式經常變化，消弧線圈調整困難，還由于使用了一部分絕緣水平低的電纜，為了降低過電壓水平，減少相間故障可能性，因此采用了中性點經低電阻接地的方式。
根據對廣州地區區莊變電站的研究結果，采用中性點經低電阻接地，當Rn≤10Ω，在大多數情況下可使單相接地工頻電壓升高降低到1.4p.u左右。從限制弧光接地過電壓考慮，當電弧點燃到熄滅過程中，系統所積累的多余電荷在熄滅后半個工頻周波內能夠通過Rn泄漏掉，過電壓幅值就可明顯下降。根據這個要求可以得到中性點的低電阻值應滿足的條件為：
　　　　　　　　　　　　　　　　　Rn≤1/3ωC0
當Rn=10Ω時，弧光接地過電壓則可降至1.9p.u.以下。
3.3.2 中性點電阻值的選擇若取得太低時，則單相接地電流較大，對通信線路干擾大；若阻值取得太大，則繼電保護動作不可靠。一般來說,中性點電阻中的電流在100～200A時對通信線路的干擾不成問題，在此條件下，10kV架空線路，中性點電阻值為28.80～57.74Ω。對于電纜為主的配電網，根據日本的經驗,中性點電阻中的電流在400～800A時，對通信線的干擾問題不大，據此，10kV電纜配網中性點電阻值的范圍應為7.2～14.4Ω。
從保證繼電保護動作可靠性考慮，發生單相接地故障時應具有較高的靈敏度。接地繼電器有2種：一種是接地過流繼電器，另一種是根據零序電流方向而動作的接地方向繼電器。
采用過流繼電器在發生金屬性接地時，保護的靈敏度是沒有問題的。但在經過渡電阻接地時，主要是架空線路有相當一部分單相接地故障，故障點的電阻較大，保護的靈敏度存在一些問題。而對于電纜線路，單相接地時的過渡電阻一般都比較小，對繼電保護的靈敏度影響不大。
最后從限制諧振過電壓的要求出發，在電纜線路特別長時，有可能出現 jωLe=1/jωC 的情況，而引起諧振，若中性點有適當電阻，則健全相上的異常電壓可以得到限制。
3.3.3 中性點經低電阻接地的方式，特別是以架空線為主的配電網單相接地時，跳閘次數會大大增加，如果未能實現環網供電或線路沒有裝設重合閘，則停電次數將會增加，降低了供電可靠性，而對電纜為主的配電因其故障率極低，這個問題不突出。
結合我國具體情況，建議以電纜為主的電容電流達到150A以上的配電網可以采用低電阻接地方式，相應的故障電流水平為400～1000A。對10kV系統，中性點接地電阻值可取RN=10～20Ω。
4 自動跟蹤補償消弧線圈
自動跟蹤補償消弧線圈裝置可以自動適時的監測跟蹤電網運行方式的變化，快速地調節消弧線圈的電感值，以跟蹤補償變化的電容電流，使失諧度始終處于規定的范圍內。大多數自動跟蹤消弧裝置在可調的電感線圈下串有阻尼電阻，它可以限制在調節電感量的過程中可能出現的中性點電壓升高，以滿足規程要求不超過相電壓的15%。當電網發生永久性單相接地故障時，阻尼電阻可由控制器將其短路，以防止損壞。其原理接線如圖1所示。
自動跟蹤補償消弧線圈按改變電感方法的不同，大致可分為有分接頭的調匝式,有可動鐵芯的調氣隙式，磁閥式調節的消弧線圈，高短路阻抗變壓器式消弧系統以及調容式消弧補償裝置等。

4.1 調匝式自動跟蹤補償消弧線圈
調匝式是采用有載調壓開關調節電抗器的抽頭以改變電感值。它可以在電網正常運行時，通過實時測量流過消弧線圈電流的幅值和相位變化，計算出電網當前方式下的對地電容電流，根據預先設定的最小殘流值或失諧度，由控制器調節有載調壓分接頭，使之調節到所需要的補償檔位，在發生接地故障后，故障點的殘流可以被限制在設定的范圍之內。它的不足之處是不能連續調節，需要合理的選擇和確定檔位數和每檔變化范圍，使殘流在各種運行方式下都能限制在5A左右，以滿足工程需要。
4.2 調氣隙式自動跟蹤補償消弧線圈
調氣隙式電感是將鐵芯分成上下兩部分，下部分鐵芯同線圈固定在框架上，上部分鐵芯用電動機帶動傳動機構可調，通過調節氣隙的大小達到改變電抗值的目的。它能夠自動跟蹤無級連續可調，安全可靠。其缺點是振動和噪聲比較大，在結構設計中應采取措施控制噪聲。這類裝置也可以將接地變壓器和可調電感共箱，使結構更為緊湊。
4.3 磁閥式調節的消弧線圈
其基本原理是用直流控制鐵芯的磁飽和度，以實現平滑調節電抗器的容量。一般消弧線圈與接地變壓器可以放在一個五柱式的鐵芯上，中間3個柱的鐵芯上的繞組可以組成Z型接地變壓器。兩邊柱上繞有上下帶抽頭的對稱繞組。不同鐵芯柱的上下兩繞組交叉連接后并聯到接地變壓器的中性點N和地之間，構成可調的消弧線圈。可控硅V1、V2分別接在左右2個柱的抽頭上，二極管V則橫跨在左右交叉繞組的中間。見圖2。
當電網發生單相接地故障時，出現幅值為相電壓的零序電壓，它在Z型接地變壓器上的電抗壓降為零，它全部加在消弧線圈兩端。在零序電壓作用下，可控硅V1、V2承受正弦電壓，一個工頻周期內，輪流觸發導通，便可調節控制電流的大小，以改變兩邊柱鐵芯的飽和程度，達到平滑調節消弧線圈的容量和自動補償單相接地電流的目的。
這種磁閥式調節的消弧線圈有如下特點：補償電流可連續無級調節，調整平滑，線性度好；結構緊湊補償后殘余電流小；其缺點是該裝置本身是一諧波源，對電能質量有影響，應采取措施加以解決。
4.4 高短路阻抗變壓器式消弧系統
該消弧系統主要由高短路阻抗變壓器式消弧線圈和控制器組成，同時采用小電流接地選線裝置為配套設備。

該消弧線圈是一種高短路阻抗變壓器式可控電抗器，其基本結構和等效電路如圖3所示。變壓器的一次繞組作為工作繞組接入配電網中性點，二次繞組作為控制繞組由2個反向連接的晶閘管短路，通過調節晶閘管的導通角來調節二次繞組中的短路電流，從而實現電抗值的可控調節。由于采用了晶閘管調節，因此響應速度快，可以實現零至額定電流的無級連續調節。此外，由于是利用變壓器的短路阻抗作為補償用的電感，因而具有良好的伏安特性。

在非接地故障情況下，消弧線圈可以工作在遠離諧振點的區域，發生故障調諧使電弧熄滅后，應快速調離諧振點以避免產生串聯諧振過電壓，因此可以不設置阻尼電阻。
4.5 調容式消弧補償裝置
根據系統最大運行方式或電網發展情況，確定消弧線圈在過補償條件下的額定容量，即可確定在接地故障時可提供的電感電流，增設消弧線圈的二次電容負荷繞組，在二次側并聯若干組用真空開關或晶閘管通斷的電容器，用來調節二次側電容的容抗值，以達到減小一次側電感電流的要求，稱其為調容式消弧補償裝置。電容值的大小及組數有多種不同排列組合，以滿足調節范圍和精度的要求。
5 中性點接地方式的選擇
電力系統中性點接地方式是一個涉及到供電的可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護、通信干擾、系統穩定諸多方面的綜合技術問題，這個問題在不同的國家和地區，不同的發展水平可以有不同的選擇。
5.1 配電網中性點采用傳統的小電流接地方式
傳統的小電流接地方式主要是指中性點不接地或經手動調整的消弧線圈接地2種方式。
當系統不大，線路主要是架空線路，網絡結構相對比較簡單，運行方式變化范圍不很大，采用傳統的小電流接地方式有明顯的優點。
首先是供電可靠性高，由于接地故障電流很小，其電弧可以瞬間自行熄滅。對單相永久性接地故障，允許一定時間內帶故障運行，避免了過多的跳閘現象。其次是人身及設備的安全性較好，由于單相接地時故障點電流很小，跨步電壓和接觸電壓都較低，使人身傷亡和弱電設備的損壞率都顯著降低。第三是通信干擾小。
配電網采用小電流接地方式應認真地按《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》(DL/T620-1997)標準的要求執行，對架空線路電容電流在10A以下可以采用不接地方式，而大于10A時，應采用消弧線圈接地方式。采用消弧線圈時應按要求調整好，使中性點位移電壓不超過相電壓的15%，殘余電流不宜超過10A；消弧線圈宜保持過補償運行。這樣，基本上可以使配電網安全可靠運行。
5.2 配電網中性點經低電阻接地
在配電網中選用中性點經低電阻接地，可以降低單相接地時非故障相的過電壓，抑制弧光接地過電壓，消除諧振過電壓和大部分斷線過電壓，避免使單相接地發展為相間故障，接地保護方式比較簡單，對電纜為主的系統可以選擇較低的絕緣水平，以利節約投資，但是對以架空線為主的配電網因單相接地而引起的跳閘次數則會大大增加。
對以電纜為主的配電網，其電容電流達到150A以上，故障電流水平為400～1000A，經綜合比較后可以采用這種接地方式。采用低電阻方式時，對中性點接地電阻的動熱穩定應給以充分的重視，以保證運行的安全可靠。
5.3 配電網采用自動跟蹤補償裝置
對于運行方式經常變化，特別是電容電流變化的范圍比較大，用手動的消弧線圈已很難適應要求，此外，由于系統的擴大，原有的消弧線圈容量已不夠，可能處于欠補償狀態下運行的配電網，采用自動跟蹤補償的消弧線圈，可以將電容電流補償到殘流很小，使瞬時性接地故障自動消除而不影響供電。如果配有自動選線裝置，對于永久性故障能正確選出故障線路并跳閘，則可不影響其他非故障線路的正常運行，則是比較合理和很有發展前景的中性點接地方式。
隨著城市配電網的迅速發展，電纜大量增多，電容電流達到很大值(>300A)；用戶使用的敏感元件(電腦、電子控制、電力電子)日益增多；配電網與電信網共處的電磁兼容問題日益突出。可以預見低電阻接地方式要限制單相短路電流同時又要滿足過電壓的要求將很困難。相反自動快速跟蹤補償的消弧裝置，配合可靠的自動選線裝置則有較大的發展優勢。各地區應該根據當地配電網的發展水平、電網結構特點，從長遠的發展觀點，因地制宜地確定配電網中性點接地方式。

作者: 709079691 時間: 2015-2-28 16:44
在三相平衡的情況下，在線圈中間部位會有中性點，也就是接零線的位置；如果三相不平衡在0位會有電壓存在，實際輸出電壓會低于額定輸出電壓，為了避免這種情況出現，在2次測接地使零線位電壓為0.

作者: 靠自己 時間: 2015-3-1 19:11

709079691 發表于 2015-2-28 16:44
) E' j6 D7 Q2 u! D" }/ t6 c. n在三相平衡的情況下，在線圈中間部位會有中性點，也就是接零線的位置；如果三相不平衡在0位會有電壓存在， ...

謝謝

作者: 靠自己 時間: 2015-5-29 08:26
本帖最后由靠自己于 2015-5-29 08:28 編輯

709079691 發表于 2015-2-28 16:44
, G7 m- m/ @% q& }在三相平衡的情況下，在線圈中間部位會有中性點，也就是接零線的位置；如果三相不平衡在0位會有電壓存在， ...

前輩還有一個問題我沒想通，如果一側接地會不會漏電呀。24伏那側，為啥沒接地。

作者: 709079691 時間: 2015-5-29 08:38

靠自己發表于 2015-5-29 08:26
0 D+ l4 Y: f8 }$ q/ k. ]0 p前輩還有一個問題我沒想通，如果一側接地會不會漏電呀。24伏那側，為啥沒接地。

安全電壓接地為什么？接地的根本是安全，本來安全的電壓還需要接地嗎？

作者: 靠自己 時間: 2015-5-30 16:34

709079691 發表于 2015-5-29 08:38
5 w8 i3 k, l! |! {安全電壓接地為什么？接地的根本是安全，本來安全的電壓還需要接地嗎？

那110的接地，會有電流流入地嗎？問題有點外行，不好意思

作者: Wooden_Horse 時間: 2015-6-5 15:54
好復雜啊

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